شبیه سازی عددی اثرات جریان هوا بر جابجایی ذرات گرد و غبار روی سطح مجموعه سلول های سهموی خورشیدی به منظور طراحی سیستم غبارزدایی خودکار

امروزه مجموعه گردآوردنده خورشیدی سهموی یکی از موثرترین فن آوری ها برای تولید الکتریسیته می باشد. عملکرد یک سلول خورشیدی تحت تاثیر انباشت ذرات گردوغبار روی سطح آن تغییر می کند. برای مطالعه میدان جریان اطراف مجموعه ای از سلو ل های خورشیدی، از مدل جریان سه بعدی و روبکرد اویلری همراه با مدلسازی اثرات آشفتگی مبتنی بر مدل SST k-w و برای مدلسازی جابجایی ذرات گردوغبار از الگوی لاگرانژی بهره برده شده است. روش حل عددی در این شبیه­سازی (الگوریتم سیمپل، روش مرتبه دوم بالادست و روش ذوزنقه­ای جهت انتگرال­گیری از معادله حرکت ذرات) می باشد. نتایج نشان از افزایش ضریب پسا با زاویه گام می دهد. همچنین ضریب برآ در زاویه ۳۰ درجه حداکثر مقدار مطلق خود را داشته و در زوایای صفر و ۹۰ درجه به مقدار صفر نزدیک می شود. علاوه بر این گشتاور پیچشی وارد بر مرکز دوران سلول، در زوایای گام ۳۰ و ۴۵ درجه و گشتاور سمتی در زاویه ۹۰ درجه حداکثر مقدار خود را دارد. رفتار نشست ذرات نشان دهنده نشست بیشتر ذرات بر روی سلول مقابل جریان غالب باد، درمقایسه با سلول های دیگر است. همچنین هرچه سرعت جریان هوا کمتر و زاویه گام بیشتر باشد، نشست ذرات بیشتر می شود. از دیگر نتایج می توان به کاهش کمتر بازده با افزایش سرعت اشاره کرد و زوایای ۴۵، ۶۰ و ۷۵ درجه کاهش بازده حدودا یکسانی دارند.

Keywords:

دینامیک سیالات محاسباتی , سلول سهموی خورشیدی , رسوب گرد و غبار , زاویه گام , راندمان سلول خورشیدی