بررسی عملکرد آب‌شیرین‌کن خورشیدی حوضچه‌ای جاذب معکوس مجهز به سلول‌های فتوولتائیک

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه مکانیک، دانشکده مهندسی شهید نیکبخت، دانشگاه سیستان و بلوچستان، ایران

2 مدیر گروه مهندسی مکانیک گروه مهندسی مکانیک دانشگاه سیستان و بلوچستان

چکیده

سیستم تحقیق حاضر یک آب‌شیرین‌کن خورشیدی حوضچه‌ای است که به زیر آن ‌یک بازتابنده منحنی شکل متصل می‌باشد و یکسری سلول فتوولتائیک بر روی شیشه چگالنده آن تعبیه‌شده است. لذا سیستم مذکور علاوه بر تولید آب شیرین، برق نیز تولید می‌کند. با نوشتن موازنه انرژی برای اجزای مختلف سیستم، عباراتی برای محاسبه دمای سلول فتوولتائیک، دمای شیشه چگالنده، دمای آب و دمای صفحه جاذب به‌دست‌آمده است. همچنین بازدهی گرمایی و الکتریکی سیستم نیز معرفی‌شده‌اند. نتایج شبیه‌سازی تحقیق حاضر در توافق خوبی با داده‌های آزمایشگاهی مراجع گذشته است. بر مبنای مطالعات پارامتری انجام‌گرفته مشخص شد که افزایش عمق آب حوضچه، از تولید آب شیرین می‌کاهد و تأثیر آن در تولید برق محسوس نیست. افزایش سلول‌های فتوولتائیک باعث کاهش تولید آب شیرین و افزایش تولید برق می‌شود. افزایش سرعت وزش باد، باعث افزایش تولید آب شیرین و برق می‌شود. افزایش مساحت حوضچه، باعث افزایش تولید آب شیرین و برق می‌شود. همچنین افزایش سلول‌های فتوولتائیک به ترتیب باعث افزایش بازدهی الکتریکی و کاهش بازدهی گرمایی و درمجموع باعث کاهش بازدهی کل سیستم می‌شود. افزایش عمق آب حوضچه در بازدهی الکتریکی بی‌تأثیر است ولی بازدهی گرمایی و درمجموع بازدهی کل سیستم را کاهش می‌دهد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Performance analyzing of an Inverted Absorber Basin Solar Still Equipped with Photovoltaic Cells

نویسندگان [English]

  • Moien Karimi 1
  • Faramarz Sarhaddi 2
  • Fatemeh Sobhnamayan 1
1 Department of Mechanical Engineering, University of Sistan and Baluchestan, Zahedan, Iran
2 Head of Department of Mechanical Engineering Research Laboratory of Renewable Energies and Electromagnetic Fluids, Department of Mechanical Engineering, University of Sistan and Baluchestan, Zahedan, Iran
چکیده [English]

Present study is a basin solar still system that a curvy inverted reflector is connected to the basin’s below and some photovoltaic cells are inserted on glass condenser. So, the system produces fresh water and electricity, simultaneously. By writing energy balance for different components of the system such as expressions for PV cells temperature, glass condenser temperature, water temperature, and absorber temperature are obtained. Also, the system thermal and electrical efficiency are introduced. Present study simulation results are in consistent with experimental data of the previous studies. Parametric study results show that increased water depth reduces fresh water productivity and it’s effect on electricity production is negligible. Increasing PV cells reduces fresh water productivity and raises electricity production. Increased wind velocity increases fresh water productivity and electricity production. Increase in Basin area increases fresh water productivity and electricity production. Also, increased PV cells increases electrical efficiency and reduces thermal efficiency, so overall, it decreases system overall efficiency. Water depth effect on electrical efficiency is negligible but, it decreases thermal efficiency and the overall efficiency of the system.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Basin solar still
  • inverted absorber
  • photovoltaic cells
  • energy analysis