Εκτίμηση απόδοσης και χαρακτηριστική εξίσωση συστήματος παραβολικής γεωμετρίας
Βασική παράμετρος είναι η θέση του ήλιου και επιπλέον, η ζητούμενη εξίσωση θα πρέπει να έχει τη δυνατότητα να καλύπτει μεγάλο εύρος συνθηκών ακτινοβολίας και θερμοκρασίας περιβάλλοντος.
Ειδικότερα, η επιθυμητή εξίσωση θα πρέπει να χαρακτηρίζει τη συνολική απόδοση των συλλεκτών με τρόπο συμβατό με τον πειραματικό προσδιορισμό των δυνατοτήτων, όσο αφορά την αποδιδόμενη ενέργεια, των συγκεντρωτικών συστημάτων.
Στις παρακάτω εικόνες παρουσιάζεται μια κατακόρυφη τομή με την πορεία των ακτίνων και τα βασικά γεωμετρικά μεγέθη του συλλέκτη που εμπλέκονται στην οπτική και θερμική μοντελοποίηση (αριστερά).
Επίσης, σχηματικά αποτυπώνονται (δεξιά) οι θερμοροές, προς και από το εργαζόμενο ρευστό, που καθορίζουν την συμπεριφορά και την απόδοση του συλλέκτη, και συγκεκριμένα η κατανομή της προσπίπτουσας ακτινοβολίας
κατά την περίμετρο της απορροφητικής επιφάνειας (με κόκκινο), καθώς και οι απώλειες προς το περιβάλλον.
Εκτός από τις θερμικές απώλειες, στο μοντέλο λαμβάνονται υπόψη και οι απώλειες στα άκρα του συλλέκτη (με απώλεια μήκους του δέκτη lendl, όπως φαίνεται στην παρακάτω εικόνα),
καθώς και αυτές που οφείλονται στην μεταβολή της γωνίας πρόσπτωσης της ηλιακής ακτινοβολίας. Η διερεύνηση θεωρεί συγκεκριμένα ότι οι συνολικές απώλειες του συλλέκτη εκφράζονται από μια εξίσωση της μορφής :
Η εξίσωση αυτή περιλαμβάνει, εκτός από τις θερμικές απώλειες που εκφράζονται από τους τρεις τελευταίους όρους, και τις απώλειες στα άκρα της ανακλαστικής επιφάνειας μέσω του συντελεστή nendl στον πρώτο όρο,
καθώς και τον συντελεστή γωνίας πρόσπτωσης kb.
Στόχος της προσομοίωσης είναι η αναζήτηση των κατάλληλων συντελεστών α1, α2 …με σύγκριση με πειραματικά δεδομένα ώστε μελλοντικά να είναι δυνατή η χρήση της εξίσωσης για ακριβή εκτίμηση των απωλειών και, κατά συνέπεια, της απόδοσης του συλλέκτη με χρήση μεγεθών που μπορούν να μετρηθούν εύκολα κατά την λειτουργία του.
Εκτός από τις θερμικές απώλειες, στο μοντέλο λαμβάνονται υπόψη και οι απώλειες στα άκρα του συλλέκτη (με απώλεια μήκους του δέκτη lendl, όπως φαίνεται στην παρακάτω εικόνα), καθώς και αυτές που οφείλονται στην μεταβολή της γωνίας πρόσπτωσης της ηλιακής ακτινοβολίας. Η διερεύνηση θεωρεί συγκεκριμένα ότι οι συνολικές απώλειες του συλλέκτη εκφράζονται από μια εξίσωση της μορφής :
Η εξίσωση αυτή περιλαμβάνει, εκτός από τις θερμικές απώλειες που εκφράζονται από τους τρεις τελευταίους όρους, και τις απώλειες στα άκρα της ανακλαστικής επιφάνειας μέσω του συντελεστή nendl στον πρώτο όρο, καθώς και τον συντελεστή γωνίας πρόσπτωσης kb.
Στόχος της προσομοίωσης είναι η αναζήτηση των κατάλληλων συντελεστών α1, α2 …με σύγκριση με πειραματικά δεδομένα ώστε μελλοντικά να είναι δυνατή η χρήση της εξίσωσης για ακριβή εκτίμηση των απωλειών και, κατά συνέπεια, της απόδοσης του συλλέκτη με χρήση μεγεθών που μπορούν να μετρηθούν εύκολα κατά την λειτουργία του.