تحلیل عددی به منظور بهینه سازی ابعاد هندسی مخزن ذخیره سازی انرژی خورشیدی با در نظر داشتن لایه بندی گرمایی و افزایش کارایی مخزن

به علت طبیعت تناوبی تابش خورشیدی، سیستم‌های انرژی که با انرژی خورشیدی کار می‌کنند نیاز به زیرمجموعه‌ای برای ذخیره انرژی دارند. سیستم‌های ذخیره انرژی گرمایی، که توسط جاذبه زمین آب سرد و گرم را از یکدیگر جدا نگاه می‌دارند به علت کارایی ساده و هزینه پایینشان مورد علاقه قرار گرفته‌اند. در این پژوهش، مخزن ذخیره ساز انرژی گرمایی جهت تامین آب گرم صنعتی طراحی و بهینه شده است.. در ابتدا مساحت سطح کلکتور، حجم مخزن و کسر انرژی خورشیدی با فرضیات مخزن ذخیره با اختلاط کامل توسط نرم‌افزار ترنسیس محاسبه شده‌اند، سپس مخزن با استفاده از دینامیک سیالات محاسباتی، اجراء شده در کد تجاری CFD(CFX)، شبیه‌سازی شده است. بهینه سازی نسبت ارتفاع به قطر توسط نتایج CFD به منظور افزایش کیفیت طبقه‌بندی حرارتی درون مخزن ذخیره انجام شده است. پس از آن، کسر انرژی خورشیدی مجدداً با مقادیر بهینه برای یک سیستم گرم‌کننده آب خورشیدی با مخزن ذخیره انرژی طبقه‌بندی شده گرمایی محاسبه شده است. در پایان یک مطالعه مقایسه‌ای بر روی افزایش کارایی صورت گرفته است و نشان داده شده است که نسبت ارتفاع به قطر مخزن ذخیره انرژی تاثیر بسزایی در افزایش کارایی سیستم دارد

کلیدواژه ها:

مخازن ذخیره ساز انرژی ، لایه بندی گرمایی ، ترموکلاین ، انرژی خورشیدی