بخشی از مقاله
چکیده
نیروگاههای دودکش خورشیدی بهدلیل قابلیت تأمین توان الکتریکی بالا و همچنین سادگی تجهیزات بهکار رفته در آن، در آیندهی نزدیک مورد توجه متخصصین قرار گرفته و یکی از منابع تولید انرژی پاک - انرژی تجدیدپذیر- خواهد بود. با توجه به اهمیت دما در نیروگاههای دودکش خورشیدی و تأثیر مستقیم آن بر عملکرد دودکش خورشیدی، در این پژوهش پارامتر دما با استفاده از سه روش؛ تئوری، تجربی - با ساخت یک مدل آزمایشگاهی از این دودکش - و همچنین شبیهسازی آن با استفاده از نرمافزار فلوئنت، با یکدیگر مقایسه شده است.
شرایط آب و هوایی در نظر گرفته شده، مکان انجام آزمایش و دادههای اولیه، مربوط به شهر سنندج است. تعاریف، معادلات سیالاتی و انتقال حرارتی حاکم بر مدل و شرایط فیزیکی آن بیان شده است. در پایان تمامی دادهها و نتایج بهدست آمده با یکدیگر مقایسه شده و نتایج مورد تحلیل و بررسی قرار گرفته است. یافتههای پژوهش حاکی از آن است که، در اوسط روز که میزان تابش خورشید به بیشترین مقدار خود میرسد، دمای هوای زیر کلکتور افزایش داشته و با میزان تابش رابطه مستقیم دارد. در ساعات پایانی روز نیز بهدلیل استفاده از ذخیرهساز گرما، دمای هوای زیر کلکتور با شیب کمتری کاهش مییابد.
.1 مقدمه
محدودیت منابع فسیلی و پیامدهای حاصل از تغییرات زیست محیطی و آب و هوایی جهانی، و در کنار آن مسایل مرتبط با امنیت انرژی، لزوم استفاده از منابع انرژی جدید را در دهههای اخیر دو چندان کرده است. با توجه به اینکه ایران از نظر جغرافیایی و آبوهوایی جزو کشورهای گرم و خشک محسوب شده و در وضعیت خوبی به لحاظ دریافت انرژی خورشیدی قرار گرفته است، اما متأسفانه بهدلیل وجود نفت و گاز فراوان و نسبتاً ارزان، تاکنون به انرژی خورشید که سر منشأ همه انرژیها است، بیتوجهی یا کمتوجهی شده است و این انرژی پاک و مهم به دست فراموشی سپرده شده است.
همانطور که در شکل 1 نشان داده شده است، در ایران میزان تابش متوسط خورشیدی بین 1800 تا 2200 کیلووات ساعت بر مترمربع در سال تخمین زده شده است که البته بالاتر از میزان متوسط جهانی است. در ایران بهطور متوسط سالیانه بیش از 280 روز آفتابی گزارش شده است، که بسیار قابل توجه است .
بر اساس مطالعات صورت گرفته در این زمینه، بهترین مکان برای ساخت دودکش خورشیدی بیابان است . با توجه به اینکه در ایران بیابانها و دشتهای وسیع، گرم و خشک وجود دارد و - همانطور که در بالا نیز بدان اشاره شد - در طول سال از تشعشع کافی برخوردار هستند، کشور ما پتانسیل کافی برای ساخت دودکش خورشیدی را دارا می باشد.
شکل -1 نقشه میانگین تابش خورشیدی در ایران در سال [3] 1999-2011
بهطور کلی برای کاربرد روزافزون و فراگیری انرژیهای تجدیدپذیر برای استفاده گسترده، باید فناوری و تکنولوژی مورد استفاده در آن ساده و قابل اعتماد بوده و در کشورهای کمتر توسعه یافته مشکلات فنی زیادی به همراه نداشته باشد.همچنین باید حدالامکان استفاده از انرژی را به حداقل رساند؛ برای مثال از آب کمی برای خنککاری استفاده کرده و با محیطزیست سازگار و از مواد تجدیدپذیر ساخته شده باشد. در اینجا باید گفت که تکنولوژی دودکش خورشیدی دارای این شرایط است. بررسیهای اقتصادی انجام شده توسط برگرمن و همکاران نشان داده است که اگر این نیروگاهها در مقیاس بزرگ ساخته شوند، قیمت برق تولیدی آنها به لحاظ اقتصادی قابل توجیه است. در جدول 1 و جدول 2 میزان هزینه یک کیلووات ساعت برق تولیدی نیروگاه با توانهای مختلف با یکدیگر مقایسه شده است.
جدول -1 نمونهای از ابعاد و توان تولیدی دودکش خورشیدی
جدول -2 هزینه سرمایهگذاری اولیه و ارزیابی هزینه
