مدل‌سازی نیروگاه دودکش خورشیدی و مقایسۀ کارایی آن در شهرهای مختلف ایران

نیروگاه دودکش خورشیدی که از فناوری ساده‌ای برای تولید برق استفاده می‌کند، از سه قسمت اصلی کلکتور، برج و توربین تشکیل شده است. این نیروگاه با بهره‌مندی از خاصیت دودکشی، انرژی خورشیدی را به انرژی جنبشی هوا و سپس، در قسمت توربین متصل به ژنراتور، به انرژی الکتریکی تبدیل می‌کند. با آنکه این نوع نیروگاه هزینۀ اولیۀ هنگفتی دارد، دارای مزایای ویژه‌ای از قبیل استهلاک کم و عدم نیاز به آب است. به همین دلیل مطالعات زیادی در راستای شبیه‌سازی و طراحی آن انجام شده است. یکی از موضوعات مهم در این حوزه، که در این پژوهش مورد مطالعه قرار گرفته، بهینه‌یابی مکان احداث نیروگاه است. به این منظور یک شبیه‌ساز که به‌صورت یک‌پارچه و در حالت ناپایا نیروگاه را مدل و شبیه‌سازی می‌کند، تهیه شده است. برای اعتبارسنجی مدل، نتایج شبیه‌سازی با نتایج تجربی نیروگاه مانزانارس اسپانیا مقایسه شد و تفاوت ناچیز بین نتایج، دقت مدل را تایید نمود. سپس به‌منظور بهینه‌یابی محل احداث نیروگاه در ایران، نیروگاهی با ابعاد و مشخصات نیروگاه اسپانیا در پنج شهر مختلف ایران (شیراز، بوشهر، کرمان، تهران و مشهد) در طول سال مدل گردید. نتایج نشان‌دهندۀ آن است که از میان پنج شهر منتخب، احداث این نیروگاه در شیراز بیشترین راندمان را در پی خواهد داشت.

Modeling Solar Power Chimney and Comparing its Efficiency in Various Iranian Cities

Solar chimney power plants which use a simple technology to generate electricity are comprised of three main parts which are collector, tower, and turbine. The power plant using chimney effect converts solar radiation into kinetic and, then, electrical energy. Although the initial cost is considerable, the plant has great advantages such as low depreciation and the lack of a need for water; that is why many efforts have been directed to the modeling, designing, and alike about these plants. One important subject in this area which is studied in this article as well is the optimization of plantlocation. To this end, we have developed an inhouse simulator which models the whole plant at an unsteady state. The simulator was verified by comparing its results with the experienced collected data from Manzanares power plant, built in Spain. The negligible differences between experienced data and simulation results verified the developed simulator. Then the inhouse simulator was used to model the performance of that plant for five cities in Iran, (Shiraz, Bushehr, Kerman, Tehran, and Mashhad). Our studies have showed that building such plants in Shiraz, among these cities, will be the most efficient.