توليد بخار با استفاده از انرژي خورشيد و محلي‌سازي نور در سطح چوب كاج

Steam generation via solar energy and localizing the light on the pinewood surface

در پژوهش حاضر به مطالعه تجربي توليد بخار خورشيدي با استفاده از چوب درخت كاج پرداخته مي‌شود. ويژگي‌هاي منحصر به فرد چوب نظير تخلخل بالا، آب دوستي، سبكي و ضريب هدايت حرارتي پايين باعث شده است تا جهت محلي‌سازي نور در سطح آب و توليد بخار خورشيدي در اين پژوهش مورد توجه قرار گيرد. براي اين منظور در گام نخست به مقايسه بخار توليدي آب و چوب درخت كاج كه قادر است در سطح آب شناور باشد، پرداخته مي‌شود. نتايج نشان مي‌دهد استفاده از چوب معمولي به عنوان غشاء سطحي باعث بهبود فرايند تبخير مي‌شود به طوري كه نرخ تبخير آن 26/3 درصد در مقايسه با نرخ تبخير آب افزايش مي‌يابد. به منظور افزايش جذب نور و نرخ تبخير، سطح چوب توسط يك صفحه‌ي داغ فلزي با دماي 400 درجه سانتي‌گراد كربنيزه مي‌شود. علاوه بر اين ضخامت بهينه چوب و نيز اثر مدت زمان فرايند كربنيزاسيون در نرخ تبخير مورد مطالعه قرار مي‌گيرد. نتايج تبخيري نشان مي‌دهد كه ضخامت بهينه چوب 10 ميليمتر و زمان كربنيزه 150 ثانيه مي‌باشد. به طوري كه استفاده از چوب كربنيزه با اين ويژگي نرخ تبخير را نسبت به آب تا 1/86 برابر افزايش و بازده تبخيري 64/2 درصد را به خود اختصاص مي‌دهد.

In the present paper, an experimental study using pinewood in a solar steam generation is carried out. The unique properties of wood such as high porosity, hydrophilicity, lightness, and low thermal conductivity have led to consider for localizing light on the water surface and generating steam in this paper. At the first step, steam generated by water and the pinewood which can float on the water surface was compared. The results showed that the wood as a surface membrane can improve the evaporated mass so that its evaporation rate increased to 26.3% of water. To enhance the light absorption via wood and evaporation rate, wood’s surface was carbonized with a metal plate at a temperature 400°C. In addition, the optimum thickness and the effect of the duration of the carbonization process were tested. According to the results, the optimum thickness of carbonized wood and carbonized time were 10 mm and 150 s respectively. However, using carbonated wood enhanced the evaporation rate about 1.86 times larger than water and allocated evaporation efficiency of 64.2 % to itself.