مدلسازی، بهبود عملکرد سیستم کنترلی و طراحی ابعاد و مشخصات فنی آبگرمکن خورشیدی سهموی خطی

در دهه های اخیر به علت افزایش نگران کننده نرخ گرمایش زمین و همچنین روند صعودی قیمت انرژی های فسیلی، توجه جهان به انرژی های نو و تجدید پذیر جلب شده است. در این بین انرژی خورشیدی هم اکنون بیش از انواع دیگر انرژی های نو مورد توجه و مصرف است. در استفاده از انرژی خورشیدی و در مقیاس بزرگ نیروگاه های خورشیدی که از کلکتورهای سهموی خطی استفاده می کنند، بیشترین مصرف تجاری را به خود اختصاص داده اند. از طرفی در مقیاس کوچک، آبگرمکن های خورشیدی برای تامین آبگرم مصرفی صنعتی و خانگی (به خصوص در مناطق دور افتاده) مورد توجه اند. دراین میان آبگرمکن های سهموی خطی مزیت های بیشتری نسبت به نوع تخت آن دارند. اصلی ترین مزیت این آبگرمکن ها را می توان بازده بیشتر در جذب انرژی خورشیدی در آنها دانست که این امر منجر به زودتر گرم شدن آب در این نوع آبگرمکن ها می شود. متاسفانه علیرغم حاصل شدن پیشرفت های چشمگیر در زمینه طراحی سازه برای کلکتورهای خورشیدی در مطالعات قبلی، هنوز ایراداتی در این زمینه وجود دارد. علاوه بر این تاکنون اقدام مناسبی برای طراحی ابعاد و مشخصات فنی آبگرمکن های خورشیدی سهموی خطی صورت نگرفته است و این طراحی ها در حال حاضر به روش تجربی انجام می شوند. لذا در این پژوهش علاوه بر ساخت یک نمونه دوم و ارتقاء یافته از آبگرمکن خورشیدی سهموی موجود در دانشگاه خواجه نصیر الدین طوسی (نمونه اول)، الگوریتمی برای طراحی ابعاد و مشخصات فنی این نوع آبگرمکن های خورشیدی بر حسب ظرفیت مخزن، کیفیت ساخت آبگرمکن و شرایط محیطی (مانند میزان تشعشع خورشیدی) ارائه شده است. برای استفاده از این الگوریتم نیاز است تا ابتدا یک مدل ریاضی کم حجم و دقیق در اختیار داشته باشیم. لذا مدلسازی آبگرمکن خورشیدی با در نظر گرفتن ساده ترین فرضیات شروع شده و تا رسیدن به یک مدل قابل قبول این فرضیات گسترش یافته اند. پس از اطمینان از صحت و دقت مدل، از آن در طراحی ابعاد و مشخصات فنی آبگرمکن خورشیدی استفاده شده است. نتایج حاصله دقت و صحت روش طراحی ارائه شده را تایید می کنند.