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Energy, exergy and environmental assessment of solar still with solar panel enhanced by porous material and saline water preheating
Journal of Cleaner Production ( IF 11.1 ) Pub Date : 2020-09-20 , DOI: 10.1016/j.jclepro.2020.124175
Ayman Refat Abd Elbar , Hamdy Hassan

An assessment of hybrid solar desalination system consists of solar panel integrated with single slope solar distiller improved by salty water preheating and porous material via productivity, energy, exergy, exergoeconomic and exergoenvironmental is performed under metrological conditions of Alexandria, Egypt. Water preheating is performed by passing it over the solar panel front surface before it enters the still basin, which is also used as solar panel cooler. The panel integration is performed by installing it directly over the still back wall. Solar panel power is used to heat up further the salty water. Moreover, the impact of utilizing black steel wool fibers in the still basin on the system performance is studied. Results illustrate that preheating 40%, 50%, and 60% of the salty water rises solar desalination system freshwater yield by 10.4%, 15.5%, and 20.9%, energy efficiency by 8.2%, 13% and 20% and exergy efficiency by 26.86%, 33.51%, and 60.64%, respectively. Using black steel wool fibers increases conventional solar still and solar desalination system production without and with 60% preheating by 17.8%, 13.7%, and 11.8%, energy efficiency by 13.58%, 9.73%, and 13.5% and exergy efficiency by 16.51%, 10.27%, and 32.45%, respectively. Solar desalination system with black steel wool fibers and 60% of water preheating achieves the highest performance based on freshwater yield, cost, energy payback time, exergoeconomic, exergoenvironmental and exergoenviroeconomic parameters. With these positive results and the available solar energy in Egypt, the current system can be a promising nation strategy in saline water desalination and power production.



中文翻译:

