کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
6691024 501910 2014 10 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
Understanding the expected performance of large-scale solar ponds from laboratory-scale observations and numerical modeling
ترجمه فارسی عنوان
درک عملکرد پیش بینی شده از استخرهای آب گرم در مقیاس بزرگ از مشاهدات آزمایشگاهی و مدل سازی عددی
کلمات کلیدی
نمک خاک خورشیدی، مدل سازی عددی، سنجش درجه حرارت توزیع شده، طیف رادیویی، کدورت
ترجمه چکیده
استخر های خورشیدی کم هزینه هستند، مجموعه های جامد خورشیدی با ذخیره سازی یکپارچه که می تواند به عنوان یک منبع انرژی در بسیاری از سیستم های حرارتی استفاده می شود. تحقیقات انجام شده در آزمایشگاههای خورشیدی در مقیاس کوچکتر نشان می دهد که در تلاش برای درک چگونگی تاثیر عوامل مختلف بر کارایی آب و هوای حوضه سودمند است، اما آنها لزوما نشان دهنده عملکرد مورد انتظار از آبشارهای بزرگ در آب نیست. در نتیجه، مهم است که بررسی کنیم که چگونه نتایج آزمایشگاه های خورشیدی خورشیدی در مقیاس کوچک می تواند افزایش یابد. در این کار، ما نشان می دهیم که چگونه مدل های مبتنی بر مشاهدات آزمایشگاهی در مقیاس آزمایشگاهی می توانند برای درک عملکرد مورد انتظار از آب های بزرگ در مقیاس بزرگ استفاده شود. این مقاله روشی را ارائه می دهد که مشاهدات حرارتی با وضوح بالا را با پویایی سیالات محاسباتی ترکیب می کند تا بررسی کند که چگونه فرآیندهای فیزیکی مختلف بر روی عملکرد پارک خورشید در مقیاس های مختلف تاثیر می گذارد. فاکتورهای اصلی که منجر به اختلاف در اجرای مقیاس های کوچک و بزرگ آبهای خورشیدی می شود، اثرات مرزی، طیف اشعه نور و شدت و کدر بودن است. اثرات مرزی (به عنوان مثال، هندسه پرنده، عایق حرارتی) انرژی را که به منطقه ذخیره سازی از استخرهای کوچک خورشیدی می رسد، کاهش می دهد. انواع مختلف چراغ ها موجب طیف و شدت تابش های مختلف می شوند که بر روی انرژی رسیدن به منطقه ذخیره سازی تاثیر می گذارد. در آبهای کم عمق با توجه به شرایط محیطی کنترل شده، سمیت به طور معمول مهم نیست. با این حال، این یک عامل مهم در استخر های خورشیدی در فضای باز است که در آن حوضچه مستعد ابتلا به ذرات است که می تواند روی سطح آب قرار داده شود یا در منطقه شیب متوقف شود. به طور کلی، ترکیبی از این عوامل سبب کاهش انرژی در استخرهای خورشیدی در مقیاس کوچک از استخرهای خورشیدی بزرگ می شود، حتی اگر آبهای بزرگ در معرض شرایط محیطی شدید قرار بگیرند. مشاهدات حرارتی با وضوح بالا همراه با شبیه سازی های عددی برای درک عملکرد پیش بینی شده از آب های بزرگ در معرض تابش خورشیدی به عنوان یک ابزار امیدوار کننده برای بهبود کارایی و بهره برداری از این سیستم های انرژی خورشیدی می باشد.
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه مهندسی انرژی مهندسی انرژی و فناوری های برق
پیش نمایش مقاله
درک عملکرد پیش بینی شده از استخرهای آب گرم در مقیاس بزرگ از مشاهدات آزمایشگاهی و مدل سازی عددی
چکیده انگلیسی
Solar ponds are low-cost, large-scale solar collectors with integrated storage that can be used as an energy source in many thermal systems. Experimental solar pond investigations at smaller scales have proven to be useful when trying to understand how different factors affect the pond's efficiency, but they do not necessarily represent the expected performance of large-scale solar ponds. Consequently, it is important to investigate how the results of small-scale solar pond experiments can be scaled up. In this work, we show how models based on laboratory-scale observations can be utilized to understand the expected performance of large-scale solar ponds. This paper presents an approach that combines high-resolution thermal observations with computational fluid dynamics to investigate how different physical processes affect solar pond performance at different scales. The main factors that result in differences between small- and large-scale solar pond performances are boundary effects, light radiation spectrum and intensity, and turbidity. Boundary effects (e.g., pond geometry, thermal insulation) reduce the energy that reaches the storage zone of small-scale solar ponds. Different types of lights result in different radiation spectrum and intensity, which affects the energy reaching the storage zone. Turbidity is typically not important in small-scale solar ponds subject to controlled environmental conditions. However, it is an important factor in outdoor solar ponds in which the pond is prone to particles that can deposit onto the water surface or become suspended in the gradient zone. In general, the combination of these factors results in less energy collected in small-scale solar ponds than in large-scale solar ponds, even though large-scale solar ponds are typically subject to more extreme environmental conditions. High-resolution thermal observations combined with numerical simulations to understand the expected performance of large-scale solar ponds seems to be a promising tool for improving both efficiency and operation of these solar energy systems.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: Applied Energy - Volume 117, 15 March 2014, Pages 1-10
نویسندگان
, , , ,