تحلیل کلکتور های سهموی خطی خورشیدی بر مبنای قانون دوم ترمودینامیک

امروزه از کلکتورهای سهموی خطی به طور گسترده ای در نیروگاه های خورشیدی استفاده می شود. در این تحقیق کلکتورهای سهموی خطی از دیدگاه حرارتی و اگزرژی مورد تحلیل قرار گرفتند تا پارامترهایی که کارایی کلکتور را بیشینه می کنند مشخص شوند. در این پژوهش ابتدا معادلات بقای جرم، مومنتوم و انرژی در حالت گذرا، به صورت یک بعدی و با قابلیت حل جریان دوفازی با یک شبیه سازی عددی حل شده و توزیع خواص مختلف جریان در طول کلکتور به دست می آیند. سپس از این اطلاعات برای محاسبه بازده و کسرهای بی بعد شده عوامل افت و نابودی اگزرژی استفاده می شود. با تغییر دادن عواملی چون دمای ورودی، دبی جرمی، فشار کاری، قطر لوله و ... روند تغییرات بازده و کسرهای بی بعد عوامل افت و نابودی اگزرژی مشخص شده و نقاط کارکرد بهینه ای برای هر کدام به دست می آید. بارزترین نتیجه این پژوهش پیش بینی ناهماهنگ شرایط کارکرد بهینه با استفاده از بازده گرمایی و بازده اگزرژی است، چرا که بازده گرمایی تنها به سنجش افت گرمایی می پردازد اما بازده اگزرژی سایر عوامل موثر را نیز در بر می گیرد. همچنین مشخص شد عموما بیشترین نابودی اگزرژی طی فرایند جذب نور خورشید توسط لوله گیرنده صورت می گیرد که کاستن از این عامل با افزایش دمای کارکرد در محدوده مشخصی میسر می شود و بیشترین اگزرژی از دست رفته مربوط به خطاهای اپتیکی است که مرتبط با هندسه و خواص سطح آینه، پوشش شیشه ای و لوله گیرنده است.