综述:利用农业废弃物衍生基质的生物基有机形状稳定相变材料:综述

时间:2025年11月9日
来源:RENEWABLE & SUSTAINABLE ENERGY REVIEWS

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太阳能热水系统(SWHs)通过高效能量转换显著降低碳排放,其设计优化与热增强技术成为研究热点。实验表明,变间距集管与涡旋发生器结合可使热效率提升7.38%,系统性能达常规2.58倍。纳米流体与数值模拟为效能预测提供新方法,经济性分析及区域案例研究揭示了规模化应用障碍。未来需平衡高效设计与成本控制,拓展新型热增强技术与智能优化策略。

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S. Jaisankar | J. Ananth | K.N. Sheeba
贾马尔·穆罕默德工程学院,丁迪古尔,泰米尔纳德邦,624802,印度

摘要

太阳能热水系统在能量转换方面已被证明非常有效,目前被广泛使用,并且能够在最小的损失下满足能源需求。随着对太阳能热水系统需求的持续增长,传统燃料的使用量显著减少,随之二氧化碳排放量也有所下降。鉴于此,开发太阳能热水系统变得越来越重要。该领域的研究非常丰富,涵盖了设计、实验、涡流发生器的应用、仿真、建模和优化等多个方面。通过采用可变集管设计和带鳍片扭结的吸热管进行的实验表明,流体流动得到了改善,热效率提高了7.38%,性能比传统系统高出2.58倍。作者还提出了可行的研究方向,并概述了进一步研究的前景。这篇综述对于希望明确研究方向的年轻研究人员来说可能很有帮助。

章节摘录

引言和背景

由于太阳能资源丰富且易于获取,它已成为全球重要的可持续能源形式。利用太阳能的技术简单可行,使其成为主要的能源来源。此外,其日益受欢迎的原因主要是成本效益高且无需燃料。太阳能的使用被认为是环保和可持续的,进一步巩固了其在社会中的地位。
太阳能到热能和太阳能到电能的转换是两种常见的转换方式

太阳能热水系统的综述与分类

本模块概述了太阳能热水系统及其各种类型。

实验技术和关键发现

本章讨论了在太阳能热水系统上进行的各种实验以及这些实验中涉及的因素。

热增强技术

本章讨论了多种热增强技术,包括设计改进、在换热器和太阳能热水系统中使用涡流发生器,以及将纳米流体作为工作流体的应用。

经济可行性和区域案例研究

许多作者从区域角度探讨了太阳能热水系统的经济可行性和案例研究。
Mujuru等人[84]在南非Daveyton研究了太阳能热水系统的热水使用情况、价格和减排效果。研究表明,100升容量的太阳能热水系统是一个实用的选择,可以减少电网能源消耗和二氧化碳排放。然而,可负担性、维护成本和采用障碍限制了大规模应用和长期可持续性。

未来研究方向和结论

在之前的综述文章中,作者[2]强调了在太阳能热水系统领域进行综合研究的重要性。讨论了太阳能热水系统的各个方面,包括V型槽、可变集管和CBR等设计特征,以及螺旋结构、LR扭结、带杆和间隔物的螺旋结构、V型切割、方形切割和CFT等热增强装置,这些技术主要应用于热虹吸系统,在强制循环系统中也有少量应用。

结论

通过研究关键设计因素,可以提高太阳能热水系统的能源效率。综述结果提出了多种策略,如多通道流体流动、带鳍片或叶片的吸热器、增强反射镜、凹面结构以及定制的扭结插件。纳米流体和数值模拟被用于预测系统效率,同时 also 考虑了经济性和优化方面。未来的研究应致力于开发既节能又具成本效益的太阳能热水系统。

利益冲突声明

作者声明他们没有已知的财务利益冲突或个人关系可能影响本文的研究结果。

致谢

通讯作者感谢合作者及文献中引用的其他人士在文章发表过程中提供的持续支持。

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