ارزیابی تجربی عملکرد کلکتور نمونه سهموی خطی و شبیه سازی زمانمند حرارتی مزرعه کلکتورهای نیروگاه خورشیدی شیراز

نیروگاه خورشیدی شیراز، اولین نیروگاه خورشیدی است که در ایران طراحی و ساخته می شود. هدف از ساخت این نیروگاه پایلوت دستیابی به تکنولوژی ساخت نیروگاههای خورشیدی سهموی است، تا نتایج بدست آمده از عملکرد آن گامی جهت دستیابی به فناوری تولید برق از انرژی خورشیدی باشد و در آینده ایران که دارای شرایط بسیار مطلوبی جهت بهره گیری از انرژی خورشیدی است به عنوان یکی از صادرکنندگان این تکنولوژی شمرده شود. ظرفیت تولید برق نیروگاه شیراز ‏‎250 kw‎‏ می باشد، که انرژی حرارتی مورد نیاز جهت تولدی برق را توسط خورشید و از طریق 48 کلکتور سهموی خورشیدی که در 8 ردیف 6 تایی نصب می شوند، تامین می کند. قبل از ساخت نیروگاه، بررسی عملکرد یک نمونه از کلکتوهای آن امری ضروری می باشد تا بتوان کارکرد آنرا در شرایط مختلف آب و هوایی ارزیابی و از نتایج آن در بهینه سازی ساخت مزرعه کلکتورها استفاده نمود. برای این منظور یک کلکتور سهموی خورشیدی ساخته شد تا ضمن بررسی کارایی آن در روزهای مختلف، تکنولوژی ساخت قسمتهای مختلف آن نیز مورد آزمایش قرار گیرد و نواقص اجرایی آن برطرف شود. همچنین با شبیه سازی کامپیوتری کلکتور ساخته شده، عملکرد آن در روزهای مختلف سال بررسی شده و در مواردی که ساخت دوباره تجهیزات متحمل صرف هزینه های گزاف می شود، بهبود کارایی آن با رفع نواقص، از طریق آنالیز کامپیوتری نشان داده شود. در نهایت با شبیه سازی حرارتی زمانمند سیکل مزرعه کلکتورهای نیروگاه خورشیدی، کارایی آن در روزهای مختلف سال با توجه به خصوصیات ساخت حالت بهینه شده ارزیابی شود. با توجه به مراتب فوق موضوعات ذیل مورد تحقیق قرار گرفته است. 1- ارزیابی عملکرد کلکتور نمونه ساخته شده در زمانهای مختلف2- تعیین خطاها و نواقص پدید آمده در هنگام ساخت3- کاهش خطاها و دستیابی به یک طرح بهینه عملی4- تعیین پارامترها و خوصا اپتیکی کلکتور از طریق آزمایش و یا برنامه کامپیوتری5- شبیه سازی زمانمند کارکرد کلکتور بصورت غیر پایدار با تغییر شرایط محیطی6- اعمال شرایط بهینه شده عملی و ارزیابی کارکرد کلکتور از طریق شبیه سازی کامپیوتری7- بررسی کارکرد مزرعه کلکتورها در فصول مختلف سال با شرایط متفاوتنتایج نشان می دهد که در حال حاضر کلکتور سهموی ساخته شده فاصله زیادی با طراحی دارد و خواص اپتیکی مواد در حد مطلوب نمی باشد. ساخت کلکتورها با مواد موجود، سبب عدم کارایی نیروگاه می شود. با توجه به امکانات موجود کشور بهبود خواص اپتیکی و دستیابی به حداقل ممکن که کارایی سیستم آنها میسر می باشد به شرح زیر است. 1- افزایش ضریب انعکاس آینه ها از 47/0 به 90/02- افزایش ضریب جذب لوله گیرنده از 74/0 به 90/03- افزایش ضریب دریافت انرژی از 70/0 به 90/04- افزایش ضریب عبور لوله شیشه ای از 82/0 به 90/05- کاهش ضریب صدور لوله گیرنده از 45/0 به 20/0با دستیابی به موارد فوق آنالیز شبیه سازی نشان می دهد که مزرعه کلکتورهای خورشیدی کارایی قابل قبولی در فصول مختلف سال دارد. البته برای دستیابی به کارایی بهتر و جلوگیری از نوسان دما در اواخر فصل پاییز و زمستان استفاده از مخزن ذخیره انرژی و دیگ بخار ‏‎(boiler)‎‏ کمکی لازم می باشد که این مهم در طراحی سیکل نیروگاه در نظر گرفته شده است.