مدلسازي اثر نانوذرات سيليكا در لايه مياني يك استخر خورشيدي با گراديان شوري

Numerical investigation on effect of silica nanoparticles on the middle layer of salt gradient solar ponds

استخرهاي خورشيدي يكي از مناسبترين روشهاي جمع آوري و ذخيره انرژي خورشيدي در جهان مي باشند. استخر خورشيدي با گراديان شوري نوعي از استخرهاي خورشيدي هستند كه از سه لايه آب نمك با دانسيته هاي متفاوت تشكيل مي شوند. در اين پژوهش، تاثير استفاده از نانوذرات سيليكا با نسبتهاي حجمي 1، 2، 5، و 10 درصد در لايه مياني استخر خورشيدي با گراديان شوري بر روي عملكرد آن در چهار منطقه آب و هوايي در كشور ايران بررسي شده است. نتايج نشان مي دهد كه استفاده از ذرات نانو سيليكا در لايه مياني استخر خورشيدي باعث بهبود راندمان استخر خورشيدي شده و هرچه درصد نانوذرات استفاده شده بيشتر باشد، راندمان لايه پاييني نيز بيشتر خواهد شد. بيشينه افزايش در راندمان لايه پايين معادل %17.86مي باشد. همچنين با توجه به تفاوت بيشتر دماي لايه پايين استخر خورشيدي و محيط در منطقه سردسير كشور، اضافه نمودن نانوذرات سيليكا در اين مناطق باعث بيشترين افزايش دماي لايه پاييني و راندمان خواهد شد.

Solar pond is the one of the important ways for collecting and storing solar energy in the world. The salinity gradient solar ponds included the three layers of water-salt with different densities. In this study, the effect of the silica nanoparticles in the middle layer of the salt gradient solar pond was investigated for four different solar radiation zones in Iran. The nanoparticles volume concentrations, which were used in this study, were 1, 2, 5 and 10%. The results showed that nanoparticles improved solar pond efficiency and it increased with nanoparticles concentration. The temperature of the lower layer and efficiency of solar pond increased by 10% and 18 %, respectively. The nanoparticles were more efficient at cold zone.