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• CFD analysis of CPC solar collector
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L'obiettivo della tesi è lo studio mediante CFD della fluidodinamica interna di un collettore solare termico parabolico composto (CPC) a bassa concentrazione. Il modello, reperito dalla letteratura specializzata, è stato analizzato utilizzando il solutore ai volumi finiti ANSYS Fluent che consente il calcolo del calore disperso dal ricevitore e l'analisi dei campi di moto e di temperatura. Nella prima parte del presente lavoro viene fornita un'introduzione al problema analizzando i fenomeni che caratterizzano la radiazione solare ed effettuando una panoramica sulle tecnologie per la conversione dell’energia solare. La seconda parte presenta un'analisi approfondita del modello CFD utilizzato, con un'attenta descrizione dei passaggi da effettuare durante il setting delle simulazioni numeriche. Nella terza parte si confrontano diversi modelli di collettori solari CPC, al variare della posizione del ricevitore piano e della geometria, e si valutano alcune soluzioni tecniche per la riduzione delle perdite termiche convettive del ricevitore. La quarta e ultima parte traccia le conclusioni e fornisce indicazioni per possibili sviluppi futuri.

The aim of this thesis is the CFD study of the internal fluid dynamics of thermal solar collector with a compound parabolic concentrator (CPC) at low concentration. The model, found by the literature, has been analyzed using the finite volume solver ANSYS Fluent that allows calculation of the waste heat from receiver and the analysis of temperature and motion fields. The first part of this paper provides an introduction to the problem by analyzing the phenomena that characterize the solar radiation and making an overview of solar energy conversion systems. The second part contains a detailed analysis of the CFD model, with a careful description of the steps to be performed during the setting of the numerical simulations. The third part compares different models of CPC solar collectors, varying the position of the flat receiver and the geometry, and evaluates some technical solutions to reduce convective heat losses from the receiver. The fourth and final part draws the conclusions and provides guidance for future developments.