کتاب مهندسی خورشیدی فرآیند‌های حرارتی

جلد اول

کتاب مهندسی خورشیدی فرآیند‌های حرارتی جلد اول

در بخش اول با نظریه‌های اصولی و مراحل انجام محاسبات سروکار داریم، که باید به منظور درک چگونگی عملکرد فرآیندهای خورشیدی و پیشگویی کارایی آنها دریافت شوند. پنج بخش اول مبانی برای فصل شش می‌باشند. در فصل شش معادلاتی را برای یکی کلکتور ارائه می‌دهیم که خروجی مفید را بصورت عبارات مرتبط با تابیش خورشیدی و اتلافات بیان می‌کند. یک موازنه انرژی ارائه می‌شود که به طور کلی انرژی مفید دریافتی را بصورت اختلاف بین انرژی خورشید جذب شده و اتلافات حرارتی بیان می‌کند.

محتوا کتاب مهندسی خورشیدی

فصل اول مربوط به ماهیت تابش منتشرشده توسط خورشید و برخورد آن به جو زمین است. این فصل شامل بررسی‌های هندسی یعنی جهتی که از آن تابش مستقیم خورشیدی دربافت می‌شود و زاویه برخورد آن بر روی سطوح مختلف و مقدار تابشی دریافتی در محدوده های زمانی مختلف می‌باشد.

فصل بعدی اثرات جو بر روی تابش خورشیدی، داده‌های تشعشعی موجود و چگونگی پردازش این داده‌ها و تبدیل آنها به اطلاعاتی که نهایتا خواستار آن می‌باشیم و تابش برخوردی بر روی سطوح با جهت گیری‌های مختلف را در بر می‌گیرد.

فصل سوم به مجموعه ای از مسائل مربوط به انتقال حرارت که ناشی از فرآیندهای انرژی خورشیدی است، اشاره دارد که به عنوان مبنای تحلیل کلکتورها، واحدهای ذخیره و دیگر اجزا می‌باشند.

دو فصل بعدی مربوط به فعل و انفعالات تابش و مواد مات و شفاف است که شامل انتشار، جذب، انعکاس و عبور انرژی خورشیدی و تابش با طول موج بلند می‌باشد.

فصل ۶ بحث کلی و تحلیل کارآیی کلکتورهای صفحه تخت در این فصل بیان می‌گردد.

در فصل ۷ کلکتورهای متمرکز و در فص ۸ ذخیره انرژی در محیط‌های مختلف بررسی می‌شوند.

فصل ۹ از بارهای تحمیلی بر روی فرآیندهای خورشیدی و انواع اطلاعاتی که بایستی به منظور تحلیل فرآیند دانست.

فصل  ۱۰ در آن مباحث مربوط به مولفه‌های منحصر به فرد باهم ارائه می‌شوند تا چگونگی کارکرد سیستم‌های فرآیند خورشیدی و طریقه تعیین کارایی طولانی مدت آنها از طریق شبیه سازی را نشان دهد. هدف، توانایی در پیشگویی کارآیی سیستم است، این نقطه‌ای است که درآن از مولفه‌ها به سیستم پیش می‌رویم و می‌بینیم که چگونه رفتار سیستم ناپایدار، قابل محاسبه است.

آخرین فصل در مورد مسائل اقتصادی مربوط به فرآیندهای خورشیدی است.

.

فهرست مطالب کتاب مهندسی خورشیدی فرآیندهای حرارتی

فصل اول: تابش خورشیدی

۱-۱- خورشید
۱-۲- ثابت خورشیدی
۱-۳- توزیع طیفی از تابش در بیرون از جو زمین
۱-۴- تغییر تابش در خارج از جو زمین
۱-۵- تعاریف
۱-۶- جهت تابش مستقیم
۱-۷- زوایای ردیابی سطوح
۱-۸- نسبت تابش مستقیم روی سطح شیبدار به تابش مستقیم روی سطح افقی
۱-۹- سایه
۱-۱۰- تابش مربوط به خارج از جو زمین روی یک سطح افقی
۱-۱۱- خلاصه

