Solar energy is today one of the most important sources of renewable energy, it is an environmentally friendly and unlimited source that can be used anywhere in the world. There are several different types of solar collectors and methods to harness solar energy, however this project focuses on flat plate collectors used for water heating systems. This project aims to evaluate how the operational parameters, mass flow rate and tilt angle, affect the thermal efficiency of a flat plate solar collector. A theoretical model has been concluded in Microsoft Excel 2011 in order to determine the performance of the collector. Furthermore a minor field study has been conducted in Sri Lanka, where a simple solar water system has been built. This consisted of a flat plate collector without an absorber plate and glazing. From this warm water system, experimental measurements have been extracted and employed in the theoretical model. The result of the project shows that the mass flow rate had a large impact on the collector’s efficiency, however the tilt angle did not. After comparing the results with existing studies on collector performances it was discovered that the tilt angle should affect the efficiency to a greater extent. It was discussed that the result of this project may show a false representation of the tilt angle because of too small changes being made when taking the readings. The average efficiency of the studied collector was 35%, which is considerable less than the average efficiency of a typical flat plate collector. It has been acknowledged, however, that the studied flat plate collector has all the thermal losses, convection, conduction and radiation, as it lacks absorber plate, glazing material and insulation, thus the low average efficiency value. The influencing parameters have been studied in relation to the global irradiance and it has been concluded that the global irradiance has a direct impact on both the mass flow rate and the tilt angle. Since historical averaged data has been used for the global irradiance it is not possible to obtain exact values for the efficiency, hence causing uncertainties in the results. / I dagens samhälle är solenergi en av de viktigaste källorna till förnybar energi; det är en miljövänlig och obegränsad källa som kan användas överallt i världen. Det finns flera olika metoder för att utnyttja solenergi. Detta projekt fokuserar på plana solfångare som används för att värma vatten. Målet med projektet är att utvärdera hur operationella parametrar så som massflöde och lutningsvinkel påverkar den termiska verkningsgraden hos en plan solfångare. En teoretisk modell har programmerats i Microsoft Excel 2011 för att bestämma prestandan hos solfångaren. Vidare har en fältstudie genomförts i Sri Lanka, där ett enkelt varmvattensystem har byggts med hjälp av en solfångare. Varmvattensystemet består av en plan solfångare utan absorptionsplatta och glas. Utifrån detta system har experimentella mätningar samlats och tillämpats i den teoretiska modellen. Resultatet av projektet visar att massflödeshastigheten hade en stor inverkan på solfångarens verkningsgrad, medan lutningsvinkeln hade mindre påverkan. Efter att ha jämfört resultaten med befintliga studier på solfångare upptäcktes det att lutningsvinkeln bör ha en större påverkan på verkningsgraden än vad resultatet visade. Det diskuterades att resultatet av detta projekt kan visa en falsk representation av lutningsvinkeln på grund av att för små förändringar i lutningsvinkeln gjordes när mätningarna utfördes. Den genomsnittliga verkningsgraden hos den studerade solfångaren var 35 %, vilket är betydligt mindre än den genomsnittliga verkningsgraden hos en typisk plan solfångare. Detta bör vara en direkt indikation på att den studerade plana solfångaren har samtliga värmeförluster, d.v.s. konvektion, ledning och strålning, eftersom den saknar absorptionsplatta, glas och isoleringsmaterial. De operationella parametrarna har studerats i relation till den globala solstrålningen och som har visat sig ha en direkt inverkan på både massflödet och lutningsvinkeln på solfångaren. Eftersom historisk genomsnittsdata har använts för den globala solstrålningen har även all resultatdata approximerats, vilket leder till osäkerhet i resultaten.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:kth-170887 |
| Date | January 2015 |
| Creators | Patel, Tanvi, Hansson, Taylor |
| Publisher | KTH, Energiteknik |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | English |
| Detected Language | English |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
Page generated in 0.0202 seconds