شبیه سازی عددی ذخیره انرژی در یک نیروگاه خورشیدی دودکشی

امروزه بشر با دو بحران اساسی روبه رو است از یک طرف مشکل آلودگی هوا در جوامع صنعتی و همچنین شهرهای بزرگ و از طرف دیگر محدودیت مواد اولیه و سوخت مورد نیاز برای تأمین انرژی و تنها راه حل برای نجات از این دو بحران استفاده بهینه از انرژیپاک، ارزان و در دسترس خورشیدی به عنوان یک منبع بی پایان است. تحقیق و بررسی به منظور توسعه کاربردهای انرژی خورشیدی یکی از دغدغه های دنیای حاضر جهت تأمین انرژی مورد نیاز به حساب می آید. یکی از کاربردهای مهم و گسترده ی انرژی خورشیدی، استفاده از نیروگاههای خورشیدی می باشد سیستم نیروگاه دودکشی خورشیدی از چهار قسمت اصلی شامل کلکتور، دودکش، توربین، و لایه ذخیره کننده انرژی تشکیل شده است. این سیستم اولین بار در سال 1970 توسط پروفسور جرج اسچلیچ پیشنهاد داده شده و در سال 1980 به کمک یک نمونهابتدایی در منزانارس اسپانیا به امتحان گذاشته شده است. هوایی که زیر سطح دایره ای شفاف قرار دارد به کمک تابش خورشید گرم می شود؛ این لایه پوششی و لایه ذخیره کننده انرژی کهدر پایین قرار دارد کلکتور نامیده می شوند. دودکش برج استوانه ای بلندی است که در مرکز کلکتور قرار گرفته است و ورودی های هوا در پایین آن قرار دارند. توربین باد در پایین دودکش که اختلاف فشار بزرگی با خارج دارد نصب شده است. از آنجایی که چگالی هوای گرم داخل سیستم از هوای سرد محیط در همان ارتفاع کمتر می باشد در اثر نیروی شناوری جریان جابجایی طبیعی شکلگرفته و به صورت یک نیروی محرک عمل می کند. انرژی جریان هوا به کمک یک یا چند توربین باد به انرژی مکانیکی و نهایتا به کمک ژنراتورهای الکتریکی به انرژی الکتریکی تبدیل می شود. این سیستم می تواند سهم قابل توجهی از تولید انرژی کشور هایی که زمین های بایر و تابش نور خورشید زیاد دارند؛ مثل آفریقا، آسیا و اقیانوسیه داشته باشد در این تحقیق برآن هستیم که تاثیرسیستم جرم ذخیرهmass storage system و در صورت امکان سیستم ذخیره کننده انرژی آبی water storage system را در کارایی نیروگاه و در نتیجه امکان استفاده از نوع نیروگاه را به صورت 24 ساعته حتی در شب) و با توجه به آب و هوای شهر یزد بررسی کنیم.