مدل‌سازي و بهينه‌سازي سيستم ذخيره انرژي با استفاده از خواص نانوسيال

كارشناسي ارشد

در دنياي امروز به دليل پيچيدگي و تحولات روزافزون جامعه جهاني مقولهي انرژي نقش اساسي در اقتصاد و سياست كشورها ايفا ميكند و شناخت راهكارهاي مديريت آن از مهمترين اركان حفظ قدرت سياسي و اقتصادي هر كشور است. افزايش فاصله ميان توليد و تقاضاي انرژي، عاملي براي افزايش هزينهي توليد و افزايش هدررفت انرژي حرارتي خواهد بود كه فرايند ذخيرهسازي انرژي حرارتي توانايي حل اين مشكل را دارد. به‌طور عمده انرژي حرارتي را ميتوان از طريق افزايش انرژي دروني مواد به سه روش گرماي محسوس، گرماي نهان و ترموشيميايي يا تركيبي از اين روشها ذخيره كرد كه مهمترين آنها ذخيره به روش گرماي نهان است براي تحقق اين موضوع نياز به استفاده از موادي موسوم به مواد تغييرفازدهنده است كه گرماي نهان بالا دارند. از نكات مهم در طراحي اين سامانه توانايي انتقال حرارت سريع و ظرفيت بالاي ذخيره انرژي در زمان اندك است. باتوجه‌به برخي خواص نامطلوب مثل ضريب هدايتي حرارتي پايين اكثر اين مواد، بهبود خواص اين مواد و يافتن بهترين تركيب براي استفاده بهعنوان ماده ذخيرهساز انرژي حرارتي در دستور كار محققين اين حوزه قرار دارد. يكي از شيوههاي بهبود اين خواص افزودن پودر فلزاتي مانند اكسيد مس يا اكسيد آلومينيوم به ماده تغييرفازدهندهي موردنظر است. به دليل مشكلات توليد ذرات بسيار ريز درگذشته، مطالعات معطوف به پودرهايي در ابعاد ميكرومتر و ميليمتر بود كه ذراتي در اين ابعاد مشكلاتي از قبيل عدم پايداري تركيب، تهنشيني ذرات، ايجاد ساييدگي در اجزاي سيستم و... به وجود ميآورند اما تكنولوژي امروز امكان تهيه ذراتي ريزتر، در ابعاد نانو را نيز به راحتي فراهم كرده است كه استفاده از ذرات در اين ابعاد مشكلات ذكرشده را مرتفع خواهد كرد. در اين مطالعه سعي بر شناسايي روشهاي ذخيره انرژي حرارتي، شناسايي مواد ذخيره‌ساز انرژي حرارتي، چگونگي بهبود خواص اين مواد با استفاده از نانوذرات و درنهايت شناسايي بهترين نانوذره براي افزودن به اين مواد داريم .

209058

دانشگاه علم و صنعت ايران

تبديل انرژي

دكتر محمد حسن شجاعي فرد