異なる傾斜角度で溶けた塩の熱エネルギー貯蔵を使用した太陽熱水暖房システムの性能最適化

科学分野:

• 再生可能エネルギー工学
• 熱科学
• 材料科学

背景:

• ソーラーウォーターヒートシステムは再生可能エネルギーにとって不可欠ですが,その効率は貯蔵容量とソーラーエネルギーの吸収によって制限されています.
• 溶けた塩の熱エネルギー貯蔵 (MSTES) は高い熱安定性とエネルギー保持性を提供し,太陽エネルギー貯蔵のための有望な媒介となっています.
• 傾き角などの太陽光集積器の方向の最適化は,エネルギー生産量を最大化するために不可欠ですが,MSTESとの組み合わせ効果はさらなる調査を必要とします.

研究 の 目的:

• 溶けた塩の熱エネルギー貯蔵 (MSTES) を統合することによって太陽熱水暖房システムの性能向上を調査する.
• MSTESを使用した太陽光集熱システムの熱性能に対する傾斜角度 (15°,30°,45°,60°) の影響を評価する.
• コレクター効率,熱伝導係数,貯蔵効率を含む主要な性能指標を実験的に評価する.

主な方法:

• 太陽エネルギー収集にはパラボリック・トルーフ・コレクター・システムを使用した.
• 溶けた塩の熱エネルギー貯蔵媒質として,ナトリウム窒素とナトリウム窒素のエウテクティック混合物を使用した.
• 性能は4つの異なる傾き角度で評価され,主要な指標はピーク太陽放射線下で分析されました.

主要な成果:

• 60°の傾斜角度は,テストされた構成の中で優れた性能を示した.
• 最適な傾斜角度で最大75%のコレクター効率が達成されました.
• 熱伝達係数は880Wm−2Kを超え,MSTESの傾斜角度で貯蔵効率は61%に達した.

結論:

• MSTESの統合により,太陽熱水暖房システムの熱性能が著しく向上します.
• 特に60度までの傾斜角度を最適化することは,太陽エネルギーの吸収と貯蔵効率を最大化するために重要です.
• このアプローチは,様々な気候条件とエネルギー需要に適した高効率で適応可能な太陽熱システムの開発に貢献します.