بررسی تجربی تأثیر نانوسیال هیبریدی اکسید منیزیم و نانولوله‌های کربنی چندجداره بر افزایش بازده جذب انرژی تابشی خورشید

Abstract

بازده جذب انرژی تابشی خورشید یکی از چالش‌های مهندسان در سامانه‌های خورشیدی است. استفاده از نانوسیال‌های هیبریدی که از پراکنده‌سازی دو یا چند نوع نانوذره در سیال پایه حاصل می‌شود، می‌توانند در جذب بهتر انرژی خورشیدی کارآمد باشند. در پژوهش حاضر، تاثیر نوع، غلظت و درصد اختلاط نانوذرات بر خواص تابشی و راندمان جذب انرژی تابشی خورشید بصورت تجربی مورد آزمایش قرار گرفته است. در ابتدا نانوسیال هیبریدی اکسید منیزیم و نانولوله کربنی چند جداره با سیال پایه آب به روش دومرحله‌ای در غلظت‌های حجمی 0.01%، 0.02% و 0.04% ساخته شده و سپس خواص تابشی نانوسیال‌ها بصورت تکی و هیبریدی توسط دستگاه اسپکتروفتومتر اندازه‌گیری شده و با روابط موجود مورد بررسی قرار گرفته است. در ادامه برای بدست آوردن راندمان جذب انرژی تابشی خورشید از دستگاه شبیه‌ساز خورشیدی استفاده شده است. نتایج نشان می‌دهد افزایش غلظت نانوسیال، سبب بهبود خواص تابشی و راندمان جذب تابش می‌شود. بهبود 38 برابری ضریب تخفیف نانوسیال اکسید منیزیم،40 برابری نانولوله کربنی چند جداره و حدود 50 برابری نانوسیال هیبریدی آن‌ها نسبت به سیال پایه بدست آمده است. نانوسیال هیبریدی در بالاترین غلظت آزمایش (0.04% حجمی) و در عمق نفوذ 0.3 سانتی‌متر بیش از 90% انرژی خورشید را جذب می-کند. با افزایش غلظت، هیبریدی‌شدن نانوسیال و افزایش عمق نفوذ، جذب انرژی خورشیدی نیز افزایش می‌یابد.