通过多孔材料和盐水预热增强太阳能电池板的太阳能蒸馏器的能量,火用和环境评估

混合太阳能淡化系统的评估包括集成有单斜太阳能蒸馏器的太阳能电池板,该蒸馏器通过盐水预热和多孔材料,通过生产力,能源,火用,能效经济和能效环境的改进,在埃及亚历山大市的计量条件下进行。通过将水在进入静止的水槽之前先经过太阳能电池板的前表面来进行预热,该水槽也用作太阳能电池板的冷却器。面板集成是通过将其直接安装在静止后壁上来执行的。太阳能电池板的功率用于进一步加热咸水。此外,研究了在静水盆中使用黑色钢丝棉纤维对系统性能的影响。结果表明,预热40%,50%和60%的咸水可使太阳能海水淡化系统的淡水产量提高10倍。能源效率分别为4%,15.5%和20.9%,分别为8.2%,13%和20%,火用效率分别为26.86%,33.51%和60.64%。使用黑色钢丝绒纤维可以提高不带预热和预热60%的常规太阳能蒸馏器和太阳能淡化系统的产量,分别提高17.8%,13.7%和11.8%,能效分别提高13.58%,9.73%和13.5%,以及能效提高16.51%,分别为10.27%和32.45%。基于淡水产量,成本,能源回收时间,能效经济,能效环境和能效环境经济参数,使用黑色钢丝绒纤维和60%的水进行预热的太阳能脱盐系统可实现最高性能。有了这些积极的成果以及埃及可利用的太阳能,当前的系统可以成为盐水淡化和发电方面的有前途的国家战略。能源效率分别提高了8.2%,13%和20%,火用效率分别提高了26.86%,33.51%和60.64%。使用黑色钢丝绒纤维可以提高不带预热和预热60%的常规太阳能蒸馏器和太阳能淡化系统的产量,分别提高17.8%,13.7%和11.8%,能效分别提高13.58%,9.73%和13.5%,以及能效提高16.51%,分别为10.27%和32.45%。基于淡水产量,成本,能源回收时间,能效经济,能效环境和能效环境经济参数,使用黑色钢丝绒纤维和60%的水进行预热的太阳能脱盐系统可实现最高性能。有了这些积极的成果以及埃及可利用的太阳能,当前的系统可以成为盐水淡化和发电方面的有前途的国家战略。能源效率分别提高了8.2%,13%和20%,火用效率分别提高了26.86%,33.51%和60.64%。使用黑色钢丝绒纤维可以提高不带预热和预热60%的常规太阳能蒸馏器和太阳能淡化系统的产量,分别提高17.8%,13.7%和11.8%,能效分别提高13.58%,9.73%和13.5%,以及能效提高16.51%,分别为10.27%和32.45%。基于淡水产量,成本,能源回收时间,能效经济,能效环境和能效环境经济参数,使用黑色钢丝绒纤维和60%的水进行预热的太阳能脱盐系统可实现最高性能。有了这些积极的成果以及埃及可利用的太阳能,当前的系统可以成为盐水淡化和发电方面的有前途的国家战略。分别为51%和60.64%。使用黑色钢丝绒纤维可以提高不带预热和预热60%的常规太阳能蒸馏器和太阳能淡化系统的产量,分别提高17.8%,13.7%和11.8%,能效分别提高13.58%,9.73%和13.5%,以及能效提高16.51%,分别为10.27%和32.45%。基于淡水产量,成本,能源回收时间,能效经济,能效环境和能效环境经济参数,使用黑色钢丝绒纤维和60%的水进行预热的太阳能脱盐系统可实现最高性能。有了这些积极的成果以及埃及可利用的太阳能,当前的系统可以成为盐水淡化和发电方面的有前途的国家战略。分别为51%和60.64%。使用黑色钢丝绒纤维可以提高不带预热和预热60%的常规太阳能蒸馏器和太阳能淡化系统的产量,分别提高17.8%,13.7%和11.8%,能效分别提高13.58%,9.73%和13.5%,以及能效提高16.51%,分别为10.27%和32.45%。基于淡水产量,成本,能源回收时间,能效经济,能效环境和能效环境经济参数,使用黑色钢丝绒纤维和60%的水进行预热的太阳能脱盐系统可实现最高性能。有了这些积极的成果以及埃及可利用的太阳能,当前的系统可以成为盐水淡化和发电方面的有前途的国家战略。使用黑色钢丝绒纤维可以提高不带预热和预热60%的常规太阳能蒸馏器和太阳能淡化系统的产量,分别提高17.8%,13.7%和11.8%,能效分别提高13.58%,9.73%和13.5%,以及能效提高16.51%,分别为10.27%和32.45%。基于淡水产量,成本,能源回收时间,能效经济,能效环境和能效环境经济参数,使用黑色钢丝绒纤维和60%的水进行预热的太阳能脱盐系统可实现最高性能。有了这些积极的成果以及埃及可利用的太阳能,当前的系统可以成为盐水淡化和发电方面的有前途的国家战略。使用黑色钢丝绒纤维可以提高不带预热和预热60%的常规太阳能蒸馏器和太阳能淡化系统的产量,分别提高17.8%,13.7%和11.8%,能效分别提高13.58%,9.73%和13.5%,以及能效提高16.51%,分别为10.27%和32.45%。基于淡水产量,成本,能源回收时间,能效经济,能效环境和能效环境参数,采用黑色钢丝绒纤维和60%的水进行预热的太阳能脱盐系统可实现最高性能。有了这些积极的成果以及埃及可利用的太阳能,当前的系统可以成为盐水淡化和发电方面的有前途的国家战略。分别。基于淡水产量,成本,能源回收时间,能效经济,能效环境和能效环境经济参数,使用黑色钢丝绒纤维和60%的水进行预热的太阳能脱盐系统可实现最高性能。有了这些积极的成果以及埃及可利用的太阳能,当前的系统可以成为盐水淡化和发电方面的有前途的国家战略。分别。基于淡水产量,成本,能源回收时间,能效经济,能效环境和能效环境经济参数,使用黑色钢丝绒纤维和60%的水进行预热的太阳能脱盐系统可实现最高性能。有了这些积极的成果以及埃及可利用的太阳能,当前的系统可以成为盐水淡化和发电方面的有前途的国家战略。

更新日期:2020-09-20
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