فصل دوم تابش خورشیدی قابل دریافت

۲ـ۱ تعاریف
۲-۲- گرماسنج ها و مقیاس های گرماسنجی
۲-۳- پیرانومترها
۲-۴- اندازه گیری مدت تابش خورشید
۲-۵- داده های تابش خورشیدی
۲-۶- تضعیف تابش خورشیدی ناشی از اتمسفر
۲-۷- تخمین تابش خورشیدی متوسط
۲-۸- تخمین تابش در آسمان بدون ابر و صاف
۲-۹- توزیع ساعت ها و روزهای صاف و ابری
۲-۱۰- مولفه مستقیم و پراکنده تابش ساعتی
۲-۱۱- مولفه های مستقیم و پراکنده مربوط به تابش روزانه
۲-۱۲- مولفه های پراکنده و مستقیم مربوط به تابش ماهیانه
۲-۱۳- تخمین تابش در هر ساعت با استفاده از داده های روزانه
۲-۱۴- تابش روی سطوح شیبدار
۲-۱۵- تابش بر روی سطوح شیبدار: آسمان ایزوتروپیک
۲-۱۶- تابش روی سطوح شیبدار: آسمان غیرایزوتروپیک
۲-۱۷- افزایش تابش
۲-۱۸- تابش مستقیم روی سطوح متحرک
۲-۱۹- تابش متوسط روی سطوح شیبدار: آسمان ایزوتروپیک
۲-۲۰- تابش متوسط روی سطوح شیبدار: روش kT
۲-۲۱- اثرات جهت سطح دریافت کننده بر روی
۲-۲۲- بهره برداری
۲-۲۳- بهره برداری کلی
۲-۲۴- بهره برداری روزانه
۲-۲۵- خلاصه مطالب

فصل سوم: عناوین برگزیده از انتقال حرارت

۳-۱- طیف الکترومغناطیسی
۳-۲- تشعشع فوتونی
۳-۳- جسم سیاه: جاذب و منتشركننده ی کامل
۳-۴- قانون پلانک و قانون جابجایی وین
۳-۵- معادله ی استفان – بوتنزمن
۳-۶- جدول های تابشی
۳-۷- شدت تابش و شار
۳-۸- تبادل تابش مادون قرمز بین سطوح خاکستری
۳-۹- تابش آسمان
۳-۱۰- ضریب انتقال حرارت تابشی
۳-۱۱- همرفت طبیعی بین صفحات موازی هموار و بین سیلندرهای هم مركز
۱۲-۳- توقف همرفت
۱۴-۳- حصارهای موج دار V شکل
۳-۱۴- روابط انتقال حرارت برای جریان داخلی
۳-۱۵- ضرایب همرفت باد
۳-۱۶- انتقال حرارت و افت فشار در صفحات سوراخ دار و بسترهای گروهی
۳-۱۷- محاسبه ی ضریب كارایی- NTu برای مبدل های حرارتی

فصل چهارم: خصوصیات تشعشعی مواد تیره

۴-۱- ضریب جذب و شدت نشر
۴-۲- قانون کیرشهف
۴-۳- قابلیت بازتاب صفحات
۴-۴- روابط بین ضریب جذب، شدت نشر، و ضریب بازتاب
۴-۵- شدت نشر پهن باند و ضریب جذب
۴-۶- محاسبات شدت نشر و ضریب جذب
۴-۷- اندازه گیری خصوصیات تشعشعی سطح
۴-۸- سطوح انتخابی
۴-۹- سازوکار انتخاب
۴-۱۰- خصوصیات بهینه
۴-۱۱- وابستگی زاویه ای ضریب جذب خورشیدی
۴-۱۲- ضریب جذب گیرنده های محفظه
۴-۱۳- سطوح بازتاب کننده آینه ای

فصل پنجم عبور تشعشع از طریق شیشه: تشعشع جذب شده

۵-۱- بازتاب تشعشع
۵-۲- جذب بوسیله شیشه
۵-۳- خصوصیات نوری سیستم های پوشش
۵-۴- ضریب عبور برای تابش پراكنده
۵-۵- حاصلضرب ضریب عبور– ضریب جذب
۵-۶- وابستگی زاویه ای
۵-۷- وابستگی طیفی ضریب عبور
۵-۸- اثرات لایه های سطح بر روی ضریب عبور
۵-۹- تابش خورشیدی جذب شده
۵-۱۰- متوسط ماهیانه تابش جذب شده
۵-۱۱- ضریب جذب فضاها
۵-۱۲- ضریب جذب سلول های فتوولتاییک
۵-۱۳- خلاصه مطالب

فصل ششم كلكتورهای صفحه تخت

۶-۱- تشریح كلكتورهای صفحه تخت
۶-۲- معادلات اساسی موازنه انرژی صفحه تخت
۶-۳- توزیع دمایی در كلكتورهای صفحه تخت
۶-۴- ضریب اتلاف حرارتی کلی کلکتور
۶-۵- توزیع دما بین لوله ها و ضریب بازدهی کلکتور
۶-۶- توزیع دمایی در جهت جریان
۶-۷- ضریب تفکیک گرمایی و ضریب جریان کلکتور
۶-۸- میزان تابش بحرانی
۶-۹- دماهای متوسط سیال و صفحه
۶-۱۰- حاصلضرب ضریب عبور- ضریب جذب موثر
۶-۱۱- اثرات گرد و خاک و سایه
۶-۱۲- اثرات ظرفیت گرمایی در كلكتورهای صفحه تخت
۶-۱۳- هندسه های صفحه گرم كننده مایع
۶-۱۴- هوا گرمکن ها
۶-۱۵- اندازه گیری کارایی کلکتور
۶-۱۶- خصوصیات کلکتور
۶-۱۷- آزمایشات کلکتور: کارایی، اصلاح کننده زاویه برخورد و ثابت زمانی
۶-۱۸- داده های آزمایش
۶-۱۹- تبدیل داده های آزمایش دمایی
۶-۲۰- اصلاحات شدت جریان نسبت به و
۶-۲۱- توزیع جریان در كلكتورها
۶-۲۲- کارایی کلکتور در محل طبیعی
۶-۲۳- ملاحظات عملی برای كلكتورهای صفحه تخت
۶-۲۴- قرار دادن همه آن ها با هم
۶-۲۵- خلاصه مطالب

