بهبود راندمان انتقال انرژي تشعشعي در كلكتورهاي دودكش‌هاي خورشيدي به كمك لوله‌هاي انتقال دهنده ي تشعشعات به هواي زير كلكتور

كارشناسي ارشد

افزايش جمعيت و همچنين افزايش مصرف برق در جهان، ميزان محدود سوخت‌هاي فسيلي موجود و آلودگي محيط‌ زيست به ما اجازه مي‌دهد تا ضرورت استفاده از سيستم‌هاي توليد برق را كارآمد بدانيم. نيروگاه دودكش خورشيدي(انرژي تجديد پذير) يكي از فناوري‌هاي نوين، اميدبخش و مؤثر در آينده، براي بهره¬وري از انرژي تابش خورشيدي مطرح است كه قادر به تبديل انرژي خورشيدي به انرژي حرارتي در كلكتور خورشيدي و درنهايت تبديل به انرژي مكانيكي و توليد توان الكتريكي است. يكي از مهم‌ترين پارامترها درزمينه‌ي فناوري نيروگاه دودكش خورشيدي افزايش بازدهي نيروگاه با توجه به طراحي آن‌ مي‌باشد كه به‌منظور توليد توان بيشتر يا بهره‌وري متفاوت، موردبررسي و تحليل قرارگرفته‌اند. در اين مطالعه، روش جديدي با عنوان «تركيب كلكتور دودكش خورشيدي با لوله‌هاي استوانه‌اي شكل» ارائه‌شده و بدين منظور يك نمونه آزمايشگاهي با كلكتوري با قطر 3.44 متر و ارتفاع متوسط كلكتور 0.665 متر، با دودكشي ثابت به ارتفاع 12 متر و قطر 0.254متر ساخته‌شده است. هدف بررسي تأثير وجود لوله‌هاي استوانه‌اي در كلكتور دودكش خورشيدي با استفاده از روش آزمايشگاهي است كه امكان افزايش اختلاف دماي ورودي و خروجي كلكتور( ) را از تمام پرتوهاي تابش خورشيدي اعم از مستقيم و غيرمستقيم (پراكنده) فراهم مي‌كند. در اين سيستم براي تبادل گرما با هواي زير كلكتور از لوله‌هاي استوانه‌اي در سه حالت(120-88-60 ) عدد لوله استفاده‌شده است. تأثير لوله‌هاي استوانه¬اي دودكش بر عملكرد سيستم در حالت تركيبي كاملاً آناليز شده است. نتايج عددي حاصل از شبيه‌سازي با نرم‌افزار فلوئنت به‌صورت سه‌بعدي با حل معادلات ناوير - استوكس و معادلات انرژي، با نتايج تجربي مربوط به نيروگاه دودكش خورشيدي پلنت آزمايشگاهي ساخته‌شده در دانشگاه علم و صنعت ايران اعتبار‌سنجي شده است. آزمايش‌ها براي يك دوره 10 روزه انجام شد و داده‌هاي چهار روز در اين پروژه ارائه شد. حداكثر سرعت هوا در مكاني بالاي توربين(ورودي دودكش) 2.4 متر بر ثانيه بود. با اضافه كردن تعداد لوله‌هاي استوانه‌اي با ارتفاع cm33 و شعاع cm5 زير كلكتور در طول روز، افزايش2.4 متر بر ثانيه و 62 درجه سانتي‌گراد به ترتيب براي سرعت و دماي متوسط، در ورودي دودكش و كلكتور، نسبت به حالت معمولي(بدون لوله) مشاهده‌شده است. ثابت‌شده است كه روش استفاده از لوله‌هاي قرار داده‌شده در زير كلكتور قادر است راندمان كلكتور دستگاه آزمايشگاهي را افزايش دهد.

194444

دانشگاه علم و صنعت ايران

دكتر محمدرضا يوسفي

مدلسازي، شبيه سازي و كنترل

دكتر منصور شيرواني