ANSYS - النمذجة العددية السلسة للطاقة الشمسية الحرارية والهجينة أنظمة الحصاد الشمسية المعتمدة على الخلايا الكهروضوئية

وقد سهلت الزيادة السريعة في قوة الحوسبة استخدام ديناميكيات الموائع الحسابية (CFD) كأداة جذابة لمحاكاة الأنظمة الشمسية. ونتيجة لذلك، أجرى الباحثون العديد من الدراسات التجريبية والعددية حول تقنيات الطاقة الشمسية، مع التركيز المتزايد على استخدام عقود الفروقات لأغراض المحاكاة. ومن ثم، فإن المقصود من هذه المقالة أن تكون أول تقييم من جزأين للتحسينات الأخيرة في استخدام محاكاة ANSYS-Fluent CFD في الأنظمة الشمسية. في هذا الجزء، تهدف المقالة إلى تقديم نظرة شاملة عن عمليات محاكاة CFD، باستخدام ANSYS-Fluent، لأنظمة الطاقة الشمسية المختلفة بدون مكثفات، بما في ذلك الأنظمة الحرارية الشمسية، والأنظمة الكهروضوئية/الحرارية الهجينة (PV/T)، والمواد الكهروضوئية/متغيرة الطور. الأنظمة (PV/PCM)، بينما يتم تناول أنظمة الطاقة الشمسية المركزة في الجزء الثاني. علاوة على ذلك، تتضمن دراسة المراجعة هذه بيانات إعلامية حول عمليات المحاكاة، بما في ذلك الافتراضات والنماذج وطرق الحلول التي تم استخدامها مع سوائل التبريد المختلفة ومواد PCM وتصميمات الامتصاص وتصميمات الأنظمة المبتكرة. ويسلط التقييم الحالي الضوء أيضًا على النتائج وبعض الملاحظات التي توضح معلومات إضافية مهمة مختلفة مثل الإشعاع المطبق ونماذج الذوبان/التصلب. الى جانب ذلك، تم تقديم تقنيات التحقق من الصحة والأخطاء بين العمل التجريبي والمحاكاة. بشكل عام، تم التحقق من صحة نتائج ANSYS-Fluent CFD وكان من الممكن تحسين العديد من معلمات التصميم بأقل جهد وتكلفة. أشارت الأبحاث الحديثة إلى أن السوائل النانوية يمكن أن تكون بديلاً أفضل للسوائل التقليدية لتحسين الوظيفة الحرارية للألواح المسطحة والأنظمة الكهروضوئية/T الهجينة. يمكن لآليات التبريد الفعالة أن تقلل درجة حرارة الألواح الكهروضوئية بنسبة 15-20%. علاوة على ذلك، فإن دمج PCM مع الأنظمة الكهروضوئية يمكن أن يعزز الكفاءة بنسبة 33-46% في أيام الصيف. من خلال دمج مواد نانوية مختلفة واستخدام تكوينات PV/PCM الدقيقة، أظهر نظام PV/PCM فعالية محسنة من حيث التكلفة، في حين أن طبقة الرغوة خارج PCM يمكن أن تزيد من وقت الإدارة الحرارية الكهروضوئية بنسبة 55?. يتم تسليط الضوء في الداخل على العديد من الاستنتاجات الأخرى حول النماذج الفيزيائية شائعة الاستخدام وطرق الحل والافتراضات التي تتعامل مع الأنظمة المختلفة. تحدد المقالة أيضًا المقترحات والتحديات البحثية الإضافية التي يجب معالجتها لتعزيز دراسة هذا الموضوع.