Energy storage materials have the potential to improve the performance of thermal systems due to their excellent thermo-physical properties. Different energy storage materials have been tested for different thermal systems and found adequate to improve their thermal performance. Present work focuses, (i) on the development of two different composite energy storage materials (CESM) by mixing graphite black powder (obtained from lithium batteries cells) in paraffin wax and coconut oil, and (ii) testing of these materials for solar space heating inside the two similar air heating systems namely, Model-2 and Model-3. Air heating trials have been conducted on four different configurations by placing CESM-filled containers on the absorber of the tested heaters. Results of natural and forced convective operations have been compared with a similar conventional air heater (Model-1) and also to some other relevant works on air heating systems. Results revealed that Model-3 is the best model. For this system, improved heat transfer was observed at 356.20 W/m2.K, thermal efficiency was observed at about 78.8%, overall heat loss was computed at 5.91 W/m2.K and maximum exhaust air temperature was observed at about 322.05 K. The cost of Model-3 was about $51.14 (₹ 4110 in Indian currency). Model-3 can be easily developed and used for air heating and drying operations under mild cold climate conditions.

Abstract This paper deals with the investigation of N identical compound parabolic concentrator evacuated tubular collector included single slope solar desalting unit (N‐CPC‐ETC‐SSU) by incorporating energy metrics for solving contemporary issue of water scarcity in the society. It will contribute to the sustainable development of society and recede the dependency on fossil fuels, too. The energy metrics investigation is important for energy system because it talks about the feasibility of the system. The methodology consists of getting fundamental equations from energy balance equations. All fundamental equations with relevant data are fed to the code developed in MATLAB followed by the computation of overall energy and exergy. All types of climatic situations have been considered for the analysis. Data required for the same are accessed from IMD, Pune, India. The energy payback period, energy production factor, and life cycle conversion efficiency for N‐CPC‐ETC‐SSU have been calculated at eight number of collectors, 0.012 mass flow rate and 0.14 m water depth. Results of N‐CPC‐ETC‐SSU have been compared with results of SSU included with ETCs. Concludingly, energy payback period is lower by 6.41%, energy production factor is higher by 6.25% and exergy‐based life cycle conversion efficiency is higher by 96.39% for N‐CPC‐ETC‐SSU than N‐ETC‐SSU.

This paper presents a method for enhancing the efficiency of a solar air heater by applying artificial roughness to the absorber surface. The bottom side of the absorber plate is roughened by placing rectangular sectioned rib as turbulent promoters. The various arrangements of ribs with rectangular sections have been analyzed while altering Reynolds number from 4000 to 18000. The rectangular sectioned ribs' thermo hydraulic performance parameter (THPP) and energy efficiency with e/D= 0.015 (relative roughness height) and p/e=10 (relative roughness pitch) outperformed other configurations. The flow behavior and turbulent characteristics have been analyzed by velocity and turbulence kinetic energy contours. The exergetic efficiency of ribs having e/D=0.015 is higher than other ribs.