ARTICOLO RITRATTO: Ottimizzazione dell'energia solare nel solare

Rapporti scientifici volume 12, numero articolo: 11484 (2022) Citare questo articolo

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Questo articolo è stato ritirato il 9 maggio 2023

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Nel settore del riscaldamento solare, ventilazione e condizionamento dell'aria (HVAC), le comunicazioni sono progettate per creare nuovi modelli matematici 3D che affrontano il flusso di nanofluidi ibridi Sutterby rotanti esposti a sedili scivolosi ed espandibili. Lo studio sulla trasmissione del calore ha incluso effetti quali nanoparticelle di ossido di rame e grafene, nonché il flusso radiativo termico. L'effetto dell'energia di attivazione è stato utilizzato per studiare il trasferimento di massa con la concentrazione del fluido. I vincoli al contorno utilizzati erano la velocità di Maxwell e lo slittamento della temperatura di Smoluchowksi. Con l'utilizzo delle modifiche di adattamento, le equazioni differenziali alle derivate parziali (PDE) per impeto, energia e concentricità possono essere ridotte alle equazioni differenziali ordinarie (ODE). Per affrontare le ODE adimensionali, è stata impiegata la tecnica numerica della scatola Keller di MATLAB. L'ossido di grafene Rame/olio motore (GO-Cu/EO) viene preso in considerazione per affrontare l'analisi delle prestazioni del presente studio. Gli attributi fisici, ad esempio, il coefficiente di resistenza superficiale, il movimento di calore e lo scambio di massa, vengono elaborati matematicamente e mostrati come tabelle e figure quando vengono variati numerosi fattori diversi. Il campo della temperatura è potenziato da un aumento della frazione volumetrica delle nanoparticelle di ossido di rame e grafene, mentre il campo della frazione di massa è potenziato da un aumento dell’energia di attivazione.

I ricercatori si sono concentrati sulla nuova misurazione dell'energia per soddisfare le esigenze e le esigenze delle aziende in questo periodo. I ricercatori sono interessati a sviluppare alcuni dispositivi con il più alto tasso di riscaldamento e raffreddamento. Questi potrebbero risparmiare e mantenere un’efficienza energetica ottimale. Inoltre, la scarsa trasmissione del calore e la conduzione fluida del liquido di base hanno un impatto sulle prestazioni e sul funzionamento dei collettori solari. Molti sforzi sono stati fatti a questo riguardo per migliorare le caratteristiche termiche dei liquidi di base. L'energia solare è la fonte di energia rinnovabile proveniente dal sole per applicazioni industriali come la generazione di elettricità1,2,3, il riscaldamento4,5,6, il raffreddamento7,8,9 e la desalinizzazione10,11,12. I vantaggi della tecnologia dell’energia solare sono che questo tipo di energia è illimitata, pulita e non ha combustibile da bruciare. I tipi più comuni di energia solare sono i sistemi fotovoltaici (PV)13,14,15, le celle solari a film sottile16,17,18, gli impianti di energia solare19,20 e il riscaldamento solare passivo21,22. Le applicazioni del fotovoltaico sono state riportate nel campo delle telecomunicazioni23, dell'agricoltura24, dell'allevamento25, dell'illuminazione stradale26 e dell'elettrificazione rurale27. L’utilizzo di celle solari a film sottile è avvenuto sui tetti degli edifici istituzionali e commerciali28, nei parchi solari29, nei trasporti elettrici30 e nella generazione di vapore solare31. Il riscaldamento solare passivo viene implementato negli spazi di circolazione come ingressi, corridoi e sale relax che consentono agli occupanti di evitare il sole.

HVAC sta per riscaldamento, ventilazione e aria condizionata, mentre AC è definito come condizionamento. L'aria condizionata è progettata per raffreddare l'aria e controllare l'umidità in casa ed è stata inventata da Willis Carrier nel 190232. Inoltre, lo scopo principale del sistema HVAC per edifici residenziali33,34 e commerciali35,36 è quello di fornire una modalità di riscaldamento in inverno e di raffreddamento modalità estiva. Questo sistema filtra anche fumo, odori, polvere, batteri presenti nell'aria, anidride carbonica e altri gas nocivi per migliorare l'aria interna37,38. Inoltre, il sistema HVAC funge da regolatore dell'umidità dell'aria interna39,40. Nel frattempo, il sistema HVAC alimentato dall’energia solare è noto come solare-HVAC (S-HVAC), dove è installato da pannelli fotovoltaici per catturare la luce solare e convertirla in elettricità. John Hollick è uno degli innovatori del sistema S-HVAC e ha brevettato il metodo e l'apparecchio per raffreddare l'aria di ventilazione di un edificio41. Il pannello solare fotovoltaico è collegato all'HVAC per convertire l'energia solare in elettricità per alimentare tutte le parti responsabili della modalità di riscaldamento o raffreddamento nell'HVAC. I vantaggi del sistema S-HVAC, rispetto al tradizionale HVAC, sono bollette più basse, preservazione dell'ambiente e facilità di installazione. I sistemi HVAC hanno parti mobili come ventilatori e bobine vibranti che spesso si rompono, mentre i sistemi S-HVAC hanno meno parti mobili e questi sistemi presentano meno rischi di rottura.