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

نویسندگان

1 دانشیار گروه معماری، دانشکده معماری و شهرسازی، دانشگاه بین‌المللی امام خمینی (ره)، قزوین، ایران

2 دانشجوی دکتری گروه معماری، دانشکده معماری و شهرسازی، دانشگاه بین‌المللی امام خمینی (ره)، قزوین، ایران *(مسئول مکاتبات)

3 دانشیار گروه مکانیک سیالات، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی شاهرود، شاهرود، ایران

doi
10.30495/jest.2020.11198
چکیده

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.