Оцінка довговічності матеріалу відбивача для концентрованої сонячної енергії на основі впливу навколишнього середовища та випробування на прискорене старіння

Автор(и)

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2022.265678

Ключові слова:

прискорене старіння, концентрована сонячна енергія, матеріал відбивача, сольовий туман, забруднення

Анотація

Довговічність рефлектора є важливою для підтримки належного фото-теплового перетворення в концентрованих сонячних електростанціях. У цьому дослідженні оцінюється вплив довкілля та прискореного старіння матеріалу відбивача. Дослідження проводиться для оцінки стійкості матеріалу відбивача до впливу навколишнього середовища та випробувань на прискорене старіння. Оцінка проводиться з використанням чотирьох різних матеріалів відбивача, які зазвичай використовуються в концентрованій сонячній енергії: дзеркало з нержавіючої сталі та срібного скла (твердотільний відбивач), алюміній та посріблена полімерна плівка (листовий відбивач). Випробування на довкілля та прискорене старіння проводиться протягом 1080 годин відповідно до стандартів ISO 8565:2011 та ASTM B117–11. Втрата маси після впливу використовується як зразок для визначення швидкості корозії для кожного відбивача. Подальше спостереження проводиться з використанням світлового мікроскопа для спостереження за ефектом опромінення на поверхні рефлектора. Кожен відбивач показує різну швидкість корозії, що передбачає різну стійкість до атмосферних впливів кожного типу відбивача. Найвища швидкість корозії спостерігається на алюмінієвій плівці зі значенням 295,8 г/м2 на рік. Випробування на прискорене старіння в нейтральному сольовому тумані показує, що металевий відбивач має більш високу швидкість корозії порівняно з дзеркалом із срібного скла, в якому як верхнє покриття використовується діоксид кремнію. Спостереження під мікроскопом показує, що відповідний захист дзеркала із срібного скла від забруднень в основному обумовлена наявністю діоксиду кремнію. на верхній поверхні цього відбивача. Оцінка показує, що можна розробити відповідне покриття захисту відбивача. Крім того, чітко простежується механізм корозії, що можна віднести до синтезу нового матеріалу, що відбиває, стійкого до впливу навколишнього середовища і солей.

Спонсор дослідження

  • The authors were grateful to Universitas Pancasila as being the funder of research under internal grant funding.

