تحلیل ترمواقتصادی آب‌شیرین‌کن خورشیدی حوضچه‌ای دوشیبه مجهز به ماده تغییر فاز دهنده و گردآورنده فتوولتائیک حرارتی

در تحقیق حاضر به تحلیل ترمواقتصادی آب‌شیرین‌کن خورشیدی حوضچه‌ای دوشیبه مجهز به ماده تغییر فاز و گردآورنده فتوولتائیک حرارتی پرداخته شده است. معادلات حاکم بر مسئله توسط نوشتن موازنه انرژی برای اجزاء مختلف سیستم به دست آمده است. هدف از حل معادلات حاکم محاسبه دمای پوشش شیشه‌ای، دمای صفحه جاذب، دمای آب شور، دمای ماده تغییر فاز، میزان تولید آب شیرین و نرخ حرارت جذب شده توسط گردآورنده فتوولتائیک حرارتی می‌باشد. همچنین توان الکتریکی خروجی مدول فتوولتائیک توسط مدل چهار پارامتری جریانولتاژ محاسبه شده است. نتایج عددی تحقیق حاضر در توافق خوبی با داده‌های آزمایشگاهی می باشد. بررسی عملکرد سیستم از منظر تولید آب شیرین و راندمان انرژی برای روز زمستانی و روز تابستانی شهر زاهدان انجام شده است. نتایج نشان می دهد که با افزایش دبی جرمی از 0/001 kg/s به 0/01 kg/s میزان تولید آب شیرین % 6/ 10 افزایش می‌یابد. افزایش جرم آب شور درون حوضچه از 20 kg به 30 kg در روز، میزان تولید آب‌شیرین را در حدود % 8/ 4 کاهش می دهد ولی در شب، در حدود % 43 / 7 افزایش می‌دهد. راندمان انرژی در روز زمستانی نسبت به روز تابستانی به میزان % 5/ 37 کمتر است. از تحلیل اقتصادی سیستم هزینه تولید آب شیرین به ازای واحد سطح برابر با 0314 / 0 دلار برای هر لیتر به دست آمد.

Thermoeconomic Analysis of a Double Slope Basin Solar Still Equipped to Phase Change Material and Photovoltaic Thermal Collector

In present study the thermoeconomic analysis of a double slope basin solar still equipped to phase change material and photovoltaic thermal collector is carried out. The governing equations of problem are obtained by writing energy balance for different components of the system. The goal of governing equations solution is the calculation of glass cover temperature, absorber temperature, saline water temperature, phase change material temperature, freshwater productivity and the useful heat gain of photovoltaic thermal collector. Also, the output electrical power of photovoltaic module is calculated by four parameters currentvoltage model. Present study numerical results are in good agreement with experimental data. The system performance evaluation is carried out from the viewpoint of freshwater productivity and energy efficiency for the sample winter and summer day of Zahedan. Results show that the freshwater productivity increases to 10.6% by increasing of mass flow rate from 0.001 to 0.01 kg/s. Increase of saline water mass of basin from 20 to 30 kg decreases the freshwater productivity to 4.8% during the day. On the other hand, it increases the freshwater productivity to 7.43% during the night. The energy efficiency is 37.5% less on winter day than summer day. The freshwater production cost is obtained 0.0314 $/l.m2.