تحلیل آزمایشگاهی اثر انعکاس دهنده های خورشیدی بر عملکرد سیستم های گرمایش خورشیدی (اجاق خورشیدی دو جهته)

اجاق¬های خورشیدی سیستم¬هایی هستند که امکان استفاده مستقیم از گرمای خورشید را برای پخت و پز فراهم می¬کنند؛ موضوع این تحقیق بر روی اجاق خورشیدی دو¬جهته تعریف شده است که در آن گرمای خورشید از دو طرف به داخل اجاق خورشیدی متمرکز و هدایت می¬گردد؛ در این مدل سطوح انعکاسی تخت از سمت بالا و سطوح انعکاسی سهمی از سمت پایین، صفحه جاذب را تحت تأثیر تابش خورشید قرار می¬دهند و شرایط لازم را برای پخت غذا توسط آن فراهم می¬کنند. در این تحقیق یک نمونه اجاق خورشیدی آزمایشگاهی دو جهته طراحی، ساخته و مورد آزمایش قرار گرفته است، هدف اصلی این تحقیق دست¬یابی به مدل تأثیر سطوح انعکاسی بر عملکرد حرارتی و تابشی اجاق خورشیدی می¬باشد؛ آزمایش¬های این تحقیق در سه مرحله طراحی و اجرا شده¬اند؛ در مرحله اول سهم تأثیر بخش-های مختلف سطوح انعکاسی بر عملکرد سیستم تعیین گردید، نتایج این مرحله نشان داد که سطوح انعکاسی سهمی با 25% تأثیر بر عملکرد حرارتی سیستم، پارامتر اصلی می¬باشد و نقش کلیدی ایفا می-کند؛ در همین مرحله سهم تأثیر پارامترهای دیگر نیز مشخص گردید. در مرحله دوم تحقیق اثر استفاده از پوشش¬های نانوساختار اکسید کروم و نیکل بر بازده تابشی صفحه جاذب بررسی شد و روند تغییرات آن بر اساس نوع ماده و غلظت ذرات آن تعیین گردید. در مرحله نهایی تحقیق، با توجه به آزمایش¬های مرحله اول و دوم برای بهینه¬سازی سطوح انعکاسی (آیینه¬های تخت جانبی و آیینه¬های سهمی) با استفاده از روش سطح پاسخ، آزمایش¬هایی طراحی و اجرا گردید. با استفاده از نتایج این بررسی¬ها دو مدل ریاضی مجزا برای تعیین اثر متغیرهای زمان و زاویه آیینه¬های جانبی و تعیین اثر متغیرهای زمان و موقعیت آیینه سهمی بر عملکرد حرارتی سیستم و بازده انرژی آن به دست آمدند. نتایج حاصل از دو مدل ریاضی با سه روش؛ استفاده از تحلیل واریانس، تحلیل عدم قطعیت و مقایسه با نتایج تجربی مقایسه شدند؛ نتایج به دست¬آمده نشان داد که مدل¬های به دست آمده از اعتبار مناسبی برخوردار هستند. با استفاده از مدل¬های به دست آمده زاویه تنظیم مناسب آیینه¬های جانبی و تعیین موقعیت بهینه آیینه¬های سهمی در هر زمان و در هر مکان نیز ممکن گردید که در قالب دستورالعمل¬های بهینه-سازی عملکرد اجاق خورشیدی ارائه شدند.بر اساس دستورالعمل پیشنهادی برای تعیین موقعیت آیینه سهمی در هر مورد طرح یک اجاق خورشیدی جدید با آیینه سهمی متغیر ارائه می¬شود که استفاده از آن می¬تواند مقدار متوسط بازده موثر و کلی انرژی را به ترتیب به میزان 07/32 % و 5/35 % افزایش دهد.