یکی از روش های بهره بردن از انرژی گرمایی خورشید، استفاده از کلکتورهای خورشیدی هواگرمکن می باشد. در این تحقیق به بررسی روش های مختلف افزایش انتقال حرارت در این کلکتورها پرداخته شده است. بدین منظور اثر استفاده از پره و بافل، بازچرخش جریان هوا در کلکتور و همچنین اثر تواًمان استفاده از پره و بافل و بازچرخش، بر روی عملکرد گرمایی کلکتور هوا گرمکن مورد مطالعه قرار گرفته است. با استفاده از معادلات بقای جرم و انرژی و با فرض جریان پایا، مدل سازی سیستم کلکتور خورشیدی هواگرمکن انجام شده است. معادلات به روش تحلیلی حل شده و نتایج با استفاده از روش سعی و خطا بدست آمده اند. ارزیابی عملکرد کلکتور با بررسی پارامترهای مختلف از جمله دمای هوای خروجی، انرژی جذب شده، راندمان انرژی و راندمان انرژی موثر انجام شده است. نتایج نشان دهنده این است که استفاده از پره و بافل، دمای هوای خروجی کلکتور و راندمان را به مقدار قابل توجهی افزایش می دهد. این افزایش با بالا رفتن دبی جرمی، تعداد پره و پهنای بافل های به تدریج کاهش می یابد؛ در حالیکه با کاهش فاصله بین بافل ها افزایش می یابد. از طرفی دیگر، در نرخ جریان های بالاتر از kg/s 03/0 برای کلکتور هواگرمکن درنظرگرفته شده، اثر افزایشی پارامترهای پره و بافل بر روی عملکرد به شدت کاهش می یابد. با افزایش دبی جرمی جریان، تعداد پره و پارامترهای هندسی بافل، افت فشار و در نتیجه کار مورد نیاز فن به شدت افزایش می یابد؛ از اینرو، راندمان موثر به مقادیری به مراتب کوچکتر از راندمان کلکتور می رسد. نتایج حاصله نشان دادند که استفاده از بازچرخش جریان هوا و همچنین استفاده تواًمان از بازچرخش جریان هوا و پره تنها و نیز با پره و بافل، دمای خروجی و راندمان را به مقدار قابل توجهی افزایش می دهد. در هنگام استفاده از بازچرخش جریان هوا بدون پره و با پره، به دلیل ناچیز بودن افت فشار در تمامی شرایط، راندمان موثر در تمامی نرخ جریان ها و شرایط پارامتری قابل توجه می باشد. نتایج استفاده تواًمان بازچرخش با پره و بافل نشان دادند که در نرخ جریان های بالاتر از kg/s 03/0، در اکثر مواقع افت فشار زیاد بطور قابل ملاحظه ای موجب کوچکتر شدن راندمان موثر از راندمان می شود. افزایش شار تشعشی، موجب افزایش دمای خروجی، انرژی جذب شده و راندمان می شود و اختلاف بین راندمان و راندمان موثر را کاهش می دهد.

در این تحقیق، روشهای کاهش مصرف سوخت در مشعل های گلابگیری سنتی مورد بررسی قرار گرفته است. برای رسیدن به راندمان حرارتی بیشتر برخی تغییرات در مشعل و سیستم گلابگیری انجام گرفته -است. بدین منظور چهار دسته آزمایش انجام شده است. ابتدا تاثیر تنظیم مشعل موجود بر میزان مصرف بررسی شده است. بخش دوم مربوط به مقایسه راندمان حرارتی مشعل های شعله آزاد، چرخشی و تابشی برای نمونه آزمایشی دیگ در مقیاس کوچک است. در بخش سوم با استفاده از نتایج حاصل شده بخش قبل، طراحی و ساخت مشعل تابشی برای گلابگیری انجام شده و تاثیر آن بر عملکرد گرمایی سیستم گلابگیری مورد بررسی قرار گرفته است. در بخش چهارم اثر استفاده از سیستم پیش گرم بر راندمان حرارتی مطالعه شده است. با توجه به نتایج، تنظیم مشعل شعله آزاد با دبی بهینه گاز ورودی، 10 درصد کاهش مصرف سوخت داشته است. استفاده از دودکش در دبی های گاز ورودی کمتر از 1/2 متر مکعب بر ساعت، مصرف سوخت تا حداکثر 6 درصد کمتر شده در حالیکه در دبی های بیشتر از آن، مصرف سوخت بیشتر شده است. نتایج بدست آمده در آزمایش های مربوط به نمونه دیگ کوچک گلابگیری نشان داد که مشعل تابشی، راندمان حرارتی بالاتری نسبت به دو مشعل شعله آزاد و چرخشی دارد و لذا برای نمونه واقعی، مشعل تابشی انتخاب شده است. طراحی اولیه و ساخت مشعل تابشی در ساختارهای هندسی مختلف انجام و با مقایسه راندمان حرارتی آنها، بهترین شکل هندسی مشعل مشخص شده است. مشعل بهینه با مشعل شعله آزاد مقایسه شده اند که نتایج بدست آمده بیانگر کاهش بیش از 33 درصد در مصرف سوخت بودند.. بررسی اقتصادی عملکرد مشعل تابشی گلابگیری نشان می دهد که با درنظر گرفتن هزینه اولیه و هزینه گاز صرفه جویی شده در هر ماه، زمان برگشت سرمایه حدودا 15 ماه کاری می باشد.

