بررسي تاثيرات تغيير ارتفاع دودكش، در عملكرد نيروگاه دودكش خورشيدي با استفاده از ديناميك سيالات محاسباتي

Investigation on the Effect of stack Height on Solar Chimney Power Plant Operation, Using CFD Method

بدون شك توليد توان الكتريكي از انرژي هاي تجديد پذير يكي از مهمترين و اساسي ترين روشها براي آينده نه چندان دور مي باشد. نيروگاه دودكش خورشيدي يك فن آوري نسبتا جديد براي توليد توان از انرژي خورشيد مي باشد. نيروگاه دودكش خورشيدي يك نيروگاه حرارتي ساده است٬ كه قابليت تبديل انرژي تابشي خورشيد به انرژي حرارتي در كلكتور و تبديل آن به انرژي مكانيكي در توربين را دارد. انرژي تابشي رسيده به كلكتور و تبديل آن به انرژي حرارتي، موجب ايجاد جريان هوا در بخش كلكتور و دودكش مي شود. گذر جريان هوا از توربين بادي واقع شده در ريشه دودكش، باعث چرخش توربين و در نتيجه توليد توان الكتريكي در ژنراتور مي شود. هدف از اين مطالعه ارزيابي عملكرد نيروگاه دودكش خورشيدي به منظور طراحي يك نيروگاه در مقياس كوچك مي باشد كه پس از اعتبار سنجي مدل ارائه شده با نمونه تجربي نيروگاه دودكش خورشيدي در مانزاناراس اسپانيا، اقدام به بررسي تاثير ارتفاع دودكش بر عملكرد نيروگاه دودكش خورشيدي شده است. نتايج نشان مي دهد كه تغيير ارتفاع دودكش تاثير مستقيم بر پارامترهاي جريان گذاشته و بديهي است كه همه اين عوامل تاثير محسوسي بر ميزان توان توليدي توسط نيروگاه خواهد داشت. در نهايت پس از بررسي 9 ارتفاع مختلف براي دودكش و با ثابت فرض كردن ساير پارامتر هاي هندسي، معادله اي جهت بدست آوردن توان سيستم با طراحي پارامتر ارتفاع دودكش ارائه شده است.

Without any doubt, energy production based on renewable energies is one of the most effective methods in the near future. Solar chimney power plant is a relative novel technology for electricity production from solar energy. The solar chimney power plant is a simple power plant which is capable of converting solar energy into thermal energy in the solar collector. In the second stage, the generated thermal energy is converted into kinetic energy in the chimney and ultimately into electric energy using a combination of a wind turbine and coupled generator. In this study, a 3D-numerical method is used to evaluating of Stack height on solar chimney power plant operation and then presenting a matched relation between height and power generation. The results show that the stack height has direct influence on flow field characteristics and then on the power output of power plant.