یكی از بهترین روشها جهت دستیابی به راههایی جهت كاستن از میزان انتشار گازهای گلخانه‌ای، استفاده از انرژی های تجدید‌پذیر است و در این راستا می توان فناوری «دودكش خورشیدی» را معرفی كرد.دودکش های خورشیدی یکی از انواع نیروگاههای تبدیل انرژی خورشید به برق می باشد. یكی از بهترین روشها جهت دستیابی به راههایی جهت كاستن از میزان انتشار گازهای گلخانه‌ای، استفاده از انرژیهای تجدید‌پذیر است و در این راستا می توان فناوری «دودكش خورشیدی» را معرفی كرد.
این معرفی از آن جهت است كه قسمت عمده كار با نیروی نسبتاً غیرماهر قابل انجام است و این سیستم قادر است بدون نیاز به تعمیر و نگهداری خاص برای مدت مدیدی برق تولید كند و مناسب برای كشورهایی است كه میزان تابش خورشید در آنها زیاد است.اگر بخواهیم انرژیهای تجدید‌پذیر از كاربرد وسیعی برخوردار شوند باید كه تكنولوژی‌های ارایه شده ساده و قابل اعتماد بوده و برای كشورهای كمتر توسعه یافته نیز مشكلات فنی به همراه نداشته باشد و بتوان از منابع محدود مواد خام آنها نیز استفاده كرد. در مرحله بعدی نیز باید به آب زیاد نیاز نداشته باشد. فناوری دودكش دارای این شرایط است.
بررسیهای اقتصادی نشان داده است كه اگر این نیروگاهها در مقیاس بزرگ (بزرگتر یا مساوی 100 مگاوات) ساخته شوند، قیمت برق تولیدی آنها قابل مقایسه با برق نیروگاههای متداول است. این موضوع كافی است كه بتوان انرژی خورشیدی را در مقیاسهای بزرگ نیز به خدمت گرفت. بر این اساس میتوان انتظار داشت كه دودكشهای خورشیدی بتوانند در زمینه تولید برق برای مناطق پرآفتاب نقش مهمی را ایفا كنند. فناوری دودكش خورشیدی در واقع از سه عنصر اصلی تشكیل شده است كه اولی جمعكننده هوا و عنصر بعدی برج یا همان دودكش و قسمت آخر نیز توربینهای باد آن است.
درواقع استفاده از برج نیرو یا دودکش های خورشیدی روشی دیگر برای تولید الکتریسیته از انرژی خورشید می‌باشد. در این سیستم از خاصیت دودکش‌ها استفاده می‌شود به این صورت که با استفاده از یک برج بلند به ارتفاع حدود 200 متر و تعداد زیادی گرم خانه‌های خورشیدی که در اطراف آن است هوای گرمی که بوسیله انرژی خورشیدی در یک گرمخانه تولید می‌شود و به طرف دودکش یا برج که در مرکز گلخانه‌ها قرار دارد، هدایت می‌شود. این هوای گرم بعلت ارتفاع زیاد برج با سرعت زیاد صعود کرده و باعث چرخیدن پروانه و ژنراتوری که در پایین برج نصب شده‌است می‌گردد و بوسیله این ژنراتور برق تولید می‌شود. یک نمونه از این سیستم در 160 کیلومتری جنوب مادرید احداث گردیده که ارتفاع برج آن به 200 متر می‌رسد.
دودکش‌های خورشیدی
مزایای نیروگاههای خورشیدی
الف) تولید برق بدون مصرف سوخت
ب) عدم احتیاج به آب زیاددودکش‌های خورشیدی
پ) عدم آلودگی محیط زیست
ت) امکان تأمین شبکه‌های کوچک و ناحیه‌ای
ث) استهلاک کم و عمر زیاد
ج) عدم احتیاج به متخصص
اصول كاردودکش خورشیدی
درواقع هوا در زیر یك سقف شفاف كه تشعشع خورشیدی را عبور می‌دهد، گرم می‌شود. باید توجه داشت 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. یكی از بهترین روشها جهت دستیابی به راههایی جهت كاستن از میزان انتشار گازهای گلخانه‌ای ، استفاده از انرژیهای تجدید‌پذیر است و در این راستا برای كشورهای در حال توسعه میتوان فناوری «دودكش خورشیدی» را معرفی كردبر همگان روشن است كه هوای گرم چون 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 هوای سرد پیرامونی به زیر سقف شفاف وارد شود. 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. این موضوع بسیار ساده انجام می‌شود یعنی در طول روز آب حرارت را جذب كرده وگرم می‌شود و در طول شب این حرارت را آزاد می‌كند. قابل ذكر است كه باید این لوله‌ها را فقط برای یكبار با آب پر كرده و به آب اضافی نیازی نیست.دودکش‌های خورشیدی
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.
توان خروجی:
به زبان ساده میتوان توان خروجی برجهای خورشیدی را بصورت حاصلضرب انرژی خورشیدی ورودی (Qsolar) در راندمان مربوط به جمعكننده، برج و توربین بیان كرد. توان تولید برق یك دودكش خورشیدی متناسب با حجم حاصل از ارتفاع برج و سطح كلكتور است یعنی میتوان با یك برج بلند و سطح كم و یا یك برج كوتاه با سطح وسیع به یك میزان برق تولید كرد. البته اگر اتلاف اصطكاكی وارد شود دیگر موضوع فوق صادق نیست. با این وجود تا زمانی كه قطر كلكتور بیش از حد زیاد نشود میتوان از قاعده سرانگشتی فوق استفاده كرد.
كلكتور:
دودکش‌های خورشیدی
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 تشعشع 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.
ذخیره‌سازی:
دودکش‌های خورشیدی
اگر به یك ظرفیت اضافی برای ذخیره‌سازی حرارت نیاز باشد، میتوان از لوله‌های سیاه رنگ كه با آب پر شدهاند و بر روی زمین در داخل كلكتور قرار داده شدهاند، بهره جست. این لوله‌ها را باید فقط یكبار با آب پر كرده و دو طرف آنها را بست و بنابراین تبخیر نیز رخ نخواهد داد. حجم آب درون لوله‌ها بنحوی انتخاب می‌شود كه بسته به توان خروجی نیروگاه لایه‌ای با ضخامت 20-5 سانتیمتری تشكیل شود.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 چون همانطور كه می‌دانید انتقال حرارت بین لوله و آب بسیار بیشتر از انتقال حرارت بین سطح خاك و لایه‌های زیرین است و این از آن بابت است كه ظرفیت حرارتی آب پنج برابر ظرفیت حرارتی خاك است.توان تولید برق یك دودكش خورشیدی متناسب با حجم حاصل از ارتفاع برج و سطح كلكتور است یعنی میتوان با یك برج بلند و سطح كم و یا یك برج كوتاه با سطح وسیع به یك میزان برق تولید كرد.
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 (خ”T) 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.دودکش‌های خورشیدی
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.با افزایش قیمت سوختهای فسیلی معادلات به نفع فناوریهای مرتبط با انرژیهای تجدید‌پذیر تغییر خواهد كرد. در كشورهایی كه دستمزد نیروی كار پایین است، هزینه تولید برق با این روش كاهش خواهد یافت چون تقریباً نیمی از هزینه ساخت یك چنین نیروگاهی مربوط به هزینه ساخت كلكتور می‌شود كه با كارگران ارزان و نسبتاً غیرماهر میتوان براحتی آن را ساخت.
برچسب ها دوکش خورشیدی چیستکاربرد دودکش خورشیدیانرژی دودکش خورشیدی
نظرات ارسال شده