بررسی اثر استفاده از سیال عامل نانوگرافنی بر عملکرد دریافت کننده های خورشیدی حجمی شار بالا

در این مقاله، هدف، بررسی اثر استفاده از سیال عامل نانوگرافنی در عملکرد و کارایی دریافت کننده های خورشیدی شار بالا می باشد. دلیل استفاده از سیال عمل نانوگرافنی این است که در دریافت کننده های شار بالا به دلیل بالا بوده دمای عملکرد و میزان اتلاف راندمان تولید توان پایین بوده، لذا در صورت استفاده از سیال عامل مرسوم، این نوع دریافت کننده قابلیت رقابت با نیروگاه های سوخت های فسیلی را نخواهد داشت. به منظور مدلسازی این نوع گیرنده ها، ابتدا معادلات بالانس انرژی سیستم فرمولبندی شده و سپس تابش حرارتی داخل کلکتور خورشیدی در معادلات حاکم اعمال شده است. به منظور حل معادله بی بعد شده انتقال حرارت یک بعدی گذرا (که از نوع سهموی می باشد) از روش صریح استفاده شده است. مقایسه نتایج مربوط به حل عددی انجام شده با نتایج آزمایشگاهی نشان می دهد مدلسازی صورت گرفته مطابقت مناسبی با نتایج آزمایشگاهی دارد. به منظور ارزیابی پارامترهای هندسی و تشعشعی موثر نظیر ارتفاع، تمرکز تابش و ضخامت نوری بر عملکرد دریافت کننده خورشیدی، تحلیل حساسیت پارامترهای ورودی صورت گرفته است. ارزیابی عملکرد دریافت کننده خورشیدی همراه با نانوسیال گرافنی نشان می دهد، استفاده از نانوسیال بهبود مناسبی در توان کلی دریافت کننده های خورشیدی ایجاد می نماید. در پایان به منظور ارزیابی ضخامت نوری بهینه و راندمان بهینه در دریافت کننده های خورشیدی، نتایج حاصله از شبیه سازی عددی صورت گرفته به ازای ارتفاع و شدت تمرکز تابش مختلف به عنوان بانک داده در مدل برنامه ریزی ژنتیک مورد استفاده قرار گرفته و روابطی تحلیلی به منظور محاسبه ضخامت نوری و راندمان بهینه ارائه شده است.