John A. Duffie, William A. Beckman Pengarang

Rekayasa Surya dari Proses Termal. Edisi keempat ini menekankan desain dan analisis tata surya menggunakan simulasi. Desain banyak sistem yang menggunakan sumber energi konvensional (mis., Minyak, gas, dan listrik) menggunakan kondisi lingkungan terburuk - pikirkan sistem pemanas gedung. Jika sistem dapat mempertahankan suhu bangunan selama periode terdingin, ia akan mampu menangani semua kondisi yang tidak terlalu parah. Yang pasti, bahkan membangun sistem pemanas sekarang menggunakan simulasi selama fase desain. Selain membuat bangunan nyaman selama kondisi terburuk, berbagai pilihan desain dapat dibuat untuk mengurangi penggunaan energi tahunan. Edisi ini dan sebelumnya dari buku ini menggambarkan TRNSYS (diucapkan Tran-sis), program simulasi sistem umum (lihat Bab 19). Seperti semua sistem pemanas dan pendingin ruangan, tata surya dapat dianggap sebagai kumpulan komponen. TRNSYS memiliki ratusan model komponen, dan bahasa TRNSYS digunakan untuk menghubungkan komponen bersama untuk membentuk suatu sistem. Mengikuti Pendahuluan untuk Edisi Pertama adalah Pendahuluan di mana program TRNSYS siap pakai (disebut CombiSys) dijelaskan yang mensimulasikan rumah yang dipanaskan dengan matahari dengan air panas domestik yang dipanaskan dengan matahari. TRANSED, program front-end untuk TRNSYS digunakan sehingga tidak perlu belajar bagaimana mengembangkan model TRNSYS untuk menjalankan CombiSys. CombiSys dapat diunduh secara bebas dari situs web John Wiley (http://www.wiley.com/go/solarengineering4e). CombiSys menyediakan jendela input tempat berbagai pilihan desain dapat dipilih (mis., Jenis dan desain kolektor, ukuran tangki penyimpanan, orientasi kolektor, dan berbagai pilihan lainnya). Serangkaian masalah simulasi (diidentifikasi dengan awalan ‘’ S ’diikuti oleh nomor bab dan kemudian nomor masalah) telah ditambahkan ke masalah standar banyak bab. Masalah ‘‘ S0 ’(yaitu, Bab 0, Pendahuluan) mengharuskan menjalankan CombiSys dan menjawab pertanyaan umum yang mungkin memerlukan keseimbangan energi dan melakukan perhitungan ekonomi sederhana. Saat topik baru dibahas dalam teks ini, masalah 'S' baru diperkenalkan, seringkali dengan tujuan untuk menduplikasi beberapa aspek CombiSys. Dengan pendekatan ini diharapkan bahwa siswa akan memahami cara kerja program simulasi dan dibuat sadar mengapa topik tertentu diperkenalkan dan dibahas dalam teks. Tujuan mempelajari dan memahami topik apa pun dalam rekayasa adalah untuk membuat sistem berikutnya lebih baik daripada yang terakhir. Bagian I dalam penelitian tata surya ini berisi 11 bab yang ditujukan untuk memahami pengoperasian komponen (mis. Matahari, kolektor, sistem penyimpanan, beban, dll.). Hasil bab-bab awal ini adalah model matematika yang memungkinkan perancang untuk memperkirakan kinerja komponen (dalam bahasa TRNSYS, output) untuk serangkaian kondisi komponen tertentu (yaitu, input TRNSYS). Sangat mudah untuk menganggap kolektor, tangki penyimpanan, susunan fotovoltaik, dan baterai sebagai komponen, tetapi di sini bahkan matahari dan ekonomi diperlakukan sebagai komponen. Komponen matahari memanipulasi data radiasi matahari yang tersedia (umumnya diukur tetapi kadang-kadang diperkirakan) untuk mendapatkan data radiasi matahari yang diperlukan pada permukaan yang berorientasi sewenang-wenang dan dalam interval waktu yang diinginkan. Skala waktu dari data solar yang dilaporkan berkisar dari beberapa detik hingga tahunan. Kadang-kadang kita bahkan perlu memperkirakan energi matahari dalam interval panjang gelombang. Data radiasi matahari terukur yang tersedia biasanya adalah tingkat energi (mis., Daya) dari yang ditentukan dan mudah. Solar Engineering of Thermal Processes. This fourth edition emphasizes solar system design and analysis using simulations. The design of many systems that use conventional energy sources (e.g., oil, gas, and electricity) use a worst-case environmental condition—think of a building heating system. If the system can maintain the building temperature during the coldest period, it will be able to handle all less severe conditions. To be sure, even building heating systems are now using simulations during the design phase. In addition to keeping the building comfortable during the worst conditions, various design choices can be made to reduce annual energy use. This and earlier editions of this book describe TRNSYS (pronounced Tran-sis), a general system simulation program (see Chapter 19). Like all heating and air conditioning systems, a solar system can be thought of as a collection of components. TRNSYS has hundreds of component models, and the TRNSYS language is used to connect the components together to form a system. Following the Preface to the First Edition is the Introduction where a ready-made TRNSYS program (called CombiSys) is described that simulates a solar-heated house with solar-heated domestic hot water. TRANSED, a front-end program for TRNSYS is used so it is not necessary to learn how to develop TRNSYS models to run CombiSys. CombiSys can be freely downloaded from the John Wiley website (http://www.wiley.com/go/solarengineering4e). CombiSys provides an input window where various design options can be selected (e.g., the collector type and design, storage tank size, collector orientation, and a variety of other choices). A series of simulation problems (identified with a prefix ‘‘S’’ followed by a chapter number and then a problem number) have been added to the standard problems of many chapters. The ‘‘S0’’ problems (that is, Chapter 0, the Introduction) require running CombiSys and answering general questions that may require performing energy balances and doing simple economic calculations. As new topics are discussed in this text new ‘‘S’’ problems are introduced, often with the objective to duplicate some aspect of CombiSys. With this approach it is hoped that the student will understand the inner workings of a simulation program and be made aware of why certain topics are introduced and discussed in the text. The purpose of studying and understanding any topic in engineering is to make the next system better than the last. Part I in this study of solar systems contains 11 chapters devoted to understanding the operation of components (e.g., the sun, collectors, storage systems, loads, etc.). The results of these early chapters are mathematical models that allow the designer to estimate component performance (in the TRNSYS language, the outputs) for a given set of component conditions (i.e., TRNSYS inputs). It is easy to think of collectors, storage tanks, photovoltaic arrays, and batteries as components, but here even the sun and economics are treated as components. The sun component manipulates the available (generally measured but sometimes estimated) solar radiation data to obtain the needed solar radiation data on an arbitrarily oriented surface and in a desired time interval. The time scale of reported solar data ranges from a few seconds to yearly. Sometimes we even need to estimate the solar energy in a wavelength interval. The available measured solar radiation data is typically energy rates (i.e., power) from a specified and easily.