Abstract Water shortage issues are growing through the globe at higher rate than population growth. On the bright side, various methods are devised to capture energy from renewable energy or waste heat from different sectors. Among all inspected approaches, waste heat capturing through cooling process of the wind turbines' generators for desalination at small scale is paid less attention. However, in large wind farms, the scale of this dissipated thermal heat becomes appreciable which can drive several desalination units. Due to the above-pointed facts, the waste heat of a wind turbine with nominal capacity of 7358 kW and height of 24 m for desalinating seawater is inspected here, using a humidification-dehumidification (HDH) unit. Also, five nanoparticles of Cu, CuO, TiO2, Al2O3, and SiO2 with base fluid of water are used through the cooling process of the wind turbine's generator in order to produce more freshwater. The devised set-up is evaluated in terms of the first and second laws of thermodynamics for different selected nanofluids. It is found that wind turbine has the highest exergy destruction of 1125 kW, followed by heater. Also, the total exergy destruction (for all nanofluids) is calculated approximately 1387 kW. Also, among all employed nanoparticles, Cu/water mixture has the highest performance since it produces more freshwater, while SiO2/water mixture has the lowest performance. Moreover, the total energy efficiency reaches its maximum value in the range of 26.25–26.5% at wind speed of 11.5 m/s.

中文翻译：

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通过使用各种纳米流体提高风力涡轮机发电机废热提取用于淡水生产的性能

摘要 水资源短缺问题在全球范围内的增长速度高于人口增长速度。从好的方面来说，人们设计了各种方法来从不同部门的可再生能源或废热中获取能量。在所有检查的方法中，通过风力涡轮发电机的冷却过程捕获废热用于小规模海水淡化的关注较少。然而，在大型风电场中，这种散发的热量的规模变得可观，可以驱动多个海水淡化装置。基于上述事实，这里使用加湿-除湿（HDH）装置检查标称容量为7358 kW，高度为24 m的风力涡轮机的废热用于海水淡化。此外，Cu、CuO、TiO2、Al2O3、和以水为基液的 SiO2 用于风力涡轮发电机的冷却过程，以产生更多的淡水。针对不同的选定纳米流体，根据热力学第一定律和第二定律对设计的装置进行评估。发现风力涡轮机的火用破坏最高，为 1125 kW，其次是加热器。此外，总火用破坏（对于所有纳米流体）计算约为 1387 kW。此外，在所有使用的纳米粒子中，Cu/水混合物的性能最高，因为它产生更多的淡水，而 SiO2/水混合物的性能最低。此外，在风速为 11.5 m/s 时，总能效在 26.25-26.5% 范围内达到最大值。针对不同的选定纳米流体，根据热力学第一定律和第二定律对设计的装置进行评估。发现风力涡轮机的火用破坏最高，为 1125 kW，其次是加热器。此外，总火用破坏（对于所有纳米流体）计算约为 1387 kW。此外，在所有使用的纳米粒子中，Cu/水混合物的性能最高，因为它产生更多的淡水，而 SiO2/水混合物的性能最低。此外，在风速为 11.5 m/s 时，总能效在 26.25-26.5% 范围内达到最大值。针对不同的选定纳米流体，根据热力学第一定律和第二定律对设计的装置进行评估。发现风力涡轮机的火用破坏最高，为 1125 kW，其次是加热器。此外，总火用破坏（对于所有纳米流体）计算约为 1387 kW。此外，在所有使用的纳米粒子中，Cu/水混合物的性能最高，因为它产生更多的淡水，而 SiO2/水混合物的性能最低。此外，在风速为 11.5 m/s 时，总能效在 26.25-26.5% 范围内达到最大值。计算出的总火用破坏（对于所有纳米流体）约为 1387 kW。此外，在所有使用的纳米粒子中，Cu/水混合物的性能最高，因为它产生更多的淡水，而 SiO2/水混合物的性能最低。此外，在风速为 11.5 m/s 时，总能效在 26.25-26.5% 范围内达到最大值。计算出的总火用破坏（对于所有纳米流体）约为 1387 kW。此外，在所有使用的纳米粒子中，Cu/水混合物的性能最高，因为它产生更多的淡水，而 SiO2/水混合物的性能最低。此外，在风速为 11.5 m/s 时，总能效在 26.25-26.5% 范围内达到最大值。