بررسي كاربرد فناوري نانو براي افزايش جذب مستقيم تابش خورشيدي

Investigation of the application of nanotechnology to increase the direct absorption of solar radiation

هدف اين تحقيق ارزيابي پتانسيل نانوسيال هاي خورشيدي (مايع با نانوذرات پراكنده) براي جذب مستقيم تابش خورشيد و توليد بخار است. در حال حاضر، سيستم‌هاي انرژي حرارتي خورشيدي متحمل تلفات زيادي به دليل فرآيندهاي انتقال حرارت مي‌شوند، بنابراين، توسعة فناوري نانو و دستاوردهاي آن مانند نانو ذرات مختلف، اميدهاي زيادي را در جهت افزايش كارايي كلكتورهاي خورشيدي از طريق جذب مستقيم نور خورشيد ايجاد نموده است. به منظور استفاده بهينه از سيستم‌هاي نانوسيال خورشيدي، نياز به شناسايي و مطالعه آن‌ها مي‌باشد. در اين تحقيق چهار نانوسيال مختلف سنتز، مشخص و ارزيابي شده است. دو مورد از آنها نانوسيال مبتني بر آب و دو مورد ديگر نانوسيال مبتني بر روغن حرارتي بودند. همچنين خواص نوري نانوسيال‌ها در دماي اتاق با يك اسپكتروفتومتر اندازه‌گيري شده و با سيال پايه مقايسه گرديده است. خواص نوري، به غير از اندازه‌گيري در دماي اتاق، پس از عمليات حرارتي انجام شده بر روي نانوسيال‌ها در دماي بالا نيز ارزيابي شده است. اين افزايش دما با هدف بازآفريني شرايط عملياتي براي كساني كه به كاربردهاي واقعي نزديك تر هستند، مي باشد. اندازه‌گيري‌هاي DLS يك اندازه متوسط هيدروديناميكي مشابه 138 نانومتر براي نمونه حاوي SDS و 135 نانومتر براي نمونه حاوي SDS و PVP را نشان مي‌دهند.

The purpose of this study is to evaluate the potential of solar nanofluids (liquid with dispersed nanoparticles) for direct absorption of solar radiation and steam production. At present, solar thermal energy systems suffer great losses due to heat transfer processes, therefore, the development of nanotechnology and its achievements such as various nanoparticles, has created high hopes to increase the efficiency of solar collectors through direct absorption of sunlight. In order to make optimal use of solar nanofluid systems, it is necessary to identify and study them. In this research, four different nanofluids have been synthesized, identified and evaluated. Two of them were water-based nanofluids and the other two were thermal oil-based nanofluids. Also, the optical properties of nanofluids were measured at room temperature with a spectrophotometer and compared with the base fluid. The optical properties, in addition to being measured at room temperature, have also been evaluated after heat treatment on nanofluids at high temperatures. This temperature increase is intended to recreate operating conditions for those closer to the actual applications. DLS measurements show a similar hydrodynamic average of 138 nm for the sample containing SDS and 135 nm for the sample containing SDS and PVP.