محاسبه شیب بهینه گردآورهای خورشیدی تخت و مقایسه کاربرد آن‌ها با یکدیگر در فصول مختلف سال در کرمان

زمینه و هدف: امروزه بحران انرژی و افزایش مصرف منابع تجدیدناپذیر همراه با آلودگی‌های ناشی از آن‌ها، یکی از مشکلات عمده بسیاری از کشورها از جمله ایران بوده و یکی مهم‌ترین عوامل تخریب زمین و تغییرات اقلیمی به شمار می‌رود. بنابراین بسیاری از کشورها به توسعه کاربرد منابع انرژی تجدید‌پذیر پرداخته و ‌در این بین انرژی خورشیدی یکی از مهم‌ترین منابع انرژی تجدیدپذیر در جهان و دومین منبع انرژی تجدیدپذیر در ایران پس از انرژی باد به شمار می‌رود. این انرژی به روش‌های مختلفی قابل بهره‌برداری بوده و در    این‌ زمینه گردآورهای تخت یکی از ساده‌ترین سامانه‌هایی هستند که به سهولت می‌توان از آن‌ها در ساختمان و نیروگاه‌هایی نظیر       برج باد خورشیدی ‌استفاده کرد. با توجه به تغییرات روزانه و فصلی تابش خورشید، برآورد شیب بهینه گردآورها به جهت داشتن بازده حداکثری بسیار با اهمیت خواهد بود. روش بررسی: در این نوشتار بر اساس یک الگوی ریاضی و استفاده از داده‌های اقلیمی، شیب بهینه گردآورهای تخت در شهر کرمان مورد بررسی قرار گرفته و نتایج بر اساس نحوه استفاده از گردآور با یکدیگر مقایسه و در نهایت شیب بهینه به صورت ماهانه، فصلی و سالیانه ارزیابی می‌گردد. علاوه بر این‌ها برای درک بهتر موضوع، درصد انرژی دریافتی سالیانه گردآورها با زوایای مختلف نسبت به زاویه بهینه در یک جدول ارایه شده است.یافته‌ها: در بخش نتیجه‌گیری، زاویه بهینه شیب گردآور در طول سال و فصل‌های مختلف بهار، تابستان، پاییز و زمستان همراه با زاویه بهینه سامانه‌های گرمایش استخرهای روباز و سامانه‌های گرمایش ساختمان ارایه گردیده و در پایان به مقایسه بازده گردآورهای عمودی و افقی نسبت به بازده حداکثری شیب بهینه در طول سال پرداخته شده است.بحث و نتیجه‌گیری: نتایج نشان داد که زاویه شیب بهینه گردآورهای تخت در شهر کرمان در طول سال 32 درجه می‌باشد. این زاویه برای شش‌ماهه اول سال 7 درجه و برای شش‌ماهه دوم سال 53 درجه خواهد بود. همچنین تابش سالانه گرداورهای افقی حدود90% حداکثر تابش مجموع سالانه بوده و گردآورهای قایم نیز کم‌ترین تابش دریافتی را در طول سال به خود اختصاص می‌دهند.

The Calculation of Optimized Slop of Flat Solar Collectors and Comparing of Their Application at Each Month of the Year in Kerman

Background and Objective: Today energy crisis and inherent environmental pollution caused by increasing consumption of nonrenewable resources are one of the most major concerns of many countries including Iran and using of them is one of the most important factors to Earth demolition and climatic changes. Thus, numerous developed and enlarged countries try to extend the application and use of renewable energy resources. In this regard, the solar energy is one of the most important renewable and sustainable energy sources in the world and it mainly can be enumerated as the second largest energy sources in Iran after wind energy. This energy can be exploited in several methods such as flat collectors as one of the simplest and most usable systems that can be used in the buildings and solar chimney power plant. Due to daily and seasonal variations of the sun radiation, the optimal tilt estimation of collectors with maximum efficiency is very important.Method: This paper is based on a mathematical pattern and climatic data and the optimized tilt of flat collectors in city of Kerman is investigated. Then, by comparing and analyzing results of charts and tables, optimized tilt of flat collector at each month, season and annual are extracted and contrasted. Additionally, the percent of received radiation of each angle of plates in comparison to the optimized Angele are discussed.Findings: In the conclusion section, the optimal angle tilt of collector over the year including spring, summer, autumn and winter seasons besides the optimal angle building heating systems and outdoor swimming pools heating systems are also presented. Finally, efficiency of vertical and horizontal collectors has been investigated with respect to maximizing the efficiency of optimal tilt of collector over the year.