طراحی و مدلسازی نیروگاه حرارتی خورشیدی متمرکزکننده 10 کیلووات

در پژوهش حاضر یک نیروگاه حرارتی خورشیدی با توان 10kw مدل سازی شده است. مدل سازی با استفاده از نرم افزار gproms و برای شرایط آب و هوایی اصفهان انجام شده است. بدین منظور از داده های تابش خورشیدی اصفهان طی 10 سال اخیر (1382-1391) استفاده شد. جهت تبدیل غیر مستقیم گرمای خورشیدی به الکتریسیته سیکل رانکین در نظر گرفته شده است. مدل سازی ابتدا برای نیروگاهی بدون سیستم ذخیره سازی انجام شده است. نتایج مدل سازی لزوم استفاده از سیستم ذخیره گرمایی را نشان می دهند. در سیستم ذخیره سازی توسط انتقال گرمای محسوس مخلوط اوتکتیک نمک های پتاسیم نیترات و سدیم نیترات، ذخیره گرما انجام می شود. سیستم ذخیره سازی به گونه ای طراحی شده است که در صورت عدم تابش خورشید تا 15 ساعت، نیروگاه بتواند انرژی الکتریکی خود را تولید کند. بدین ترتیب با ظرفیت ذخیره سازی تعیین شده، نیروگاه در تمامی شب های سال قادر خواهد بود بدون کمک هیچ گونه سیستم پشتیبانی، فعالیت خود را در حالت پایدار حفظ کند. برای رسیدن به این هدف سطح جمع کننده ای بالغ بر 350m2 و همچنین 2500kg مخلوط نمک های نیترات لازم است. بدین ترتیب اثر نوسانات تابش خورشید بر عملکرد نیروگاه در طول روز نیز حذف خواهد شد. نیروگاه مدل سازی شده با سیستم ذخیره مذکور نسبت به نیروگاه خورشیدی که از سیستم پشتیبانی توسط گاز طبیعی استفاده می کند، سالانه حدود 6400m3 در مصرف گاز طبیعی صرفه جویی خواهد کرد و در نتیجه از آلودگی بیش از حد محیط زیست جلوگیری به عمل خواهد آورد. در ضمن بازده کلی تبدیل گرمای خورشید به الکتریسیته در این نیروگاه 16/16 درصد می باشد. طی این پژوهش یک مدل جمع کننده خورشیدی نیز ساخته شده است. این جمع کننده از یک بشقاب سهموی به قطر 1.84m جهت متمرکز کردن نور خورشید و یک دریافت کننده حفره ای کروی شکل به قطر 30cm جهت گردآوری انرژی حرارتی استفاده می کند. بازده به دست آمده برای این جمع کننده حدود 70 درصد اندازه گیری شده است.