การศึกษาผิวซีเล็กตีฟเพื่อใช้กับแผงรับแสงอาทิตย์

มานิจ ทองประะเสริฐ; สมศรี จงรุ่งเรือง; วิทยา ยงเจริญ

Please use this identifier to cite or link to this item: https://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/2316

Title:	การศึกษาผิวซีเล็กตีฟเพื่อใช้กับแผงรับแสงอาทิตย์
Authors:	มานิจ ทองประะเสริฐ สมศรี จงรุ่งเรือง วิทยา ยงเจริญ
Email:	fmemtp@eng.chula.ac.th fmewyc@eng.chula.ac.th
Other author:	จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย. ภาควิชาวิศวกรรมเครื่องกล จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย. ภาควิชาวิศวกรรมเครื่องกล จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย. ภาควิชาวิศวกรรมเครื่องกล
Subjects:	พลังงานแสงอาทิตย์ แผงรับแสงอาทิตย์
Issue Date:	2526
Publisher:	จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย
Abstract:	ประสิทธิภาพเชิงความร้อนของแผงรับแสงอาทิตย์แบบแผ่นจะเพิ่มขึ้น ถ้านำแผ่นดูดแสงอาทิตย์ ชนิดที่มีผิวเป็นซีเล็กตีฟมาใช้แทนแผ่นดูดแสงอาทิตย์ชนิดผิวสีดำที่นิยมใช้กันอยู่ เพราะผิวซี เล็กตีฟให้ค่าการดูดแสงอาทิตย์สูงและให้ค่าการส่งออกรังสีความร้อนต่ำ ผิวซีเล็กตีฟที่นำมา ศึกษามีสามชนิดคือ คอปเปอร์ออกไซด์ นิเกิลดำและแบล็คโครม วัสดุที่ใช้ทำพื้นคือทองแดง เหล็กและอลูมินัม คอปเปอร์ออกไซด์บนชิ้นงานทองแดง เท่านั้นที่ใช้ความคงทนต่อการใช้งาน ส่วนนิเกิลดำและแบล็คโครมอาจนำไปใช้ได้ดีทั้งที่ชิ้นงานที่เป็นเหล็กและอลูมินัม การควบคุม คุณภาพของผิวซีเล็กตีฟซึ่งได้แก่ค่าการดูดแสงอาทิตย์และค่าการส่งออกรังสีความร้อน ทำได้ โดยศึกษาตัวแปรคือความเข้มของกระแสไฟฟ้าที่ใช้และระยะเวลาที่ใช้ชุบชิ้นงานในสารละลาย การศึกษาหาค่าตัวแปรดังกล่างที่เหมาะสมทำได้โดยการทดลองใช้ค่าตัวแปรหลายค่าสำหรับชิ้น งานและผิวซีเล็กตีฟชนิดเดียวกัน แล้วเปรียบเทียบคุณสมบัติของผิวซีเล็กตีฟทีได้ วิธีการวัดค่า การดูดแสงอาทิตย์ แอลฟา และค่าการส่งออกรังสีความร้อน แอลฟา ทำได้โดยใช้เครื่องมือซึ่ง ออกแบบและสร้างขึ้นเพื่อใช้เฉพาะงานวิจัยนี้ ค่าการดูดแสงอาทิตย์ของผิววัดได้โดยติดตั้งชิ้น งานในภาชนะปิด ซึ่งมีด้านบนโปร่งใสและภายในเป็นสูญญากาศแล้ววัดอัตราส่วนของพลังงาน ความร้อนซึ่งดูดไว้โดยชิ้นงานต่อพลังงานแสงอาทิตย์ที่ตกบนชิ้นงาน ค่าการส่งออกรังสีความร้อน ของผิววัดได้จากอัตราส่วนของพลังงานซึ่งส่งออกจากชิ้นงานต่อพลังงานซึ่งชิ้นงานได้รับเมื่อชิ้น งานติดตั้งในภาชนะปิดและภายในเป็นสูญญากศ จากผลการทดลอง ค่าตัวแปรที่เหมาะสมของ ขบวนการทำผิวซีเล็กตีฟ: ค่าการดูดแสงอาทิตย์ แอลฟา และค่าการส่งออกรังสีความร้อน แอลฟา ของผิวซีเล็กตีฟที่ศึกษามีดังนี้ สำหรับคอปเปอร์ออกไซด์บนชิ้นงานทองแดง แอลฟา = 0.936 และอิปซีลอย = 0.052 สำหรับนิเกิลดำบนชิ้นงานเหล็กหรืออลูมินัม อแลฟา = 0.942 และ อิปซี ลอน = 0.185 และสำหรับแบล๋คโครมบนชิ้นงานเหล็กหรืออลูมินัม แอลฟา = 0.942 และ อิปซี ลอน = 0.112 เนื่องจากต้นแบบของแผงรับแสงอาทิตย์ชนิดที่แผ่นดูดแสงอาทิภตย์เป็นซีเล็กตี ฟมีราคาค่าสร้างสูงมากจึงไม่ได้สร้างขึ้น ประสิทธิภาพเชิงความร้อนของแผงรับแสงอาทิตย์ดัง กล่าวจึงไม่ได้วัดค่าโดยตรงแต่ใช้การสร้างแผงรับแสงอาทิตย์ชนิดแผ่นดูดแสงอาทิตย์เป็นสีดำ ขึ้นแทนแล้วติดตั้งทดสอบหาค่าประสิทธิภาพเชิงความร้อนแล้วใช้วิธีเปลี่ยนค่าตัวแปร ประสิทธิภาพเชิงความร้อนของแผงรับแสงอาทิตย์ซึ่งมีแผ่นดูดมีผิวเป้นซีเล็กตีฟจะคำนวณได้ จากผลการทดลองและการคำนวณได้ค่าความลาดชันของเส้นประสิทธิภาพเชิงความร้อนของ แผงรับแสงอาทิตย์ที่มีผิวของแผ่นดูดแสงอาทิตย์เป็นสีดำและซีเล็กตีฟเท่ากับ -7.11 และ -4.89 ตามลำดับและมีค่าจุดตัดบนแกนประสิทธิภาพเชิงความร้อนเท่ากับ 0.74 และ 0.76 ตามลำดับ
