Dynamic simulation and optimization of flat plate solar collector parameters using the Matlab program for Erbil-Iraq climate condition

Other Title(s)

المحاكاة الديناميكية والتحسين الأمثل لمعلمات مجمعات الألواح الشمسية المسطحة باستخدام برنامج MATLAB للظروف المناخية في أربيل-العراق

Joint Authors

Hamakhan, Idris Izzat
Rashid, Kamaran Fath
Muhammad, Chalang Hamarasheed

Source

al-Rafidain Engineering Journal

Issue

Vol. 27, Issue 2 (30 Sep. 2022), pp.127-139, 13 p.

Publisher

University of Mosul College of Engineering

Publication Date

2022-09-30

Country of Publication

Iraq

No. of Pages

13

Main Subjects

Mechatronics Engineering

Topics

Abstract AR

يهدف هذا البحث إلى معرفة تأثير معدل تدفق الكتلة وزاوية الميل والإشعاع الشمسي الكلي وحجم الأنابيب وعدد الأغطية الزجاجية على أداء مجمع المياه بالطاقة الشمسية.

تم إنشاء منصة الاختبار لجمع البيانات عن شهري سبتمبر وأكتوبر بالكامل واستخدامها كنقطة محورية لتحليل أداء نظام تسخين المياه بالطاقة الشمسية.

تم تطبيق المحاكاة الديناميكية والتحسين باستخدام برنامج MATLAB على البيانات العملية بدلا من حساب متوسط البيانات لاستقصاء أداء SWIIS.

هذه هي المرة الأولى التي يستخدم فيها المؤلفون البيانات العملية بالكامل بدلا من استخدام المتوسط لتقريب التحقيق الديناميكي النظري لمجمع الألواح الشمسية المسطحة.

كانت الإنجازات على النحو التالي: زيادة في كفاءة المجمع من 62.17% إلى 71.26% عندما تم تقليل التباعد بين أنابيب المجمع من 186 ملم إلى 86 ملم.

كانت الزيادة في الكفاءة حوالي 2% حيث نما قطر خط أنابيب المجمع من 1 مم إلى 50 مم: تم تحقيق الكفاءة المثلى مع الزجاج الثلاثي وكانت حوالي 0.83 ستؤدي زيادة معدل التدفق (1) إلى 5 لترات في الدقيقة إلى تحسين كفاءة النظام من 64% إلى 83%.

كانت أفضل زاوية ميل المجمع الألواح الشمسية المسطحة 30 درجة، كما أن معامل فقدان الحرارة يرتفع بحوالي 50% عند زيادة سرعة الرياح من 1 م / ث إلى 5 م / ث.

إن استخدام الاستقصاء الديناميكي مع البيانات الفعلية سيساعد الباحث في تحسين أداء مجمع الألواح الشمسية المسطحة للمياه.

تعرض هذه الدراسة لأول مرة في العراق-أربيل تحسين مجموعة من أهم المعلمات لنظام تجميع الطاقة الشمسية المسطحة، والتي بدورها تؤثر على تحسين أداء هذا النظام.

Abstract EN

This research aims to investigate the performance of solar water collector by varying: mass flow rate, inclination angle, total solar radiation, pipe size, and number of glass covers.

the test rig was established to collect the data for the whole months of September and October and use it as a focal point for analysis of the solar water heating system's performance.

the dynamic behavior was simulated and optimized with Matlab software for the practical data to investigate the performance of the flat plate solar collector.

the novelty in this study is the first time the authors use the whole practical data instead of average data to approximate the theoretical dynamic investigation of the flat plate solar collector.

the achievements are as follows: the collector's efficiency was increased from 62.17% to 71.26% when the collector pipe spacing was reduced from 186 mm to 86 mm; the increase in efficiency was approximately 2% as the collector pipeline diameter increased from 1 mm to 50 mm; the optimum efficiency was achieved with triple glazing and was about 0.83%; the mass flow rate increases from 1 to 5 liters per minute, so it improves the efficiency of the system from 64% to 83%.

moreover, the best tilt angle for the flat plate solar collector was 30°.

also, the heat loss coefficient was raised by around 50% when wind speed was increased from 1 m / s to 5 m / s.

thus, the use of dynamic investigation with actual data will assist the researchers in improving the performance of the solar water flat plate collector.

American Psychological Association (APA)

Rashid, Kamaran Fath& Hamakhan, Idris Izzat& Muhammad, Chalang Hamarasheed. 2022. Dynamic simulation and optimization of flat plate solar collector parameters using the Matlab program for Erbil-Iraq climate condition. al-Rafidain Engineering Journal،Vol. 27, no. 2, pp.127-139.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-1560141

Modern Language Association (MLA)

Rashid, Kamaran Fath…[et al.]. Dynamic simulation and optimization of flat plate solar collector parameters using the Matlab program for Erbil-Iraq climate condition. al-Rafidain Engineering Journal Vol. 27, no. 2 (Sep. 2022), pp.127-139.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-1560141

American Medical Association (AMA)

Rashid, Kamaran Fath& Hamakhan, Idris Izzat& Muhammad, Chalang Hamarasheed. Dynamic simulation and optimization of flat plate solar collector parameters using the Matlab program for Erbil-Iraq climate condition. al-Rafidain Engineering Journal. 2022. Vol. 27, no. 2, pp.127-139.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-1560141

Data Type

Journal Articles

Language

English

Notes

Includes appendix: p. 138

Record ID

BIM-1560141