Покращення теплових характеристик непрямого плоского сонячного колектора в застосуванні сонячних водонагрівачів

Автор(и)

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2026.358842

Ключові слова:

сонячний колектор, бак для води, непряма система, електростанція, водонагрівач

Анотація

Об’єктом цього дослідження є процес теплопередачі, перетворення енергії та розподілу тепла через сонячні колектори в непрямих системах.

Проблема, яку необхідно вирішити, полягає в розробці стійких альтернатив, що працюють на відновлюваних джерелах енергії, таких як сонячна енергія. Досліджувалась система сонячного водонагрівача (SWH), що включає плоскі сонячні колектори (FPSC). Система покращує теплову продуктивність FPSC завдяки непрямій конфігурації замкнутого циклу. Вода з резервуара для гарячої води (HWT) циркулює через мідні труби FPSC за допомогою насоса, що живиться від сонячної електростанції, забезпечуючи безперервну передачу тепла та ефективну теплову продуктивність. Система працює зі швидкістю потоку 0,116 кг/с. Термопара типу K, підключена до реєстратора даних, реєструє температуру води на вході та виході HWT кожні 30 секунд. Окрім системи, особливість цього дослідження також зосереджена на матеріалі з фазовим переходом (PCM), який використовує маніт як акумулятор теплової енергії (TES), що буде використовуватися в хмарну або дощову погоду. Усе обладнання, таке як плунжерні насоси, нагрівачі для PCM, використовує сонячну електроенергію. Особливістю цього дослідження також є використання Інтернету речей (IoT) для визначення температури в баку сонячного водонагрівача. Результати випробувань показують максимальну теплову ефективність FPSC 72% та коефіцієнт продуктивності (COP) 10 при потужності насоса 100 Вт та поглиненій тепловій потужності 1000 Вт. Середня сонячна радіація коливалася від 850 до 950 Вт/м2. Ці результати демонструють потенціал цієї технології для ефективного задоволення потреб у гарячій воді для побутових потреб та її придатність для впровадження в тропічних регіонах.

