بخشی از مقاله
چکیده:
نیروگاه دودکش خورشیدي شامل یک کلکتور شفاف دایره اي شکل میباشد که درارتفاع خاصی از سطح زمین قرار دارد.این پوشش در حقیقت به عنوان یک مانع در مقابل خروج تشعشع از سطح زمین عمل میکند.دودکش یک سازه حلقوي بلند است که درمرکز کلکتور قرارگرفته است.یک توربین یا چندتوربین درنزدیکی پایه دودکش نصب شده وبراي تولید برق باژنراتور یاژنراتورها کوپل می گردد تابش خورشید باعبور از سطح شفاف کلکتوربه سطح زمین رسیده ودرلایه هاي زیرین جذب میگردد.دراین مرحله انرژي خورشیدي به انرژي حرارتی تبدیل میگردد.
انتقال حرارت از سطح زمین به هواي مجاورآن موجب بالا رفتن دماي هوا میگردد اما سطح بالایی کلکتور ازجریان هوا ممانعت کرده وهوا درزیر کلکتور به دام می افتد.تنها راه عبور هوا ازمرکز کلکتور وازداخل دودکش میباشد .جریان هوادرداخل دودکش حرکت کرده و موجب حرکت توربین ومتعاقبا تولید برق میگردد .دراین مقاله به برسی نسب بهینه افت فشارتوربین به اختلاف فشارکل ازدیدگاه قانون اول ترمودینامیک می پردازیم.
براساس شرایط مرزي پارامترهاي مساله رامحاسبه مینماییم.براي تحقق این امرابتدا به شبیه سازي نیروگاه دودکش خورشیدي با استفاده ازنرم افزار فلونت پرداخته وپس ازاعتبارسنجی نیروگاه را ازدیدگاه قانون اول ترمودینامیکی مورد ارزیابی قرار میدهیم مقاله حاضر با کمک شبیه سازي - نرم افزلر فلونت - به برسی پارامترهاي مهم ترمودینامیکی نیروگاه دودکش خورشیدي می پردازد.براي این کار بصورت نمونه مدل هندسی نیروگاه دودکش خورشیدي واقع در اسپانیا با مشخصات - ارتفاع برج حدودا200متر-قطردودکش10متر-شعاع کلکتور122مترو... - مورد برسی قرار میگیرد.
- مقدمه:
دودکش خورشیدي یک نمونه نیروگاه خورشیدي است که در آن با استفاده از انرژي خورشیدي به طور غیر مستقیم انرژي الکتریکی تولید میشود. دودکش خورشیدي بر اساس سه عامل کلکتور خورشیدي، دودکش و توربین بادي کار میکند. نیروگاه دودکش خورشیدي شامل یک کلکتور شفاف دایرهاي شکل میباشد که در ارتفاع خاصی از سطح زمین قرار دارد. این پوشش در حقیقت به عنوان یک مانع در مقابل خروج تشعشع از سطح زمین عمل میکند. دودکش یک سازه حلقوي بلند است که در مرکز این کلکتور قرار دارد. یک توربین یا چندین توربین در نزدیکی پایه دودکش نصب شده و براي تولید برق با ژنراتور یا ژنراتورها کوپل میگردد.
تابش خورشید با عبور از سطح شفاف کلکتور به سطح زمین رسیده و در لایههاي زیرین جذب میگردد. در این مرحله انرژي خورشیدي به انرژي حرارتی تبدیل میگردد. انتقال حرارت از سطح زمین به هواي مجاور آن، موجب بالارفتن دماي هوا میگردد، اما سطح بالایی کلکتور از جریان هوا ممانعت کرده و هوا در زیر کلکتور به دام میافتد. تنها راه عبور هوا از مرکز کلکتور و در داخل دودکش میباشد. جریان هوا در داخل دودکش حرکت کرده و مکش خوبی در داخل کلکتور ایجاد مینماید. جریان هواي عبوري از داخل دودکش موجب حرکت توربین و متعاقباً تولید برق میگردد
- مزایاي استفاده از نیروگاه دودکش خورشیدي
• کارکرد نیروگاه دودکش خورشیدي با استفاده از پرتوهاي خورشید میباشد به همین دلیل با کاهش تابش مستقیم خورشید، به عنوان مثال در هواي ابري همچنان قادر به تولید برق میباشد.
• جذب حرارت به وسیله خاك، یک مکانیزم طبیعی ذخیره انرژي است، به این معنی که در شب نیز با انتقال حرارت جذب شده در روز، به هوا، نیروگاه به طور پیوسته تولید برق مینماید.
• مواد به کار رفته براي ساخت نیروگاه عمدتاً شیشه و بتن میباشد که نسبت به مواد به کار رفته در سایر نیروگاهها ارزان و به آسانی قابل دسترس میباشد.
• تکنولوژي تولید برق در این نیروگاه به جز توربین بسیار ساده میباشد و پاسخگوي تولید برق در مدت زمان طولانی میباشد و به آسانی از رده خارج نمیگردد.
• در این نیروگاه از سوختهاي تجدیدناپذیر استفاده نشده و هیچ آلودگی تولید نمیگردد. همچنین با کاهش سوختهاي فسیلی و بالا رفتن قیمت سوخت در هزینههاي نیروگاه تغییري ایجاد نمینماید.
• عمر کارکرد نیروگاه در حدود 80 تا 100 سال میباشد.
• نیروگاه دودکش خورشیدي نیازي به آب سرد ندارد.
• هزینه تعمیر و نگهداري آن پایین است.
نیروگاه دودکش خورشیدي با توجه به مزایاي فراوان آن در حال حاضر با استقبال زیادي روبرو شده است. نیروگاه دودکش خورشیدي ضمن تحقق موارد مذکور از تکنولوژي خاص و پیچیدهاي برخوردار نبوده و قابلیت ساخت در داخل کشور را دارا می- باشد.
