منابع و ماخذ مقاله موقعیت جغرافیایی و شرایط آب و هوایی

سیال حامل حرارت که انرژی حرارتی را از دریافت‌کننده می‌گیرد ممکن است خود به عنوان سیال عامل، در سیکل تولید توان به کار رود یا اینکه در یک مبدل حرارتی، انرژی خود را به سیال دیگری به عنوان سیال عامل منتقل کند. از سیالات زیر به عنوان سیال حامل حرارت استفاده شده است.
– آب- بخار: آبی که وارد دریافت‌کننده می شود پس از گرفتن حرارت از دریافت‌کننده به صورت بخار وارد سیکل تولید توان می‌شود. بخار ممکن است در دمای 450 تا C ْ600 و فشار 7 تا MPa14 ایجاد شود. استفاده از سیستمی که تنها سیال آن آب- بخار است و از سیال واسطه استفاده نمی‌کند دارای این مزیت است که به فناوری چندان جدیدی نیاز ندارد.
– فلزات مایع: فلزات مایع به خصوص سدیم مایع دارای این مزیت هستند که قادرند ضرایب انتقال حرارت بالایی ایجاد کنند. بالا بودن ضریب انتقال حرارت امکان استفاده از دریافت‌کننده کوچکتر و ارزان‌تر را بوجود می‌آورد. از معایب سدیم این است که از نظر شیمیایی بسیار فعال بوده و به شدت قابل اشتعال است.
Widget not in any sidebars