Біографії авторів

Mochamad Sugiri, Universitas Pancasila

Doctor Candidate of Mechanical Engineering, Assistant Professor

Department of Mechanical Engineering

Budhi Muliawan Suyitno, Universitas Pancasila

Doctor of Mechanical Engineering, Professor

Department of Railway Engineering

Erlanda Augupta Pane, Universitas Pancasila

Master of Mechanical Engineering, Assistant Professor

Department of Mechanical Engineering

Gunadi Haryanto, Universitas Pancasila

Master of Electrical Engineering, Assistant Professor

Department of Electrical Engineering

Ismail Ismail, Universitas Pancasila

Doctor of Mechanical Engineering, Professor

Department of Mechanical Engineering

Посилання

  1. Syahbana, M. S. L., Kurniawan, Y., Ismail, I. (2024). Experimental Study on the Effect of Different HTF Discharges to Increase Efficiency of a Latent Heat Storage System Using a Spiral Coil Heat Exchanger with Different Fins. International Journal of Thermophysics, 45 (6). https://doi.org/10.1007/s10765-024-03373-9
  2. Waluyo, J., Dhewangga Putra, R. D., Chandra Adhitya, D., Rahman, R. A. (2025). Parametric operational analysis of hybrid thermo-electric/fluid-active thermal storage for domestic water heating system. Solar Energy Materials and Solar Cells, 286, 113575. https://doi.org/10.1016/j.solmat.2025.113575
  3. Gunjo, D. G., Mahanta, P., Robi, P. S. (2017). CFD and experimental investigation of flat plate solar water heating system under steady state condition. Renewable Energy, 106, 24–36. https://doi.org/10.1016/j.renene.2016.12.041
  4. Salman, B., Sanaa Hassan Obaid. (2025). Enhanced Performance of Flat Plate Solar Collector with Twisted Tape Double Cutting Rectangle Shape. Journal of Engineering and Sustainable Development, 29 (1), 68–78. https://doi.org/10.31272/jeasd.3128
  5. Pambudi, N. A., Nanda, I. R., Putri, A. E., Salsala, R. N., Aziz, M., Rudiyanto, B., Wiyono, A. (2024). An experimental investigation of various trickle collector structures to enhance solar water heater efficiency. Cleaner Engineering and Technology, 21, 100789. https://doi.org/10.1016/j.clet.2024.100789
  6. Naveenkumar, R., Venkateshkumar, R., Mohanavel, V., Franklin, C., Ismail, S. O., Ravichandran, M. et al. (2025). Recent developments in solar water heaters and solar collectors: A review on experimental and neural network analyses. Results in Engineering, 25, 104394. https://doi.org/10.1016/j.rineng.2025.104394
  7. Alwan, N. T., Majeed, M. H., Khudhur, I. M., Shcheklein, S. E., Ali, O. M., Yaqoob, S. J., Alayi, R. (2022). Assessment of the performance of solar water heater: an experimental and theoretical investigation. International Journal of Low-Carbon Technologies, 17, 528–539. https://doi.org/10.1093/ijlct/ctac032
  8. Dhairiyasamy, R., Rajendran, S., Khan, S. A., Aziz Alahmadi, A., Alwetaishi, M., Ağbulut, Ü. (2024). Enhancing thermal efficiency in flat plate solar collectors through internal barrier optimization. Thermal Science and Engineering Progress, 54, 102856. https://doi.org/10.1016/j.tsep.2024.102856
  9. Amirgaliyev, Y., Kunelbayev, M., Kalizhanova, A., Amirgaliyev, B., Kozbakova, A., Auelbekov, O., Kataev, N. (2019). Study of convective heat transfer in flat plate solar collectors. ITM Web of Conferences, 24, 1009. https://doi.org/10.1051/itmconf/20192401009
  10. Lin, X., Xia, Y., Cheng, Z., Liu, X., Fu, Y., Li, L., Zhou, W. (2024). Thermal Performance Analysis of Porous Foam-Assisted Flat-Plate Solar Collectors with Nanofluids. Sustainability, 16 (2), 693. https://doi.org/10.3390/su16020693
  11. Rashid, F. L., Al-Obaidi, M. A., Aljibori, H. S., Mohammed, H. I., Mahdi, A. J., Al-Rubaye, A. H. et al. (2025). Recent advancement in hybrid nanofluids used in flat plate solar collectors and future prospects. Ministry of Science and Technology, Vietnam, 67 (1). https://doi.org/10.31276/vjste.2024.0065
  12. Abduljleel, M. A., Yasin, N. J., Ghadhban, S. A., Soomro, S. A. (2024). Performance Improving for the Flat Plate Solar Collectors by Using Nanofluids: Review Study. Journal of Techniques, 6 (1), 52–68. https://doi.org/10.51173/jt.v6i1.1891
  13. Taupek, M. M. M., Awang, M., Ruddin, N. M. B., Hamidon, N., Ahmad, F., Lukiyanto, K. (2025). Performance Evaluation of Energy Collection Using Various Solar Flat Plate Collectors. International Journal of Research and Innovation in Social Science, IX (I), 4209–4220. https://doi.org/10.47772/ijriss.2025.9010328
  14. Kadam, T. V., Pakhare, S. Y., Godse, A. B. (2025). Performance analysis of solar thermal collectors: A comprehensive review. Measurement: Energy, 7, 100059. https://doi.org/10.1016/j.meaene.2025.100059
  15. Suyitno, B. M., Ismail, Rahman, R. A. (2023). Improving the performance of a small-scale cascade latent heat storage system by using gradual melting temperature storage tank. Case Studies in Thermal Engineering, 45, 103034. https://doi.org/10.1016/j.csite.2023.103034
  16. Chekerovska, M., Filkoski, R. (2015). Efficiency of liquid flat-plate solar energy collector with solar tracking system. Thermal Science, 19 (5), 1673–1684. https://doi.org/10.2298/tsci150427099c
  17. Anshori Hasibuan, A. I., Nurdin, R., Ismail, I., Rahman, R. A. (2025). Experimental evaluation of hybrid electric-heat operation for reliable residential water heating technology using photo-thermal system. Journal of Thermal Engineering, 11 (6), 1717–1728. https://doi.org/10.14744/thermal.0001027
Покращення теплових характеристик непрямого плоского сонячного колектора в застосуванні сонячних водонагрівачів

##submission.downloads##

Опубліковано

2026-04-29

Як цитувати

Sugiri, M., Suyitno, B. M., Pane, E. A., Haryanto, G., & Ismail, I. (2026). Покращення теплових характеристик непрямого плоского сонячного колектора в застосуванні сонячних водонагрівачів. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 2(8 (140), 41–49. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2026.358842

Номер

Том 2 № 8 (140) (2026): Енергозберігаючі технології та обладнання

Розділ

Енергозберігаючі технології та обладнання

Ліцензія

Авторське право (c) 2026 Mochamad Sugiri, Budhi Muliawan Suyitno, Erlanda Augupta Pane, Gunadi Haryanto, Ismail Ismail

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.