تبلیغات
برق و الکترونیک - دودکش خورشیدی
 
برق و الکترونیک
گروه آموزشی برق و الکترونیک شهرستان رامسر
 
 
دوشنبه 5 دی 1390 :: نویسنده : مصطفی چاووشی

 دودکش خورشیدی

 

 


تكنولوژی دودكش خورشیدی در واقع از سه عنصر اصلی تشكیل شده است كه اولی جمع‌‌كننده هوا (کلکتور) و عنصر بعدی برج یا همان دودكش و قسمت آخر نیز توربینهای باد آن است ترکیب این عناصر برای تولید برق در سال 1931 توسط گونتر مورد بحث قرار گرفته است. در حال حاضر در استرالیا طرح نیروگاه دودكش خورشیدی با ظرفیت 200 مگاوات در مرحله طراحی و اجرا است

اصول كار:

 دراین طرح بخشی از سطح زمین  با سطحی شفاف یا نیمه شفاف پوشانده میشود. هوا در زیر این سقف شفاف كه تشعشع خورشیدی را عبور می‌دهد، گرم شده كه وجود این سقف و زمین زیر آن بعنوان یك كلكتور یا جمع‌كننده خورشیدی عمل می‌كند. در وسط این سقف شفاف یك دودكش یا برج عمودی وجود دارد كه هوای زیادی از پایین آن وارد می‌شود. باید محل اتصال سقف شفاف و این برج بصورتی باشد كه منفذی نداشته باشد و اصطلاحاً «هوا بند» شده باشد. از آنجاییکه هوای گرم سبكتر از هوای سرد است به سمت بالای برج حركت می‌كند. این حركت باعث ایجاد مكش در پایین برج می‌شود تا هوای گرم بیشتری را به درون بكشد و انرژی حاصل از این مكش توسط چند مرحله توربین تعبیه شده در برج به انرژی مكانیكی تبدیل شده و سپس به برق تبدیل می‌شود.

برای اینكه بتوان این فناوری را بصورت 24 ساعته مورد استفاده قرارداد می‌توان از لوله‌ها یا كیسه‌های پرشده از آب در زیر سقف استفاده كرد. در شب زمانی‌كه هوای داخل كلكتور شروع به سرد شدن می‌كند، آب داخل لوله‌ها نیز حرارت ذخیره شده در طول روز را آزاد می‌كند. ذخیره حرارت به كمك آب بسیار موثرتر از ذخیره در خاك به تنهایی است زیرا  ظرفیت حرارتی آب پنج برابر ظرفیت حرارتی خاك است. قابل ذكر است كه این لوله‌ها را فقط برای یكبار با آب پر كرده و به آب اضافی نیازی نیست. بنابراین اساس كار بدین صورت است كه تشعشع خورشیدی در این برج باعث ایجاد یك مكش به سمت بالا می‌شود كه انرژی حاصل از این مكش توسط چند مرحله توربین تعبیه شده در برج به انرژی مكانیكی تبدیل شده و سپس به برق تبدیل می‌شود.

كلكتور:هوای گرم مورد نیاز برای دودكش خورشیدی توسط پدیده گلخانه‌ای در یك محوطه‌ای كه با پلاستیك یا شیشه پوشانده شده و حدوداً چند متری از زمین فاصله دارد، ایجاد می‌شود. البته با نزدیك شدن به پایه برج، ارتفاع ناحیه پوشانده شده نیز افزایش می‌یابد تا تغییر مسیر حركت جریان هوا بصورت عمودی با كمترین اصطكاك انجام پذیرد. این پوشش باعث می‌شود كه امواج تشعشعی خورشید وارد شده و تشعشعهای با طول موج بالا مجدداً از زمین گرم بازتاب كند. زمین زیر این سقف شیشه‌ای یا پلاستیكی، گرم شده و حرارت خود را به هوایی كه از بیرون وارد این ناحیه شده است و به سمت برج حركت می‌كند، پس می‌دهد.

