Optimization Design of Key Parameters of Solar Flat Panel Solar Collector’s Own Structure Based on PYTHON
Authors: Xiong Q. , Bazhanov A. , Lu J. , Zhang Q. , Sun Ch. , Zhou Y. 
Published: August 2022

Combined with domestic and foreign literature, the research progress, key parameters and existing problems of flat-panel solar collectors are analyzed. On this basis, the thermal efficiency of flat-panel solar collectors is studied by means of experiments and numerical simulations. This paper introduces and analyzes the structural characteristics of flat-panel solar collectors. Based on the structural characteristics of flat-panel solar energy and research at home and abroad, the influence of the structural parameters of each flat-panel solar collector on the collector performance was studied. According to the heat transfer process and structural characteristics of the collector, the heat energy equation of the collector is established, and the calculation process of the heat loss of the collector is simplified according to the existing research, and the calculation of the heat loss coefficient is an empirical formula. In order to facilitate the experimental study, an efficiency factor and a heat transfer factor are introduced, and the temperature of the fluid at the inlet of the collector is used to replace the surface temperature of the heat-absorbing plate, which is difficult to measure. The calculation program is used to obtain the influence data of each key parameter of the collector on the thermal efficiency and use Origin to process the data to visualize the influence of each parameter on the thermal efficiency. On this basis, a variance analysis method is proposed to optimize the collector. Based on the PYTHON software, the calculation program is written according to the variance analysis method, and the key parameters that will greatly affect the instantaneous efficiency of the collector are combined in pairs, and the optimal collector parameter combination corresponding to the maximum instantaneous efficiency is studied. This research has a certain guiding effect on the utilization of solar energy.

На основе литературных данных проанализированы ход исследований, основные параметры и существующие проблемы плоскопанельных солнечных коллекторов. Исходя из этого, тепловой КПД плоских солнечных коллекторов изучается с помощью экспериментов и численного моделирования. В статье представлены и проанализированы структурные характеристики плоских солнечных коллекторов. На основе структурных характеристик плоскопанельной солнечной энергии и исследований было изучено влияние структурных параметров каждого плоскопанельного солнечного коллектора на производительность коллектора. В соответствии с процессом теплопередачи и конструктивными характеристиками коллектора устанавливается уравнение тепловой энергии коллектора, а процесс расчета тепловых потерь коллектора упрощается в соответствии с существующими исследованиями, а расчет коэффициента тепловых потерь является эмпирической формулой. Для облегчения экспериментального исследования вводятся коэффициент полезного действия и коэффициент теплоотдачи, а температура жидкости на входе в коллектор используется вместо температуры поверхности теплопоглощающей пластины, которую трудно измерить. Программа расчета используется для получения данных о влиянии каждого ключевого параметра коллектора на тепловую эффективность и использует Origin для обработки данных для визуализации влияния каждого параметра на тепловую эффективность. На этой основе предлагается метод дисперсионного анализа для оптимизации коллектора. На основе программного обеспечения PYTHON программа расчета написана в соответствии с методом дисперсионного анализа, а ключевые параметры, которые будут сильно влиять на мгновенную эффективность коллектора объединены попарно, а оптимальная комбинация параметров коллектора, соответствующая максимальной мгновенной эффективности, изучалась. Это исследование имеет определенное направляющее влияние на использование солнечной энергии.