کاربرد سامانه های فتوولتائیک متمرکز نوع بشقابی با سینک حرارتی میکروکاناله و نانوسیال آلومینا-آب در توسعه شهرهای پایدار: یک تحلیل عددی با CFD و شبکه عصبی مصنوعی

رشد شهرنشینی و افزایش نیاز به انرژی الکتریکی، ضرورت بهره گیری از منابع تجدیدپذیر با بازدهی بالا و اثرات زیست محیطی حداقلی را بیش از پیش برجسته کرده است. در این راستا، سامانه های فتوولتائیک متمرکز نوع بشقابی به عنوان یکی از پیشرفته ترین فناوری های تبدیل انرژی خورشیدی به برق، مورد توجه قرار گرفته اند. با این حال، یکی از چالش های کلیدی این سامانه ها مدیریت حرارتی کارآمد به منظور حفظ راندمان بالا و جلوگیری از افت عملکرد سلول های خورشیدی است. در این مقاله، کاربرد سینک حرارتی میکروکاناله در ترکیب با نانوسیال آلومینا-آب به عنوان یک راهکار نوین مدیریت حرارتی بررسی می شود. شبیه سازی دینامیک سیالات محاسباتی (CFD) برای تحلیل انتقال حرارت و جریان سیال در ساختار میکروکاناله مورد استفاده قرار گرفته و به موازات آن، یک مدل شبکه عصبی مصنوعی برای پیش بینی راندمان حرارتی و الکتریکی توسعه یافته است. نتایج نشان می دهد که استفاده از نانوسیال آلومینا-آب موجب بهبود چشمگیر در انتقال حرارت و افزایش پایداری عملکردی سامانه می شود. همچنین، مدل شبکه عصبی توانسته است با دقت بالا رفتار سامانه را در شرایط مختلف تابشی و عملیاتی پیش بینی کند. تحلیل های انجام شده حاکی از آن است که ترکیب فناوری های پیشرفته مدیریت حرارتی و هوش مصنوعی می تواند نقشی اساسی در تحقق اهداف توسعه پایدار و کاهش ردپای کربنی شهرهای آینده ایفا کند.

کلیدواژه ها:

سامانه فتوولتائیک متمرکز بشقابی ، سینک حرارتی میکروکاناله ، نانوسیال آلومینا-آب ، CFD ، شبکه عصبی مصنوعی ، توسعه پایدار