Subscribe to the gold package and get unlimited access to Shamra Academy
Register a new userSimulation of Solar Compound Parabolic Collector (CPC) Without solar tracking system
محاكاة لاقط القطع المكافئ المركب الشمسي ذو مستقبل أنبوبي (CPC) باستخدام تقنية تتبع الشعاع
1702
0 75
0
(
0
)
Created by
Shamra Editor
Ask ChatGPT about the research
يهدف هذا البحث إلى تطوير النموذج الرياضي الذي صممه Rabl للاقط القطع المكافئ المركب الشمسي عن طريق استخدام مستقبل اسطواني بدلاً من المستقبل المسطح، حيث تم محاكاة انعكاس الإشعاع الشمسي المباشر و غير المباشر على لاقط القطع المكافئ المركب الشمسي. تم من خلال البحث إيجاد المعادلات باستخدام الهندسة التحليلية لحساب الإحداثيات الديكارتية للسطح العاكس، ثم تم حساب الأشعة الساقطة و المنعكسة على اللاقط. حيث تم تطوير برنامج MATLAB لتوليد البيانات و طباعة الأشعة المنعكسة من خلال استخدام 10000 شعاع بصورة عشوائية وفقاً لمحاكاة مونتي كارلو العشوائية لكل زاوية للشعاع. من خلال البحث وجدنا أن اللاقط ذو زاوية نصف القبول θc=35 هي الأفضل من حيث مساحة فتحة اللاقط و كمية الإشعاع الشمسي الوارد. أظهر البحث أن مردود لاقط القطع المكافئ ذو المستقبل الأنبوبي ينخفض بزيادة نصف قطر المستقبل و بزيادة طوله عند نفس درجة حرارة الدخول للوسيط الناقل. كما أظهر أن مردود لاقط القطع المكافئ ذو المستقبل الأنبوبي أعلى من مردود اللاقط ذو المستقبل المسطح عند نفس الشروط.
The aim of current work is to develop a mathematical model designed by Rabl for compound parabolic collector (CPC) using tubular receiver instead of the flat receiver. The simulation was carried out for reflection of direct and indirect solar radiation incident on the compound parabolic collector. The equations were evaluated using analytical geometry for calculating the Cartesian coordinates of the reflecting surface, then the falling and reflected rays on the detector were calculated. A MATLAB program was developed to generate the data and print the reflected rays through the use of 10000 rays at random position according to the random Monte Carlo simulation for each angle of the rays. We found that the optimum value of half acceptance angle is 35. This investigation showed that the efficiency of compound parabolic collector decreases with increasing the radius and length of receiver at the same inlet temperature of working fluid. Also showed that the efficiency of compound parabolic collector with tubular receiver is higher than collector with flat receiver at the same conditions.
Artificial intelligence review:
Research summary
يهدف هذا البحث إلى تطوير نموذج رياضي للاقط القطع المكافئ المركب الشمسي باستخدام مستقبل أنبوبي بدلاً من المستقبل المسطح. تم استخدام تقنية تتبع الشعاع ومحاكاة مونتي كارلو العشوائية لمحاكاة انعكاس الإشعاع الشمسي المباشر وغير المباشر على اللاقط. تم حساب الإحداثيات الديكارتية للسطح العاكس باستخدام الهندسة التحليلية، وتم تطوير برنامج MATLAB لتوليد البيانات وحساب الأشعة المنعكسة باستخدام 10000 شعاع عشوائي لكل زاوية شعاع. أظهرت النتائج أن مردود اللاقط ينخفض بزيادة نصف قطر المستقبل وطوله عند نفس درجة حرارة الدخول للوسيط الناقل. كما أظهرت أن مردود اللاقط ذو المستقبل الأنبوبي أعلى من مردود اللاقط ذو المستقبل المسطح عند نفس الشروط. تم التوصل إلى أن زاوية نصف القبول المثلى هي 35 درجة، مما يسمح بجمع معظم الإشعاع الشمسي على مدار السنة دون الحاجة إلى نظام تتبع شمسي. أوصى البحث بإجراء دراسة عملية لهذا النوع من المركزات باستخدام آلة تصنيع باستخدام الحاسب وجهاز توليد إشعاع منتظم لدراسة الخواص الفيزيائية للاقط.
Critical review
دراسة نقدية: يقدم البحث نموذجاً رياضياً متقدماً للاقط القطع المكافئ المركب الشمسي، ويعتمد على محاكاة مونتي كارلو العشوائية وتقنية تتبع الشعاع، مما يعزز من دقة النتائج. ومع ذلك، يمكن توجيه بعض الانتقادات البناءة للبحث. أولاً، لم يتم التحقق من صحة النموذج الرياضي من خلال تجارب عملية، مما يجعل النتائج النظرية بحاجة إلى تأكيد عملي. ثانياً، قد يكون من المفيد توسيع الدراسة لتشمل تأثيرات بيئية مختلفة مثل التغيرات المناخية والغبار على أداء اللاقط. ثالثاً، يمكن تحسين البحث من خلال مقارنة الأداء مع أنواع أخرى من المركزات الشمسية لتقديم صورة أشمل عن فعالية اللاقط المقترح.