در این تحقیق رفتار و عملکرد گرمایی استخر خورشیدی به صورت عددی مورد بررسی قرار گرفته است. برای این منظور از یک مدل ریاضی تفاضل محدود یک بعدی و غیر دائم استفاده شده است که به وسیله آن می¬توان مقادیر دما، گرمای استخراج شده و عملکرد لحظه¬ای استخر خورشیدی گرادیان نمک را پیش¬بینی نمود. همچنین شرایط همگرایی این مدل و پایداری گرادیان نمک موجود در استخر مورد بحث قرار گرفته است. در این مطالعه تمامی تشعشع خورشیدی به صورت مستقیم فرض شده است که مقدار آن با استفاده از روابط کلاسیک تشعشع خورشیدی دریافتی در سطح زمین محاسبه می¬گردد. یک برنامه کامپیوتری بر اساس مدل ریاضی بیان شده و با استفاده از نرم¬افزار فرترن 95 نوشته شده است که قادر به انجام این محاسبات می¬باشد. در این مطالعه نواحی مختلف کشور ایران با شرایط اقلیمی متفاوت برای ساخت استخر خورشیدی در نظر گرفته شده¬اند. استخراج گرما از استخر خورشیدی در حالت اول از لایه پایینی استخر خورشیدی و در حالت بعدی از دو لایه گرادیان و لایه پایینی به طور همزمان بررسی و مورد مقایسه قرار گرفته است. نتایج بدست آمده بهبود 40 تا 50 درصدی را برای روش دوم استخراج گرما در هر اقلیم نشان می¬دهد. در نهایت میزان عملکرد استخر خورشیدی در تمام اقلیم¬ها محاسبه و با یکدیگر مقایسه می¬شود که در نتیجه آن پتانسیل بالای نواحی گرم بیابانی و گرم کناره¬ای ایران برای احداث استخر خورشیدی گرادیان نمک مشخص می¬گردد.

در تحقیق حاظر امکان بکارگیری سیستم¬های تولید توان هیبریدی باد، خورشید، دیزل به منظور تأمین الکتریسیته و آب گرم یک ساختمان اداری دو طبقه در دو منطقه آب و هوایی ایران بررسی شده¬ است؛ بخشی از این محاسبات و بررسی در نرم¬افزار هومر و بخش مربوط به تأمین حرارت از کلکتور خورشیدی در محیط فرترن صورت گرفته است. منطقه اول منطقه دوست¬محمد در استان سیستان و بلوچستان در منطقه مرزی افغانستان واقع شده و منطقه دوم منطقه مراوه¬تپه در استان گلستان و در مرز ایران و افغانستان قرار دارد. ورودی¬های مسئله شامل بار الکتریکی و بار حرارتی مورد نیاز، طول و عرض جغرافیایی منطقه، اطلاعات مربوط به شرایط جوی مناطق مورد نظر مانند سرعت باد و تابش خورشید، قیمت گازوییل در کشور، اطلاعات فنی و اقتصادی تجهیزات مورد نیاز و . . . می-باشد. در هر دو منطقه طول عمر سیستم 25 سال و نرخ سود واقعی %7 در نظر گرفته شده اند. بار الکتریکی و حرارتی مورد نیاز ساختمان به ترتیب حدود 163 و 428 kwh/day می¬باشند. با مقایسه هزینه خالص فعلی پیکربندی¬های انتخابی قابل استفاده، بهترین سیستم بر اساس کمترین هزینه خالص فعلی انتخاب شده است که در منطقه دوست¬محمد سیستم هیبریدی تولید توان الکتریکی فتوولتاییک، باد و دیزل با هزینه خالص فعلی $ 621,020 و نرخ انرژی $/kwh 896/0 و در منطقه مراوه¬تپه، سیستم تولید توان الکتریکی هیبریدی فتوولتاییک، توربین باد با هزینه خالص فعلی $ 322,237 و نرخ انرژی $/kwh 587/0 به عنوان سیستم بهینه انتخاب شده¬اند. از مقایسه دو منطقه نتیجه شده که منطقه مراوه¬تپه در مقایسه با منطقه دوست¬محمد به¬ دلیل توزیع یکنواخت¬تر تابش خورشید و همچنین سرعت باد در طی سال برای استفاده از انرژی¬های تجدیدپذیر مناسب¬تر می¬باشد. در بخش دیگر تولید حرارت برای تأمین آب گرم ساختمان با استفاده از کلکتورهای خورشیدی و برق مازاد سیستم و بویلر کمکی مورد بررسی قرار گرفته که نشان داده شده با استفاده از برق مازاد سیستم تولید توان هیبریدی بهینه و 10 عدد کلکتور خورشیدی در منطقه دوست¬محمد %22 از توان حرارتی مورد نیاز و در منطقه مراوه تپه %32 از توان حرارتی مورد نیاز را می¬توان از طریق انرژی¬های تجدیدپذیر تأمین کرد که این مقدار با افزایش تعداد کلکتورها افزایش می¬یابد.