A study of the effect of diffuse solar radiation on the performance of a parabola dome solar dryer

Abstract

The objective of this research is to study the effect of diffuse solar radiation on the parabola dome solar dryer using mathematical modeling. The model is based on heat transfer equations which consider the thermophysical properties. The solution of the model is solved using the finite difference method and using a Compaq Visual Fortran 6.6 for the numerical method. Validation of the model was carried out by comparing the simulation results calculated of the air temperature inside the dryer from the model and the results obtained from the experiments. The results were found that both results were in good agreement with R2 = 0.8281 and 0.9624, MBE = 0.7780°C and 0.8330°C, and RMSE = 1.0739°C and 0.9283°C respectively. Additionally, the researchers predicted the air temperature inside the dryer using the weather data of the Northern Meteorological Station (Chiang Mai Province), the Northeast Meteorological Station (Ubon Ratchathani Province), and the Southern Meteorological Station (Songkhla Province), between the simulation results were found that the highest thermal efficiency of the dryer was between 12:00 – 14:00 PM.

งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาผลกระทบของรังสีกระจายต่อเครี่องอบแห้งพลังงานแสงอาทิตย์แบบพาราโบลาโดยการสร้างแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ โดยแบบจำลองนี้จะพิจารณาถึงคุณสมบัติทางอุณหพลศาสตร์ของเครื่องอบแห้งและเขียนให้อยู่ในรูปของสมการการถ่ายเทความร้อน และหาผลเฉลยทางคณิตศาสตร์ด้วยวิธีการผลต่างจำกัด (finite difference method) โดยใช้โปรแกรมคอมพิวเตอร์ซึ่งเขียนด้วยภาษาฟอร์แทรน (Fortran) จากนั้นได้ตรวจสอบความถูกต้องของแบบจำลองโดยนำผลจากการจำลองแบบของอุณหภูมิอากาศภายในเครื่องอบแห้งเปรียบเทียบกับผลที่ได้จากการทดลอง พบว่าผลลัพธ์ที่ได้มีความสอดคล้องกันดี โดยมีค่าสัมประสิทธิ์การอธิบาย (R2) เท่ากับ 0.8281 และ 0.9624 ตามลำดับ ค่าความคลาดเคลื่อนเฉลี่ย (MAE) เท่ากับ 0.7780°C และ 0.8330°C ตามลำดับ และค่ารากที่สองของค่าเฉลี่ยความผิดพลาดกำลังสอง (RMSE) เท่ากับ 1.0739°C และ 0.9283°C ตามลำดับ นอกจากนี้นอกจากนี้ผู้วิจัยได้ทำนายอุณหภูมิอากาศภายในเครื่องอบแห้งพลังงานแสงอาทิตย์แบบพาราโบลาโดยใช้ข้อมูลสภาพอากาศของ สถานีอุตุนิยมวิทยาทางภาคเหนือ (จังหวัดเชียงใหม่) สถานีอุตุยนิยมวิทยาทางภาคตะวันออกเฉียงเหนือ (จังหวัดอุบลราชธานี) และสถานีอุตุนิยมวิทยาทางภาคใต้ (จังหวัดสงขลา) ซึ่งผลจากการจำลองแบบ พบว่าประสิทธิภาพในการทำความร้อนสูงสุดอยู่ในช่วง 12:00 – 14:00 น.