21716

21716

بررسي تجربي و مدل سازي دودكش هاي خورشيدي در دماهاي افزوده

كارشناسي ارشد

طراحي فرايند

1398/11/19

دكتر منصور شيرواني

دكتر محمدرضا يوسفي

شيمي

امروزه دودكش هاي خورشيدي به عنوان يكي از روش هاي توليد اترژي هاي تجديدپذير مطرح هستند. سيستم دودكش هاي خورشيدي شامل يك برج، توربين و صفحه جمع آوري كننده مي شود. در اين روش با استفاده از يك صفحه بزرگ شفاف به عنوان جمع آوري كننده، انرژي خورشيدي جهت افزايش دماي هوا استفاده شده، و به تدريج هواي موجود زير صفحات collector گرم شده و به دليل سبك تر بودن در طول اين شبكه جريان مي يابد و سپس به بالاي يك برج با ارتفاع زياد، هدايت مي شود كه اين جريان هوا سبب به حركت درآمدن توربين توليد برق موجود در ورودي برج خواهد شد. نخستين مجموعه توليد برق به روش دودكش هاي خورشيدي در سال 1981 و توسط يك شركت الماني در جنوب مادريد در اسپانيا ساخته شد. در تحقيق پيش رو به بررسي عملكرد سيستم در دماهاي افزوده پرداخته شده است. براي اين كار علاوه بر پيشنهاد تركيب متمركز كننده هاي خورشيدي به عنوان منبع حرارتي ثانويه براي كالكتور در دودكش هاي خورشيدي، اقدام به ساخت و بررسي عملكرد يك دودكش خورشيدي به ارتفاع 12 متر در اين زمينه، شده است. همچنين جهت ارزيابي سيستم در شرايط مختلف در همين رابطه از طريق شبيه سازي با روش ديناميك سيالات محاسباتي با كمك نرم افزار فلوئنت انجام شده است. پيرو اين كار علاوه بر دستيابي به سرعت 2.2 متر بر ثانيه در شرايط معمولي سيستم، اضافه شدن يك منبع حرارتي باعث بهبود عملكرد در سيستم بوده است. همچنين اين روش طراحي مي تواند به توليد توان در طول شب نيز با وجود نبود تشعشعات خورشيدي كمك به سزايي نمايد تا سيستم هاي دودكش خورشيدي با بازده بالاتر و عملكرد اقتصادي تري داشته باشد.

1398/11/28

Experimental and Modeling Study on Solar Chimneys in Increased Temperatures

2/8/2020 12:00:00 AM

Solar chimney or solar updraft tower power plant is known as an alternative renewable technology for fossil fuels in power generation. Solar Chimney Power Plant (SCPP) technology has been proposed for the first time by Cabanyes. A solar collector, a chimney which located at the central of collector and energy conversion unit or turbine for power generation, are the three main parts of SCPP system. Solar radiation warms the flowing air under the transparent collector canopy. It causes air streaming toward chimney in a radial direction and flowing up inside the chimney, due to density difference between warmed air and ambient air. Thus, the rising air provides required forces for power generation by the turbines which are installed at the chimney base. This system also needs improvement to become more economical and practical around the world. In this work, firstly we introduce the design of solar chimney combined with Concentrated Solar Power (CSP) system as secondary heat source. The performance of a new constructed pilot solar chimney with 12 meter height of chimney and 3.4 meter of collector diameter is reported in this paper. The work includes experimental and CFD simulation investigations for intended setup to evaluate the performance of system in normal condition as well as in presence of additional heat source. The maximum velocity in normal condition was 2.2 m/s which was improved considerably when the secondary heat source was added to the collector, which also provided continuous performance during night.