این سایت در حال حاضر پشتیبانی نمی شود و امکان دارد داده های نشریات بروز نباشند
مهندسی مکانیک مدرس، جلد ۱۹، شماره ۴، صفحات ۷۸۹-۸۰۰
عنوان فارسی افزایش بازده سلول‌های خورشیدی یک ماهواره با نشانه‌روی خورشیدی از طریق طراحی بهینه پیکربندی لوله‌های حرارتی به روش الگوریتم ژنتیک
چکیده فارسی مقاله کاهش دمای آرایه‌های خورشیدی ماهواره به‌منظور افزایش بازده الکتریکی آنها از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. در این مطالعه با به‌کارگیری الگوریتم ژنتیک، روش نوینی برای طراحی بهینه پیکربندی لوله‌های حرارتی ماهواره‌ها ارایه شد. هدف از این بهینه‌سازی، تعدیل شرایط دمایی و طراحی حرارتی آرایه‌های خورشیدی برای یک ماهواره دارای نشانه‌روی خورشید در مدار پایین است. به‌منظور شبیه‌سازی حرارتی ماهواره از نرم‌افزارهای SINDA/FLUENT و Thermal Desktop استفاده شد. شبیه‌سازی‌های عددی با استفاده از نتایج تجربی مدل حرارتی ماهواره در محفظه خلأ، صحت‌سنجی شد و نشان داده شد که تحلیل‌های عددی می‌توانند نتایج قابل اعتمادی تولید نمایند. سپس با اعمال قواعد و قیود حاکم بر مساله، یک الگوریتم بهینه‌سازی نوشته شد. این الگوریتم به حل معادلات حاکم بر مساله به‌کمک حلگر می‌پردازد و نتایج را به‌عنوان خروجی گزارش می‌کند. بهینه‌سازی برای داغ‌ترین حالت ماهواره (زاویه °90=بتا) انجام و پس از انجام فرآیند بهینه‌سازی، پیکربندی بهینه لوله‌های حرارتی استخراج شد. در قسمت بررسی نتایج، سه حالت عدم استفاده از لوله‌های حرارتی، طراحی اولیه پیکربندی لوله‌های حرارتی و پیکربندی بهینه لوله‌های حرارتی مورد بررسی و مقایسه قرار گرفته است. مشخص شد که طراحی بهینه به‌کمک الگوریتم ژنتیک می‌تواند تا C°19 دمای آرایه‌های خورشیدی را نسبت به حالتی که در آن از لوله‌های حرارتی استفاده نشده است، کاهش دهد. مشاهده شد که افزایش نسبت بازده الکتریکی سلول‌های خورشیدی حدود 10/4% است. همچنین طراحی بهینه نسبت به طراحی اولیه، تا C°10 دمای آرایه‌های خورشیدی را کاهش می‌دهد. طراحی بهینه پیکربندی لوله‌های حرارتی می‌تواند باعث کاهش قابل توجه دمای اجزای داخلی ماهواره نیز شود.
کلیدواژه‌های فارسی مقاله ماهواره،لوله حرارتی،سلول خورشیدی،بازده،الگوریتم ژنتیک،
عنوان انگلیسی Efficiency Enhancement of Solar Cells of a Sun Pointing Satellite with Design Optimization of Heat Pipes Configuration Using Genetic Algorithm
چکیده انگلیسی مقاله Reducing satellite solar panels temperature, to increase their electrical efficiency is of great importance. In this study, a novel methodology for optimal configuration design of heat pipes in a sun-pointing satellite utilizing the genetic algorithm is presented. The purpose of optimization is the thermal adjustment and design improvement of the solar panels for the satellite that is supposed to orbit in the Low Earth Orbit. Thermal simulations of satellite and solar panels are performed using SINDA/FLUINT and Thermal Desktop software. The computations are validated using experimental measurements of the satellite thermal model in a vacuum chamber and it was shown that the numerical analysis can produce reliable results. Then, applying the constraints of the problem, an optimization algorithm is introduced. This algorithm employs the thermal simulation software for solving the governing equations of the problem and then reports the results. The optimization was performed for the satellite hottest case (beta:90) and then, conducting an optimization procedure, the optimal configuration of heat pipes is achieved. In the results section, three different configurations, namely no heat pipes, the initial design for configuration of heat pipes and the optimal configuration of heat pipes, are investigated and compared. It was found that the optimal configuration using the genetic algorithm can reduce the temperature of solar arrays by up to 19°C relative to that in which no heat pipe was used. It was observed that an efficiency ratio enhancement is 10.4% for the solar panels of optimum configuration. The optimization could significantly reduce the temperature of the satellite internal equipment.
کلیدواژه‌های انگلیسی مقاله ماهواره,لوله حرارتی,سلول خورشیدی,بازده,الگوریتم ژنتیک
نویسندگان مقاله مهرداد خسروی |
دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی اصفهان، اصفهان، ایران

سعید صالحی |
دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه تهران، تهران، ایران

مهدی حسینی‌آبادشاپوری |
دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی شریف، تهران، ایران

مجتبی طالع‌زاری |
دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه تهران، تهران، ایران

محسن عابدی |
دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران

نشانی اینترنتی https://mme.modares.ac.ir/article_10622_385c3bda519a454dfc5a2d144e95e18a.pdf
فایل مقاله فایلی برای مقاله ذخیره نشده است
کد مقاله (doi)
زبان مقاله منتشر شده fa
موضوعات مقاله منتشر شده
نوع مقاله منتشر شده
برگشت به: صفحه اول پایگاه   |   نسخه مرتبط   |   نشریه مرتبط   |   فهرست نشریات