Questions related to the research
-
ما هو الهدف الرئيسي من البحث؟
الهدف الرئيسي هو تطوير نموذج رياضي للاقط القطع المكافئ المركب الشمسي باستخدام مستقبل أنبوبي بدلاً من المستقبل المسطح.
-
ما هي التقنية المستخدمة لمحاكاة انعكاس الإشعاع الشمسي؟
تم استخدام تقنية تتبع الشعاع ومحاكاة مونتي كارلو العشوائية لمحاكاة انعكاس الإشعاع الشمسي.
-
ما هي زاوية نصف القبول المثلى التي توصل إليها البحث؟
زاوية نصف القبول المثلى هي 35 درجة.
-
ما هي التوصيات التي قدمها البحث لإجراء دراسات مستقبلية؟
أوصى البحث بإجراء دراسة عملية لهذا النوع من المركزات باستخدام آلة تصنيع باستخدام الحاسب وجهاز توليد إشعاع منتظم لدراسة الخواص الفيزيائية للاقط.
References used
Tchinda,R; Kaptouom,E; Njomo,D. Study of the C.P.C. collector thermal behaviour, Energy Convers.Mgmt Vol. 39, No. 13, pp. 1395-1406, 1998
B. Norton, A. F. Kothdiwala and P. C. Eames. Effect of Inclination on the Performance of CPC Solar Energy Collectors, Renewable Energy, Vol.5, Part I, pp. 357- 367, 1994
Oommen,R; Jayaraman,S. Development and performance analysis of compound parabolic solar concentrators with reduced gap losses – oversized reflector, Energy Conversion and Management 42, 1379-1399, 2001
rate research
Read More
The process of direct steam generation was studied in this work
within a parabolic trough solar collector in order to generate
electricity. The study was based on the equations of a two phase
flow to study heat transfer in the collector's tube. Th
e study showed
a possibility to reach an effective model to study the performance of
this type of solar collectors which will aid in the understanding of
the working principle of power plants and to research further
towards new control strategies of solar power plants or towards the
hybridization with other types of power plants.
This paper deals with the analysis and study of performance of solar panels, so we
choose working on the solar panel (module) MSX-50, in addition to improve his power by
tracking the maximum power point, this is done by using boost (step up) choppe
r to obtain
the largest possible capacity of solar panel.
We will determine a mathematical model equivalent to the real solar panel (not ideal)
through studying photovoltaic cells, where we will use the iterative method in addition to
the Newton-Raphson algorithm in order to determine the value serial resistance of module
Rs parallel resistance of module Rp.
As has been the implementation of perturbation and observation p&o algorithm in
addition studying and designing the circuit of step up (boost) chopper, and selection the
components (coil L, capacitor C), based on both the operation frequency f, ripple factor of
output voltage and output current .
Based on the our study, we have performed a modeling process of the solar module
MSX-50 using MATLAB/SIMULINK program, where we designed a graphical user
interface GUI to display the module characteristics and calculate resistance Rp and Rs, in
addition to build an algorithm p&o and design circuit of boost (step up) chopper.
The proposed model has been applied to the ohmic load according to the principle of
the maximum power point tracking MPPT, and discuss the results of two cases wich are
the following the solar module is connected directly to load, connected through chopper
driven by p&o algorithm.
Solar radiation which reaches the earth surface in Palmyra city has high rates, so we introduce this research to study the operation of a solar electric power plant with parabolic trough solar collector type. Electric power plants are usually designe
d to operate at nominal design power and flow rate, pressure, specific steam temperature. In this case the obtained efficiency is relatively high, but the real conditions in which the plant operates and supplies the electric grid, in addition to the climate variations during monthes and seasons, all lead to a deviation in power value from nominal value, so the plant operate at partial loads. We used the analytical method in this research to study the variation in power plant parameters as the steam turbine load changes. In other words, the study of main plant parameters variation due to variable partial loads. We calculated steam pressure variations through turbine stages and its effect on changing steam flow rate to the recovery water heaters. In addition, we calculated the amount of heat consumed through turbine unit, turbine unit efficiency, and the total efficiency of the power plant.
The most important problem is to reduce radar signal noise ,so we must design a
pattern to process signal from source to destination. We might study target tracking by
using Kalmen filters which estimate the exact statistical average signals and pu
t a
mathematical relationship to the optimal detection technique for radar system with two
variations (position, velocity) and three variations (position, velocity, acceleration). Then,
we compare these filters by Matlab to check the least value for the studied error.
Modeling solar radiation consider one of important and helpful
matter in researches in generation an electric power from solar
cells.
Researchers interested in this subject and put number of
mathematical models to modeling solar radiation.
In th
is paper we will study one of this models (cloudiness degree
model), then put algorithm for it, and based on it writing program
using mathlab, then comparing this results with real value taken
from position in Syrian Arabic.
suggested questions
Log in to be able to interact and post comments
comments
Fetching comments
Sign in to be able to follow your search criteria