Біографії авторів

Budhi Muliawan Suyitno, Universitas Pancasila

Doctor of Mechanical Engineering, Associate Professor

Department of Mechanical Engineering

Reza Abdu Rahman, Universitas Pancasila

Master of Mechanical Engineering, Assistant Professor

Department of Mechanical Engineering

Hendri Sukma, Universitas Pancasila

Master of Mechanical Engineering, Associate Professor

Department of Mechanical Engineering

Dwi Rahmalina, Universitas Pancasila

Doctor of Mechanical Engineering, Professor

Department of Mechanical Engineering

Посилання

  1. Kozlov, I., Kovalchuk, V., Klymchuk, O., Dorozh, O., Sigal, A., Aksyonova, I., Elkin, Y. (2022). Assessing the Region'S Energy Provision. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 2 (8 (116)), 13–20. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2022.255740
  2. Ismail, I., Mulyanto, A. T., Rahman, R. A. (2022). Development of free water knock-out tank by using internal heat exchanger for heavy crude oil. EUREKA: Physics and Engineering, 4, 77–85. doi: https://doi.org/10.21303/2461-4262.2022.002502
  3. Tsoy, A., Titlov, O., Granovskiy, A., Koretskiy, D., Vorobyova, O., Tsoy, D., Jamasheva, R. (2022). Improvement of refrigerating machine energy efficiency through radiative removal of condensation heat. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 1 (8 (115)), 35–45. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2022.251834
  4. Petrivskyi, V., Shevchenko, V., Yevseiev, S., Milov, O., Laptiev, O., Bychkov, O. et al. (2022). Development of a modification of the method for constructing energy-efficient sensor networks using static and dynamic sensors. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 1 (9 (115)), 15–23. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2022.252988
  5. Ismail, I., Rahman, R. A., Haryanto, G., Pane, E. A. (2021). The Optimal Pitch Distance for Maximizing the Power Ratio for Savonius Turbine on Inline Configuration. International Journal of Renewable Energy Research, 11 (2), 595–599. Available at: https://www.ijrer.org/ijrer/index.php/ijrer/article/view/11862/pdf
  6. Rahmalina, D., Rahman, R. A., Ismail. (2022). Increasing the rating performance of paraffin up to 5000 cycles for active latent heat storage by adding high-density polyethylene to form shape-stabilized phase change material. Journal of Energy Storage, 46, 103762. doi: https://doi.org/10.1016/j.est.2021.103762
  7. Wiyono, A., Saw, L. H., Anggrainy, R., Husen, A. S., Purnawan, Rohendi, D. et al. (2021). Enhancement of syngas production via co-gasification and renewable densified fuels (RDF) in an open-top downdraft gasifier: Case study of Indonesian waste. Case Studies in Thermal Engineering, 27, 101205. doi: https://doi.org/10.1016/j.csite.2021.101205
  8. Gandidi, I. M., Wiyono, A., Berman, E. T., Pambudi, N. A. (2019). Experimental upgrading of liquid crude oil obtained from calophyllum inophyllum by two-stage pyrolysis. Case Studies in Thermal Engineering, 16, 100544. doi: https://doi.org/10.1016/j.csite.2019.100544
  9. Mohamad, K., Ferrer, P. (2019). Parabolic trough efficiency gain through use of a cavity absorber with a hot mirror. Applied Energy, 238, 1250–1257. doi: https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2019.01.163
  10. Rahman, R. A., Lahuri, A. H., Ismail, I. (2023). Thermal stress influence on the long-term performance of fast-charging paraffin-based thermal storage. Thermal Science and Engineering Progress, 37, 101546. doi: https://doi.org/10.1016/j.tsep.2022.101546
  11. Rahmalina, D., Adhitya, D. C., Rahman, R. A., Ismail, I. (2021). Improvement the performance of composite PCM paraffin-based incorporate with volcanic ash as heat storage for low-temperature application. EUREKA: Physics and Engineering, 1, 53–61. doi: https://doi.org/10.21303/2461-4262.2022.002055
  12. Adanta, D., Syofii, I., Sari, D., Wiyono, A. (2022). Performance of Pico Scale Turgo Turbine in Difference the Nozzle Diameter. International Journal of Fluid Machinery and Systems, 15 (1), 130–136. doi: https://doi.org/10.5293/ijfms.2022.15.1.130
  13. Fernández-García, A., Sutter, F., Fernández-Reche, J., Lüpfert, E. (2017). Mirrors. The Performance of Concentrated Solar Power (CSP) Systems, 67–98. doi: https://doi.org/10.1016/b978-0-08-100447-0.00003-1
  14. Zhu, G., Kearney, D., Mehos, M. (2014). On characterization and measurement of average solar field mirror reflectance in utility-scale concentrating solar power plants. Solar Energy, 99, 185–202. doi: https://doi.org/10.1016/j.solener.2013.11.009
  15. Asselineau, C.-A., Zapata, J., Pye, J. (2015). Integration of Monte-Carlo ray tracing with a stochastic optimisation method: application to the design of solar receiver geometry. Optics Express, 23 (11), A437. doi: https://doi.org/10.1364/oe.23.00a437
