عنوان پایان‌نامه
طراحی یک کاکتور خورشید برای سیستم های روشنایی نور روز براساس آرایه میدان
- رشته تحصیلی
- انرژی معماری
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس هنرهای زیبا شماره ثبت: 11948;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 81862;کتابخانه پردیس هنرهای زیبا شماره ثبت: 11948;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 81862
- تاریخ دفاع
- ۳۱ شهریور ۱۳۹۵
- دانشجو
- الهام حسنی علوی
- استاد راهنما
- محمود شاه آبادی, شاهین حیدری
- چکیده
- در پژوهش حاضر، سیستمی با الهام از نیروگاه‌های هلیوستاتی برای جمع‌آوری نور روز ارائه شده‌است. سیستم مورد نظر، کلکتور متمرکز کننده خورشیدی غیرفعال، متشکل از آرایه‌های کوچک مدولار مسطح آینه‌یی می‌باشد. به منظور شبیه‌سازی عددی، کاهش افت اپتیکی و بهینه‌سازی جهت‌گیری آرایه‌ها در میدان آینه‌ها، یکی از الگوریتم‌های سیستم‌های دریافت‌کننده مرکزیخورشیدی به نام گرافیکیاستفاده شده است. الگوریتم گرافیکی شعاعی شطرنجی موردنظر در کنار الگوریتم ردگیری پرتو پس‌‌رو ضمن یافتن مکان هندسی هر یک از آرایه‌های کلکتور، به بهینه‌یابی پارامترهای موثر بر افزایش ضریب تمرکز در طراحی کلکتورهای خورشیدی می‌پردازد. به علاوه، با هدف اطمینان از صحت مدل ردگیری پرتو پس‌‌رو، از مدل ردگیری پرتو پیش‌‌رو نیز، استفاده شده‌است. نمونه‌هاییازمدل عددیطرح پیشنهادی در ابعاد کوچک ساخته شدتا نرخ تمرکز تحت پرتو واقعی خورشید و نیز شرایط آزمایشگاهی مورد بررسی قرار گیرد. در ادامه، به منظور ارزیابی نتایج تجربی و نیز بررسی میزان دقت مورد نیاز کلکتور خورشیدی پیشنهادی در مراحل ساخت انبوه، آنالیز حساسیت بر روی پارامترهای زوایای نرمال آرایه‌ها، صورت گرفته است. نتایج آنالیز حساسیت، حاکی از دقت بالای موردنیاز در فرایند ساخت بود. داده‌های تجربی نیز با استفاده از توابع پردازش تصویر مورد تحلیل قرار گرفت. بررسی نتایج تجربی ضریب تمرکز هندسی، نشان می‌دهد که طرح مدولار ارائه شده، پتانسیل اجرا و تعمیم به ظرفیت‌های متنوعی از سیستم‌هایی جمع کننده روشنایی نور روز را دارا می‌باشد.
- Abstract
- The present research proposes a non-imaging concentrator system based on heliostat layout as a daylighting collector. The described system is consisted of small planar mirrors in the modular array as a solar optical aperture in the passive mode. To simulate and optimize the layout and alignments of the mirrors field and prevent optical losses, the graphical method of the central receiver system algorithm is utilized. This radial staggered arrangement is coupled with the backward raytracing concept considering high concentration factor as the most significant objective. Moreover, the accuracy of backward ray tracing has been checked by the forward method. To verify the accuracy of the numerical results, Prototypes have been fabricated based on the optimized solution and have been subsequently assessed under solar radiation and a simple laser poiter set up. The sensitivity analysis is thereafter performed to calculate the sensitivity of the proposed design due to manufacturing process. The evaluation of the experimental results of the geometrical concentration ratio show that the proposed modular daylighting collector is a potential candidate for building integration with any luminaire size requirement. Keywords: solar collector, concentrator collector, solar aperture, point focusing collector, solar optical aperture.
