Optimizing Solar Thermal Output: A Comparative Study of Flat-Plate

Abstract

This thesis investigates the enhancement of flat-plate solar collector performance using recycled aluminum shavings integrated into the absorber surface. Three collector prototypes were experimentally tested under natural and forced convection conditions: a reference collector, a collector with 20 g of aluminum shavings, and a collector with 40 g of aluminum shavings. The results showed that the addition of aluminum shavings improved heat transfer and thermal efficiency. Prototype 3 (40 g) achieved the best thermal performance and the highest efficiency under both operating modes. The study demonstrates that recycled aluminum shavings provide a simple, economical, and effective solution for improving solar collector performance. Keywords: Solar energy, Flat-plate solar collector, Thermal efficiency, Aluminum shavings, Heat transfer. تهدف هذه المذكرة إلى دراسة تحسين الأداء الحراري للمجمعات الشمسية المسطحة باستعمال برادة الألمنيوم المعاد تدويرها على سطح الماص. تم اختبار ثلاثة نماذج تجريبياً تحت الحمل الطبيعي والحمل القسري: نموذج مرجعي، ونموذج يحتوي على 20 غ من برادة الألمنيوم، ونموذج يحتوي على 40 غ. أظهرت النتائج أن إضافة برادة الألمنيوم ساهمت في تحسين انتقال الحرارة ورفع الكفاءة الحرارية. كما حقق النموذج الثالث (40 غ) أفضل أداء حراري وأعلى كفاءة مقارنة ببقية النماذج. تؤكد الدراسة أن استخدام برادة الألمنيوم المعاد تدويرها يمثل حلاً بسيطاً واقتصادياً وفعالاً لتحسين أداء المجمعات الشمسية. الكلمات المفتاحية: الطاقة الشمسية، المجمع الشمسي المسطح، الكفاءة الحرارية، برادة الألمنيوم، انتقال الحراري