فصل هفتم كلكتورهای متمركز

۷-۱- وضعیت های کلکتور
۷-۲- نسبت تمرکز
۷-۳- کارایی دمایی کلکتورهای متمرکز
۷-۴- کارایی نوری کلکتورهای متمرکز
۷-۵- آرایش های جاذب استوانهای
۷-۶- خصوصیات نوری کلکتورهای بدون تصویر
۷-۷- جهت گیری و انرژی جذب شده برای کلکتورهای CPC
۷-۸- کارایی کلکتورهای CPC
۷-۹- متمركزكننده های تصویری خطی: هندسه
۷-۱۰- تصاویر ایجاد شده بوسیله متمركزكننده های خطی کامل
۷-۱۱- تصاویری از متمركزكننده های خطی غیرکامل
۷-۱۲- روش های ردیابی پرتو برای ارزیابی متمركزكننده ها
۷-۱۳- اصلاح كننده های زاویه برخورد و توازن انرژی
۷-۱۴- متمركزكننده های سهموی شکل
۷-۱۵- كلكتورهای با دریافت كننده مركزی
۷-۱۶- بررسی های كاربردی

فصل هشتم ذخیره انرژی

۸-۱- فرآیند بارگذاری و خروجی کلکتورهای خورشیدی
۸-۲- ذخیره انرژی در سیستم های فرآیند خورشیدی
۸-۳- مخزن آب
۸-۴- طبقه بندی در مخازن ذخیره
۸-۵- مخزنی با بستر متراكم
۸-۶- دیوارهای ذخیره سازی
۸-۷- ذخیره سازی فصلی
۸-۸- ذخیره انرژی تغییر فاز
۸-۹- ذخیره انرژی شیمیایی
۸-۱۰- مخزن باتری
فصل نهمبارهای فرآیند خورشیدی
۹-۱- مثال هایی از بارهای وابسته به زمان
۹-۲- بارهای آبگرم
۹-۳- بارهای گرمایی فضا، روز-درجه ها و دمای تعادل
۹-۴- ضرایب اتلاف ساختمان
۹-۵- ظرفیت ذخیره انرژی ساختمان
۹-۶- بارهای سرمایش
۹-۷- بارهای گرمایشی استخر شنا

فصل دهم محاسبات حرارتی سیستم

کتاب مهندسی خورشیدی فرآیند‌های حرارتی جلد اول

۱۰-۱- مدل های اجزاء
۱۰-۲- ضریب مبدل حرارتی کلکتور
۱۰-۳- ضرایب اتلاف لوله و کانال
۱۰-۴- كنترل ها
۱۰-۵- آرایش های کلکتور: اتصالات سری
۱۰-۶- کارایی کلکتورهایی كه بصورت جزیی سایه دار شده
۱۰-۷- آرایش های سری با بخش های دارای جهت های مختلف
۱۰-۸- استفاده از معادلات تصحیح شده کلکتور
۱۰-۹- مدل های سیستم
۱۰-۱۰- کسر خورشیدی و کسر ذخیره خورشیدی
۱۰-۱۱- خلاصه

فصل یازدهم: علم اقتصاد فرآیند خورشیدی

۱۱-۱- هزینه سیستم های فرآیند خورشیدی
۱۱-۲- متغییرهای طراحی
۱۱-۳- شاخص های مزیت اقتصادی
۱۱-۴- كاهش قیمت و تورم
۱۱-۵- ضریب ارزش فعلی
۱۱-۶- روش صرفه جویی طول عمر مفید
۱۱-۷- ارزیابی دیگر شاخص های اقتصادی
۱۱-۸- روش P1، P2
۱۱-۹- عدم قطعیت ها در تحلیل های اقتصادی
۱۱-۱۰- تحلیل اقتصادی با استفاده از كسر صرفه جویی خورشیدی
۱۱-۱۱- خلاصه مطالب

منابع و مآخذ کتاب مهندسی خورشیدی فرآیند‌های حرارتی جلد اول

کتاب مهندسی خورشیدی فرآیند‌های حرارتی جلد اول