مدلسازی اثر نانوذرات سیلیکا در لایه میانی یک استخر خورشیدی با گرادیان شوری

نوع مقاله: پژوهشی

نویسندگان

1 دانشگاه فردوسی مشهد

2 دانشگاه صنعتی قوچان

چکیده

استخرهای خورشیدی یکی از مناسبترین روشهای جمع­آوری و ذخیره انرژی خورشیدی در جهان می­باشند. استخر خورشیدی با گرادیان شوری نوعی از استخرهای خورشیدی هستند که از سه لایه آب نمک با دانسیته­های متفاوت تشکیل می­شوند. در این پژوهش، تاثیر استفاده از نانوذرات سیلیکا با نسبتهای حجمی 1، 2، 5، و 10 درصد در لایه میانی استخر خورشیدی با گرادیان شوری بر روی عملکرد آن در چهار منطقه آب و هوایی در کشور ایران بررسی شده است. نتایج نشان می­دهد که استفاده از ذرات نانو سیلیکا در لایه میانی استخر خورشیدی باعث بهبود راندمان استخر خورشیدی شده و هرچه درصد نانوذرات استفاده شده بیشتر باشد، راندمان لایه پایینی نیز بیشتر خواهد شد. بیشینه افزایش در راندمان لایه پایین معادل %86/17می­باشد. همچنین با توجه به تفاوت بیشتر دمای لایه پایین استخر خورشیدی و محیط در منطقه سردسیر کشور، اضافه نمودن نانوذرات سیلیکا در این مناطق باعث بیشترین افزایش دمای لایه پایینی و راندمان خواهد شد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Numerical investigation on effect of silica nanoparticles on the middle layer of salt gradient solar ponds

نویسندگان [English]

  • A S 1
  • Hossein Beiki 2
1 ferdowsi mashhad university
2 ghoochan university
چکیده [English]

Solar pond is the one of the important ways for collecting and storing solar energy in the world. The salinity gradient solar ponds included the three layers of water-salt with different densities. In this study, the effect of the silica nanoparticles in the middle layer of the salt gradient solar pond was investigated for four different solar radiation zones in Iran. The nanoparticles volume concentrations, which were used in this study, were 1, 2, 5 and 10%. The results showed that nanoparticles improved solar pond efficiency and it increased with nanoparticles concentration. The temperature of the lower layer and efficiency of solar pond increased by 10% and 18 %, respectively. The nanoparticles were more efficient at cold zone.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Salinity gradient
  • Solar pond
  • Silica nanoparticles

 

[1] جعفرزاده، م. (1382). "استخرهای خورشیدی، کاربردهای آن و روش مطالعات مکان­یابی در ایران" هیجدهمین کنفرانس بین المللی برق، تهران، ایران.

[2] Kaleczinsky, A., (1902). Annalen der Physik, 7, 408.

 

[3] J. A. Ruskowitz, F. S. Suarez, W. Tyler,and A. E. Chidress, Solar Energy, 99, 2014, 36.

[4]     A. R. Akbarzadeh,W. G. Macdonald, Y. F. Wang, Solar Energy, 31, 1983, 377.

[5]     E. Busquets, V. Kumar, J. Motta, R. Chacon, H. Lu, Solar Energy, 86, 2012, 1366.

[6]     K. Karunamurthy, K. Murugumohankumar, S. Suresh, Digest Journal of Nanomaterials Biostructures, 7, 2012, 1833.

[7]     S. M. Ladjevardi, A. Asnaghi, P. S. Izadkhast, A. H. Kashani, Solar Energy,. 94, 2013, 327.

]8[قاسمی، ا.، رنجبر، ع.، رامیار، ع.، (1392) "بررسی عددی اثر نانو سیال آلومینیوم – آب بر عملکرد کلکتور خورشیدی سهموی" نشریه نانو مواد، شماره 14، 100-107.

[9]     A. Sakhrieh, A. Al-salaymeh, Energy Conversion Management, 65, 2013, 725.

[10]     http://www.solargis.info/Dec. 2015

[12]     J. A. Duffie, W. A. Beckman, "Solar engineering of thermal process", Wiley, New York, 1991.

[13]     M. R. Jaefarzadeh, Solar Energy, 77, 2004, 281.

[14]     H. M. Ali, Energy Research, 10, 1986, 377.

[15]     A. Rabl, C. E. Nielsen, Solar Energy, 17, 1975, 1.

[16]     R. Joel, "Basic engineering thermodynamics", Longman, 1996.

[17]     J. Samimi, J. of Physics, 3, 1986, 79.

[18]     H. Weinberger, Solar Energy, 8, 1964, 45.

[19]     M. Sodha, N. D. Kausik, S. K. Rao, Applied Energy, 10, 1981, 47.

[20] M. Karakilcik, I. Dincer, M. A. Rosen, Performance investigation of a solar pond, Applied Thermal Engineering, Vol. 26, pp. 727-735, 2006.

[21]     V. D. Chary, D. Sharma, P. Prasad, S. Murthy, Bulletin Materials Science, 36, 2013, 517.

[22]     J. C. Maxwell, "Electricity, Magnetism", Oxford, 1904.

[23]     S. Lu, H. Lin, Journal of Applied Physics, 79, 1996, 6761.

[24]     R. H. Davis, International Journal of Thermophysics, 7, 1986, 609.