– نمک‌های مذاب: مهمترین مزیت نمک‌های مذاب ظرفیت گرمایی بالای آنها است. نمک، همچنین می‌تواند در دماهای بالا به صورت مایع کار کند و انرژی گرمایی خود را به یک مولد بخار منتقل نماید. البته مشکلی که نمک مذاب دارد این است که دمای انجمادش حتی از سدیم هم بالاتر است که این مستلزم مراقبت زیاد برای جلوگیری از انجماد در لوله‌هاست.
– گازها: گازها می‌توانند در هر دمایی کار کنند و محدودیت دمایی فقط از طرف سازه‌های مربوطه اعمال می‌شود. عیب گازهایی مثل هوا این است که ظرفیت گرمایی کمی دارند و برای انتقال یک توان گرمایی معین باید دبی حجمی زیادی استفاده شود.
3-3-11 سیستم ذخیره حرارتی:
به دلیل طبیعت متغیر تابش خورشیدی در طول روز و همچنین وجود تغییرات ناگهانی تابش، ناشی از پدیده‌های جوی (ابر و …) و نیز به دلیل وجود ساعات بدون خورشید (شب)، یک نیروگاه خورشیدی به سیستم ذخیره انرژی نیازمند است. البته برای محدوده‌های زمانی کمبود انرژی خورشیدی می‌توان از سوخت فسیلی به عنوان جبران‌کننده استفاده کرد (سیستم تلفیقی). اما اگر بخواهیم نیروگاه، صرفاً خورشیدی (مانند سولار وان) باشد ناگزیر از به کارگیری سیستم ذخیره انرژی هستیم.
گرچه امکان بکارگیری سیستم‌های متفاوت و متنوع ذخیره انرژی (مانند سیستم‌های ذخیره شیمیایی، الکتروشیمیایی (باطری‌ها)، مکانیکی (هوای فشرده، چرخ طیار) و سیستم‌های گرمایی (تک‌فازی و دوفازی) وجود دارد، اما بنا بر ملاحظات اقتصادی، تنها سیستم ذخیره گرمایی و آن هم از نوع تک‌فازی برای کاربرد در نیروگاه‌های خورشیدی مناسب به نظر می‌رسد. چنین سیستمی بخشی از انرژی سیال حامل حرارت را پس از اینکه این سیال از دریافت‌کننده عبور کرد به صورت محسوس و بدون تغییر فاز ذخیره می‌نماید.
3-4 دلایل مفید بودن نیروگاه های خورشیدی در ایران
شار حرارتی خورشید در مناطق مختلف زمین بسته به موقعیت جغرافیایی، شرایط آب و هوایی منطقه، ساعات آفتابی و … مقادیر مختلفی می باشد. از آنجا که نیروگاه های گرمایی خورشیدی تنها از مؤلفه ی مستقیم خورشید برای تولید توان استفاده می کنند و با در نظر داشتن این نکته که غالباً در عرض های جغرافیایی کمتر، نسبت تابش مستقیم به تابش کل بیشتر است، این نیروگاه ها در مناطق جنوبی و خشک برتری خود را بهتر نشان می دهند. به ویژه آن که کشور ما در کمربند آفتابی کره زمین قرار دارد. می توان گفت در شرایط کنونی، در مناطقی که تابش خورشیدی کل در آن ها بیش از 1300 است، استفاده از نیروگاه های حرارتی خورشیدی اقتصادی می باشد [39]. در ایران نسبت تشعشع مستقیم به کل زیاد می باشد و همچنین ساعات آفتابی در مناطقی از ایران حتی از 2800 ساعت در سال نیز بیشتر می باشد، لذا برای تبدیل انرژی خورشیدی به الکتریکی به خصوص درمورد نیروگاه های بزرگ متصل به شبکه، یکی از بهترین گزینه ها برای ایران استفاده از نیروگاه های حرارتی خورشیدی می باشد.
3-5 چشم‌انداز آینده
فناوری نیروگاه دریافت‌کننده مرکزی هنوز به بلوغ کامل نرسیده است، اما از پتانسیل بالا و چشم‌انداز روشنی به خصوص در مناطق پرآفتاب با درصد تابش مستقیم بالا (مثل نواحی مرکزی ایران از جمله یزد و …) برخوردار است. در سال 1999 بانک جهانی به منظور تخصیص اعتبار، تحقیقات گسترده‌ای در مورد موقعیت اقتصادی نیروگاه‌های گرمایی- خورشیدی انجام داد. گرچه پس از اتمام این تحقیقات اعلام شد که در حال حاضر فناوری سهموی خطی نسبت به فناوری دریافت‌کننده مرکزی به تکامل بیشتری رسیده و موقعیت اقتصادی بهتری دارد، اما طبق همین پژوهش پیش‌بینی شد که در بلندمدت هزینه تولید برق در نیروگاه‌های دریافت‌کننده مرکزی 25 درصد کمتر از نیروگاه‌های سهموی خطی یعنی در حدود Eurocents/kWh 5 خواهد بود. این به معنی قابل رقابت بودن با نیروگاه‌های سوخت فسیلی است. در نتیجه‌ به نظر می‌رسد که سرمایه‌گذاری و کار بر روی این فناوری در ایران مناسب و نتیجه‌بخش باشد.
فصل چهارم
طراحی نیروگاه دریافت کننده مرکزی
4-1 مقدمه
در این فصل به چگونگی طراحی میدان هلیواستات در یک نیروگاه دریافت کننده مرکزی می پردازیم. در ابتدا به روش محاسبه زوایای مشخصه هلیواستات ها پرداخته و سپس طراحی میدان و نحوه آرایش هلیواستات ها در یک میدان هلیواستات را مطالعه می کنیم. در انتها به چگونگی محاسبه بازده میدان و همچنین انرژی جمع شده بر روی دریافت کننده در نیروگاه دریافت کننده مرکزی اشاره خواهیم کرد.
4-2 محاسبه زوایای مشخصه هلیواستات ها
از آنجا که صفحه منعکس کننده هر هلیواستات دارای دو درجه آزادی است، پس در هر لحظه با تعیین دو مختصه زاویه ای، وضعیت هر هلیواستات مشخص می شود که معمولاٌ زاویه شیب و سمت به عنوان دو مختصه زاویه ای انتخاب می شوند [40].
همانگونه که در فصل دوم گفته شد زاویه شیب ( ) عبارتست از زاویه ای که صفحه منعکس کننده با سطح افق می سازد. به عبارت دیگر، زاویه بین بردار عمود بر صفحه و راستای قائم می باشد. زاویه سمت( ) زاویه ای است که تصویر بردار عمود بر صفحه با راستای شمال به جنوب می سازد.
برای محاسبه دو زاویه مشخصه، یک دستگاه مختصات دکارتی مطابق شکل 4-1 به صورت زیر تعریف می کنیم: مبدأ مختصات در پای برج و برج در امتداد محور Z قرار دارد. محور X به سمت شمال و جهت مثبت Y رو به غرب می باشد.

شکل 4-1 دستگاه مختصات اصلی [14]
اساس محاسبه و بر قوانین دوگانه انعکاس استوار است [41]. قوانین انعکاس برای بازتابش نور از یک سطح به صورت زیر بیان می شوند:
سه راستای پرتوی تابش، پرتوی بازتابش و بردار عمود بر سطح منعکس کننده در یک صفحه واقعند.