Numerical analysis of thermal performance for parabolic trough solar collector using AL2O3 nano-fluid

Abstract

Hızlı Nüfus artışı, nedeniyle enerji ihtiyaci sağlayan pek çok ülke için büyük bir sorun olmuştur. Güneş enerjisinin, hükümetler tarafından sağlanan enerji için daha ekonomik ve az çevresel engelleri vardır. Bu nedenle, araştırmacıları güneş enerjisini yenilenebilir bir enerji olarak düşünmeye teşvik ediyorlardı.Güneş enerjisiyle çalışan termal toplayıcılar, enerji üretiminde kullanılan santrallerin temel parçası haline gelir. Deneysel ve sayısal olarak üzerinde çalıştığından, araştırmacılar parabolik traf güneş kolektörlerinde ilginçti çünkü diğer türler arasında en iyi performansı verebileceklerini tespit ettiler. Bu çalışmada, parabolik traf güneş kolektörler oluk toplayıcı için termal verimliliğin geliştirilmesi araştırması, sabit hal koşullarında sonlu hacim yöntemi kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Öncelikle, bir onay prosedürü sayısal ve deneysel sonuçları karşılaştırdı. Sonra, çeşitli güneş radyasyonunun, farklı sıvı giriş sıcaklığının ve hacim akış hızı aralığının akışkanın üzerindeki etkisi, sıcaklığın, faydalı ısı kazanımının ve termal verimliliğin analiz edilmesine izin verir. Nano sıvı elde etmek için sonunda alüminyum tozu baz sıvısına ilave edilmiştir. Çeşitli hacim akış hızı ve Nano-sıvı kullanılarak uygulanan farklı Reynold sayısı aralığı, Nano-akışkan ile yapılan hesaplamalar, aynı doğrulama koşulu altında üç farklı hacimsel nanopartikül konsantrasyonunda (% 1,% 4 ve% 8) yapılır. Bu çalışma kolektör üreticilerine ve güneş enerjisi santrallerine, uygun çalışma koşullarının seçilmesinde, performansın maksimum olması için önemli anahtarlar sağlar.

Due to the necessity of live and rapidly growing in population, energy providing have been a big problem for many countries. Solar energy has less economic and environmental barriers for energy providing by the governments. This reason have been encouraging researchers to concern about solar energy as a renewable energy. Solar thermal collectors become the basic part in power plants for power production. Researchers have been interesting in parabolic trough solar collectors as they detect that it could give the best performance among the other types as they worked experimentally and numerically on it. In the current study, the investigation of improving thermal efficiency for solar parabolic trough collector has been carried out by using finite volume method at steady state condition. Firstly, a confirmation procedure have compared the numerical and experimental results. Then the effect of various solar radiation, different fluid inlet temperature and range of volume flow rate on the fluid out let temperature, useful heat gain and thermal efficiency have been analyzed. Finally, aluminum powder have added to the base fluid in order to obtain Nano-fluid. Various volume flow rate and different range of Reynold number applied with using Nano-fluid. Calculations with Nano-fluid made at three different volumetric concentration of nanoparticles (1%, 4% and 8%) at the same condition of verification. this study providesimportant keys to collectors manufacturers and solar power plants in selecting suitable operation condition so that the performance is maximum.