طراحی و بهینه سازی یکپارچه آب شیرین کن خورشیدی با ذخیره سازی انرژی گرمایی به کمک مواد تغییر فاز دهنده

در این مطالعه از یک مدل ریاضی گذرا برای شبیه سازی یک آب شیرین کن حوضچه ای منفعل خورشیدی همراه با مواد تغییر فاز دهنده (PCM) در قسمت پایینی حوضچه استفاده شده است. به منظور تخمین آب شیرین تولیدی در یک سال، از میانگین آب تولیدی نیمه مرداد و بهمن در تهران به عنوان روزهای نمونه تابستانی و زمستانی استفاده شده است. نتایج بهینه سای به کمک الگوریتم ژنتیک نشان می دهد که هر چه جرم آب شور در داخل آب شیرین کن کمتر باشد، مقدار آب شیرین تولیدی بیشتر خواهد بود. یک ماده تغییر فاز دهنده از نوع هیدرات نمک با رسانایی گرمایی و چگالی نسبتا بالاتری از مابقی نمونه ها، به عنوان ماده تغییر فازدهنده بهینه انتخاب شد. دمای نقطه ذوب این نوع PCM مقدار 58 درجه سلسیوس است که نزدیک به بیشینه دمای است که آب شور در تابستان به آن می رسد. جرم آب، جرم ماده تغییر فازدهنده و ضخامت شیشه به ترتیب 20 ، 14/3 کیلوگرم و 2/15 میلی متر انتخاب می شود. مقدار آب شیرین تولیدی سالانه بیشینه در حالت بهینه مقدار 1632 کیلوگرم به ازای هر متر مربع از آب شیرین کن به دست آمد.