توان خروجی

 در این مبحث توان خروجی حاصل از این تاسیسات بطورکلی وبابیانی ساده موردبررسی قرارمیگیرد.بطورکلی توان خروجی از دودکش خورشیدی مضربی از انرژی ورودی از خورشید و اثرات کلکتور , برج و توربین (توربینها ) است.

انرژی خورشیدی را می توان حاصلضرب تابش افقی خورشید و سطح کلکتور دانست.

برج در واقع جریان حرارتی را به دو نوع انرژی جنبشی و پتانسیل تبدیل میکند,  بنابراین اختلاف پتانسیل هوایی که در اثر اختلاف دما در برج ( دودکش ) بالا میرود مانند یک نیروی محرکه عمل میکند که توربین ها را به چرخش وا میدارد  و هرچه ارتفاع برج بیشتر باشد این اختلاف فشار ودرنتیجه نیروی ایجاد شده بیشتر خواهد بود.

انرژی جنبشی موجب گردش هوا شده و انرژی پتانسیل روی توربینها اثر می گذارد.از این بحث مختصر روشن میگردد که از عوامل اساسی در میزان توان خروجی , ارتفاع برج و سطح کلکتور میباشد که هر دو رابطه ای مستقیم با توان خروجی دارندبطوریکه در طراحی این سازه بر روی این دو پارامتر مانوربیشتری داده می شود.

برج: برج به خودی خودنقش موتور حرارتی نیروگاه را بازی می‌كند و همانند یك لوله تحت فشار است كه به دلیل دارا بودن نسبت مناسب سطح به حجم از اتلاف اصطكاكی كمی برخوردار است. در این برج سرعت مكش به سمت بالای هوا تقریباً متناسب با افزایش دمای هوا (ΔT) در كلكتور و ارتفاع برج است. در یك دودكش خورشیدی چند مگاواتی، كلكتور باعث می‌شود كه دمای هوا بین 35-30 درجه سانتیگراد افزایش یابد و این به معنی سرعتی معادل m/sec15 است كه باعث حركت شتابدار هوا نخواهد شد و بنابراین برای انجام عملیات تعمیر و نگهداری می‌توان براحتی وارد آن شد و ریسك سرعت بالای هوا وجود ندارد.

توربین‌ها:با بكارگیری توربینها، انرژی موجود در جریان هوا به انرژی مكانیكی دورانی تبدیل می‌شود. توربینهای موجود در دودكش خورشیدی شبیه توربینهای بادی نیستند و بیشتر شبیه توربینهای نیروگاههای برقابی هستند كه با استفاده از توربینهای محفظه‌دار، فشار استاتیك را به انرژی دورانی تبدیل می‌كنند. سرعت هوا در قبل و بعد از توربین تقریباً یكسان است.. توان قابل حصول در این سیستم متناسب با حاصلضرب جریان حجم هوا در واحد زمان و اختلاف فشار در توربین است. از نقطه نظر بهره‌وری بیشتر از انرژی، هدف سیستم كنترل توربین بحداكثر رساندن این حاصلضرب در تمام شرایط عملیاتی است.

منابع:

     www.enviromission.com

     www.livescience.com

     سایت توانیر





نوع مطلب : دانستنیهای علمی، 
برچسب ها :
لینک های مرتبط :


 
لبخندناراحتچشمک
نیشخندبغلسوال
قلبخجالتزبان
ماچتعجبعصبانی
عینکشیطانگریه
خندهقهقههخداحافظ
سبزقهرهورا
دستگلتفکر
نظرات پس از تایید نشان داده خواهند شد.


درباره وبلاگ


گروه آموزشی برق و الكترونیك آموزش و پرورش شهرستان رامسر
barghramsar@yahoo.com

مدیر وبلاگ : علیرضا رضی کاظمی
جستجو

آمار وبلاگ
کل بازدید :
بازدید امروز :
بازدید دیروز :
بازدید این ماه :
بازدید ماه قبل :
تعداد نویسندگان :
تعداد کل پست ها :
آخرین بازدید :
آخرین بروز رسانی :

كد موسیقی برای وبلاگ

آپلود عکس


.