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Energy and exergy analysis for stationary solar collectors using nanofluids: A review
International Journal of Energy Research ( IF 4.3 ) Pub Date : 2020-11-17 , DOI: 10.1002/er.6107
Mahmoud Eltaweel 1 , Ahmed A. Abdel‐Rehim 1
Affiliation  

Fossil fuels demonstrate pollution effects and significant emissions on the atmosphere, which made the use of clean, renewable sources of energy a necessity. Renewable energy has many sources, but the most promising and cheapest energy source is solar energy, which has led to a focus on efficient solar energy harvesting to be cheaper for public use. Stationary solar collectors like evacuated tube and flat‐plate solar collectors are the most commonly used solar collectors for their simplicity of installation and maintenance. They are mostly used for domestic applications such as solar water heaters. Nanofluids can improve the thermal properties of the working fluid which can improve the performance of a collector. This review paper discussed the effect of different parameters on the stationary solar collector's performance, such as nanoparticle use, nanoparticle size, concentration, and the base fluid of the nanofluid. This review paper also aims to summarize previous studies performed on the use of different nanofluids on the two types of circulation that can be either thermosiphon or forced circulation for both collectors to investigate the energetic and exergetic efficiencies. The theoretical performance analysis equations of stationary solar collectors are provided too. From the reviewed results, it was concluded that a substantial improvement in both the energetic and exergetic efficiencies of both collectors had been obtained from the use of carbon‐based nanofluids compared to a significant number of different nanofluids. The paper also discusses the significant challenges of nanofluid use and how to overcome them in stationary solar collectors.

中文翻译:

使用纳米流体对固定式太阳能集热器进行能量和火用分析:综述

化石燃料表现出污染效应和对大气的大量排放,这使得必须使用清洁的可再生能源。可再生能源有很多来源,但是最有前途和最便宜的能源是太阳能,这导致人们集中精力进行高效的太阳能收集,以使其更便宜供公众使用。固定式太阳能收集器(如真空管和平板式太阳能收集器)是最常用的太阳能收集器,因为它们易于安装和维护。它们主要用于家用应用,例如太阳能热水器。纳米流体可以改善工作流体的热性质,这可以改善收集器的性能。这篇评论文章讨论了不同参数对固定式太阳能集热器性能的影响,例如纳米粒子的用途,纳米粒子的大小,浓度和纳米流体的基础液。本文的目的还在于总结以前对两种类型的循环使用不同的纳米流体进行的研究,两种循环可以是热虹吸或强制循环,供两个收集者研究能量效率和能量效率。还提供了固定式太阳能集热器的理论性能分析方程。根据审查的结果得出的结论是,与大量不同的纳米流体相比,使用碳基纳米流体已使两个收集器的能量效率和能量效率均得到了显着提高。本文还讨论了纳米流体使用的重大挑战以及如何在固定式太阳能收集器中克服这些挑战。纳米颗粒的大小,浓度和纳米流体的基础液。本文的目的还在于总结以前对两种类型的循环使用不同的纳米流体进行的研究,两种循环可以是热虹吸或强制循环,供两个收集者研究能量效率和能量效率。还提供了固定式太阳能集热器的理论性能分析方程。根据审查的结果得出的结论是,与大量不同的纳米流体相比,使用碳基纳米流体已使两个收集器的能量效率和能量效率均得到了显着提高。本文还讨论了纳米流体使用的重大挑战以及如何在固定式太阳能收集器中克服这些挑战。纳米颗粒的大小,浓度和纳米流体的基础液。本文的目的还在于总结以前对两种类型的循环使用不同的纳米流体进行的研究,两种循环可以是热虹吸或强制循环,供两个收集者研究能量效率和能量效率。还提供了固定式太阳能集热器的理论性能分析方程。根据审查的结果得出的结论是,与大量不同的纳米流体相比,使用碳基纳米流体已使两个收集器的能量效率和能量效率均得到了显着提高。本文还讨论了纳米流体使用的重大挑战以及如何在固定式太阳能收集器中克服这些挑战。和纳米流体的基础液。本文的目的还在于总结以前对两种类型的循环使用不同的纳米流体进行的研究,两种循环可以是热虹吸或强制循环,供两个收集者研究能量效率和能量效率。还提供了固定式太阳能集热器的理论性能分析方程。根据审查的结果得出的结论是,与大量不同的纳米流体相比,使用碳基纳米流体已使两个收集器的能量效率和能量效率均得到了显着提高。本文还讨论了纳米流体使用的重大挑战以及如何在固定式太阳能收集器中克服这些挑战。和纳米流体的基础液。本文的目的还在于总结以前对两种类型的循环使用不同的纳米流体进行的研究,两种循环可以是热虹吸或强制循环,供两个收集者研究能量效率和能量效率。还提供了固定式太阳能集热器的理论性能分析方程。根据审查的结果得出的结论是,与大量不同的纳米流体相比,使用碳基纳米流体已使两个收集器的能量效率和能量效率均得到了显着提高。本文还讨论了纳米流体使用的重大挑战以及如何在固定式太阳能收集器中克服这些挑战。本文的目的还在于总结以前对两种类型的循环使用不同的纳米流体进行的研究,两种循环可以是热虹吸或强制循环,供两个收集者研究能量效率和能量效率。还提供了固定式太阳能集热器的理论性能分析方程。根据审查的结果得出的结论是,与大量不同的纳米流体相比,使用碳基纳米流体已使两个收集器的能量效率和能量效率均得到了显着提高。本文还讨论了纳米流体使用的重大挑战以及如何在固定式太阳能收集器中克服这些挑战。本文的目的还在于总结以前对两种类型的循环使用不同的纳米流体进行的研究,两种循环可以是热虹吸或强制循环,供两个收集者研究能量效率和能量效率。还提供了固定式太阳能集热器的理论性能分析方程。根据审查的结果得出的结论是,与大量不同的纳米流体相比,使用碳基纳米流体已使两个收集器的能量效率和能量效率均得到了显着提高。本文还讨论了纳米流体使用的重大挑战以及如何在固定式太阳能收集器中克服这些挑战。
更新日期:2020-11-17
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