تحليل ثنائى الأبعاد لمجمع الطاقة الشمسية ذي اللوحة المسطحة

الملخص

يُعَدّ التحليل العددي أداة فعّالة توفر الوقت والجهد وتقلل من التكلفة مقارنة بالطرق العملية التي غالبًا ما تكون باهظة الثمن وتستغرق وقتًا طويلاً. في هذه الدراسة، تم إجراء تحليل حراري ثنائي الأبعاد بهدف تطوير نموذج رياضي يُمثّل الاتزان الحراري للمجمعات الشمسية، وذلك للحصول على منهج نظري لتصميم المجمعات الشمسية المسطحة. تمت دراسة الخصائص التصميمية وتأثير العوامل التشغيلية والهندسية على أداء المجمع. كما تمت مقارنة النتائج مع بيانات عملية تم الحصول عليها من نماذج اختبارية حقيقية، وأظهرت النتائج توافقًا جيدًا مع البيانات التجريبية، حيث لم تتجاوز نسبة الخطأ 2.8% مقارنة بالنتائج العملية. كذلك تمت مقارنة النتائج مع بيانات التحليل الحراري أحادي البعد للمجمعات الشمسية المسطحة، وبلغت نسبة الخطأ حوالي 3.5%. وأظهرت النتائج أيضًا أن كلًّا من العزل الحراري للمجمع وسرعة الرياح لهما تأثير سلبي على الكفاءة الحرارية للمجمع الشمسي، بينما معدل تدفق الماء والإشعاع الشمسي ودرجة الحرارة المحيطة تؤثر إيجابيًا على الكفاءة الحرارية بدرجات متفاوتة من التأثير.