Other Abstract:	The thermal effieicncy of a flat plate solar collector can be increased by using an absorber plate with selective surface because of it's high solar absorptivity and low thermal emissivity. In this study, the production of three types of selective surfaces, i.e., copper oxide, black nickle and black chrome are investigated. The base metals used are coppers, steel and aluminum. Copper oxides can only be produced from copper base metal but the black nickle and black chrome can be produced well from either steel or aluminum. The process used in producing selective surface mentioned baove is electroplating process. The quality of a selective surface is depend on two major variables, duration of exposure time and intensity of electrical current. In order to be able to draw any conclusion on the dependency of property of a selective surface on these two variables, the experiments are set for various combinations of the variables. Radiation properties of a selective surface, solar absorptivity and thermal emissivity, are measured by the instrument specailly design and construction for the project. A solar absorptivity of a selective surface is measured by installing the material inside a closed vessel, transparent on top and vacuum inside, and then the radio of thermal energy absorbed to the solar radiation incident on the material surface is recorded. A thermal emissivity of the surface is measured in term of ratio of thermal energy emitted from the surface to the total energy supplied when the material is installed in a closed and vacuum space. From the experimental results, with the suitable combination of process variables, a solar absorptivity, alpha, and a thermal emissivity, alpha, of the studied selective surface are as fellows: Copper oxide on copper, alpha = 0.936 and epsilon = 0.052; Black nickle on steel or aluminum, alpha = 09.42 and epsilon = 0.185; and Black chrome on steel or aliminum, alpha = 0.942 and epsilon = 0.112. Because of the high construction cost, the thermal efficiency of a commercial size of a flat plate solar collector with selective surface, 2 m[square] of surface area, is not directly tested. Instead, a commercial size flat plate solar collector with ordinary black paint is tested and, by means of a technique of design variables conversion, a thermal efficiency of the collector with black chrome selective surface is evaluated. From the experiment and the calculation, slopes of the thermal effieciency curves of a solar collector with black paint surface and black chrome selective surface are -7.11 and -4.89 respectively, and the interception of thermal effieciency curves on a thermal efficiency axis respectively are 0.74 and 0.76.
URI:	http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/2316
Type:	Technical Report
Appears in Collections:	Eng - Research Reports

Files in This Item:

File	Description	Size	Format
Wittaya_edit.pdf		7.51 MB	Adobe PDF	View/Open

Show full item record