شبیه‌سازی عددی اثرات جریان هوا بر جابجایی ذرات گرد و غبار روی سطح مجموعه سلول‌های سهموی خورشیدی به منظور طراحی سیستم غبارزدایی خودکار

امروزه مجموعه گردآوردنده خورشیدی سهموی یکی از موثرترین فن‌آوری‌ها برای تولید الکتریسیته می‌باشد. عملکرد یک سلول خورشیدی تحت‌تاثیر انباشت ذرات گردوغبار روی سطح آن تغییر می‌کند. برای مطالعه میدان جریان اطراف مجموعه‌ای از سلو‌ل‌های خورشیدی، از مدل جریان سه‌بعدی و روبکرد اویلری همراه با مدلسازی اثرات آشفتگی مبتنی بر مدل sst k-w و برای مدلسازی جابجایی ذرات گردوغبار از الگوی لاگرانژی بهره‌برده شده‌است. روش حل عددی در این شبیه سازی (الگوریتم سیمپل، روش مرتبه دوم بالادست و روش ذوزنقه ای جهت انتگرال گیری از معادله حرکت ذرات) می‌باشد. نتایج نشان از افزایش ضریب پسا با زاویه گام می‌دهد. همچنین ضریب برآ در زاویه 30 درجه حداکثر مقدار مطلق خود را داشته و در زوایای صفر و 90 درجه به مقدار صفر نزدیک می‌شود. علاوه بر این گشتاور پیچشی وارد بر مرکز دوران سلول، در زوایای گام 30 و 45 درجه و گشتاور سمتی در زاویه 90 درجه حداکثر مقدار خود را دارد. رفتار نشست ذرات نشان‌دهنده نشست بیشتر ذرات بر روی سلول مقابل جریان غالب باد، درمقایسه با سلول‌های دیگر است. همچنین هرچه سرعت جریان هوا کمتر و زاویه گام بیشتر باشد، نشست ذرات بیشتر می‌شود. از دیگر نتایج می‌توان به کاهش کمتر بازده با افزایش سرعت اشاره کرد و زوایای 45، 60 و 75 درجه کاهش بازده حدوداً یکسانی دارند.

numerical simulations of airflow effects on dust deposition around a set of parabolic solar dishes for the design of automatic dust removing systems

today, the parabolic solar collector set is one of the most effective technologies for generating electricity. the performance of a solar cell changes under the accumulation of dust particles on its surface. in this research a three-dimensional flow model and the eulerian approach with sst k-w based turbulence modeling are used to study the flow field around a set of solar cells, and the lagrangian approach is used to model the displacement of dust particles. the numerical method used in this simulation is the simple algorithm, whilst the upstream second-order method and the trapezoidal method are applied for the particle motion equation integration. the results show an increase in the drag coefficient with the pitch angle. also, the lift coefficient has an absolute maximum value at an angle of 30 degrees and approaches zero at the angles of zero and 90 degrees. in addition, the pitch torque at the center of the cell rotation has a maximum value at 30 and 45 degree pitch angles and the lateral torque has its maximum value at 90 ° angle. the particle settling behavior indicates that compared to other cells, the cell that faces the prevailing wind flow has more particle accumulation on it. also, at low-speed airflow and high pitch angle, the particle deposition increases. the research outcomes show less efficiency reduction with increasing speed, and approximately the same efficiency at the pitch angle of 45, 60, and 75 degrees.