  16. Sutter, F., Montecchi, M., von Dahlen, H., Fernández-García, A., Röger, M. (2018). The effect of incidence angle on the reflectance of solar mirrors. Solar Energy Materials and Solar Cells, 176, 119–133. doi: https://doi.org/10.1016/j.solmat.2017.11.029
  17. Usmani, B., Dixit, A. (2016). Impact of corrosion on microstructure and mechanical properties of ZrOx/ZrC-ZrN/Zr absorber–reflector tandem solar selective structures. Solar Energy Materials and Solar Cells, 157, 733–741. doi: https://doi.org/10.1016/j.solmat.2016.07.019
  18. Sutter, F., Meyen, S., Fernández-García, A., Heller, P. (2016). Spectral characterization of specular reflectance of solar mirrors. Solar Energy Materials and Solar Cells, 145, 248–254. doi: https://doi.org/10.1016/j.solmat.2015.10.030
  19. Sutter, F., Fernández-García, A., Wette, J., Reche-Navarro, T. J., Martínez-Arcos, L. (2019). Acceptance criteria for accelerated aging testing of silvered-glass mirrors for concentrated solar power technologies. Solar Energy Materials and Solar Cells, 193, 361–371. doi: https://doi.org/10.1016/j.solmat.2019.01.008
  20. Sutter, F., Fernández-García, A., Wette, J., Wiesinger, F. (2017). Assessment of durability and accelerated aging methodology of solar reflectors. The Performance of Concentrated Solar Power (CSP) Systems, 169–201. doi: https://doi.org/10.1016/b978-0-08-100447-0.00006-7
  21. Azouzoute, A., Merrouni, A. A., Garoum, M., Bennouna, E. G. (2020). Soiling loss of solar glass and mirror samples in the region with arid climate. Energy Reports, 6, 693–698. doi: https://doi.org/10.1016/j.egyr.2019.09.051
  22. Wiesinger, F., Sutter, F., Fernández-García, A., Wette, J., Wolfertstetter, F., Hanrieder, N. et al. (2020). Sandstorm erosion on solar reflectors: Highly realistic modeling of artificial aging tests based on advanced site assessment. Applied Energy, 268, 114925. doi: https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2020.114925
  23. Bellos, E., Tzivanidis, C. (2020). Solar concentrating systems and applications in Greece – A critical review. Journal of Cleaner Production, 272, 122855. doi: https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2020.122855
  24. Wang, Y., Potter, D., Asselineau, C.-A., Corsi, C., Wagner, M., Caliot, C. et al. (2020). Verification of optical modelling of sunshape and surface slope error for concentrating solar power systems. Solar Energy, 195, 461–474. doi: https://doi.org/10.1016/j.solener.2019.11.035
  25. Sattler, J. C., Röger, M., Schwarzbözl, P., Buck, R., Macke, A., Raeder, C., Göttsche, J. (2020). Review of heliostat calibration and tracking control methods. Solar Energy, 207, 110–132. doi: https://doi.org/10.1016/j.solener.2020.06.030
  26. Hijazi, H., Mokhiamar, O., Elsamni, O. (2016). Mechanical design of a low cost parabolic solar dish concentrator. Alexandria Engineering Journal, 55 (1), 1–11. doi: https://doi.org/10.1016/j.aej.2016.01.028
  27. Dey, T., Naughton, D. (2019). Nano-porous sol-gel derived hydrophobic glass coating for increased light transmittance through greenhouse. Materials Research Bulletin, 116, 126–130. doi: https://doi.org/10.1016/j.materresbull.2019.04.027
  28. Kennedy, C. E., Terwilliger, K. (2005). Optical Durability of Candidate Solar Reflectors. Journal of Solar Energy Engineering, 127 (2), 262–269. doi: https://doi.org/10.1115/1.1861926
  29. Weinstein, L. A., Loomis, J., Bhatia, B., Bierman, D. M., Wang, E. N., Chen, G. (2015). Concentrating Solar Power. Chemical Reviews, 115 (23), 12797–12838. doi: https://doi.org/10.1021/acs.chemrev.5b00397
  30. Alex, S., Kumar P, R., Chattopadhyay, K., Barshilia, H. C., Basu, B. (2019). Thermally evaporated Cu–Al thin film coated flexible glass mirror for concentrated solar power applications. Materials Chemistry and Physics, 232, 221–228. doi: https://doi.org/10.1016/j.matchemphys.2019.04.078
Оцінка довговічності матеріалу відбивача для концентрованої сонячної енергії на основі впливу навколишнього середовища та випробування на прискорене старіння

##submission.downloads##

Опубліковано

2022-12-30

Як цитувати

Suyitno, B. M., Rahman, R. A., Sukma, H., & Rahmalina, D. (2022). Оцінка довговічності матеріалу відбивача для концентрованої сонячної енергії на основі впливу навколишнього середовища та випробування на прискорене старіння. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 6(12 (120), 22–29. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2022.265678

Номер

Том 6 № 12 (120) (2022): Матеріалознавство

Розділ

Матеріалознавство

Ліцензія

Авторське право (c) 2022 Budhi Muliawan Suyitno, Reza Abdu Rahman, Hendri Sukma, Dwi Rahmalina

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.

Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.