دانلود پایان نامه ارشد : طراحی نیروگاه خورشیدی برج مرکزی به همراه ذخیره سازی انرژی
. 1
1-1. اهمیت و ضرورت انجام طرح.. 1
1-2. نیروگاههای حرارتی خورشیدی.. 8
1-3. معرفی نیروگاه برج مرکزی و سابقهی آن.. 10
1-4. کارهای انجام شده. 14
1-5. هدف و روش 16
فصل2 . طراحی بخش های مختلف نیروگاه 18
2-1. بررسی شرایط محیطی و آب و هوا 18
2-1-2. فشار محیط.. 19
2-1-3. دمای محیط.. 19
2-1-4. شدت تابش خورشید. 20
2-2. مدل سازی هوای محیط… 20
2-2-2. خواص ترمودینامیکی و فیزیکی هوا 21
2-2-2-1. ظرفیت گرمایی [17] 21
2-2-2-2. ویسکوزیته. 22
2-2-2-2-1. مدل سادرلند با دو ثابت.. 22
2-2-2-2-2. قانون سادرلند با سه ثابت.. 23
2-2-2-2-3. قانون توانی.. 23
2-2-2-3. هدایت حرارتی.. 23
2-2-2-4. چگالی هوا 24
2-3. مزرعهی خورشیدی.. 24
2-3-1. راندمان مزرعهی خورشیدی.. 25
2-3-1-1. بلاک و شادو. 26
2-3-1-2. اثر کسینوسی.. 27
2-3-1-3. راندمان بازتابش . 29
.. 29
.. 29
.. 29
30
32
34
35
35
39
40
.. 40
42
.. 42
.. 44
. 48
.. 48
48
.. 51
.. 51
53
.. 54
. 56
.. 57
.. 57
57
.. 57
61
. 62
.. 73
73
77
. 78
- اهمیت و ضرورت انجام طرح
در جهان امروز که مصرف انرژی سیر صعودی دارد و نیاز به انرژی در کشور و جهان رو به افزایش است(شکل1-1)،تغییر رویکرد در تأمین انرژی از منابع تجدیدناپذیر مانند سوختهای فسیلی و هستهای، به منابع تجدیدپذیر یک ضرورت میباشد.
در سالهای اخیر قیمت جهانی سوخت گاز رو به افزایش بوده است( شکل1- 2). این افزایش سوخت با توجه به بحرانهای جهانی اقتصادی در حال نوسان میباشد.
امروزه در یک نگاه سطحی به دلیل وفور و ارزانی منابع تجدیدناپذیر مانند گاز طبیعی در کشور، پرداختن جدی به انرژیهای تجدیدپذیر و سرمایه گذاری در این بخش غیر منطقی به نظر میرسد، اما با بررسی عمیقتر این موضوع و همچنین نگاه به گذشته و آینده متوجه میشویم که اولاً رو به پایان بودن انرژیهای فسیلی یک واقعیت انکار ناشدنی است و در آیندهی نهچندان دور سوختهای فسیلی نمیتوانند تأمین کنندهی نیاز انرژی بشر باشند. پس حرکت به سوی استفاده از انرژیهای تجدیدپذیر اجتنابناپذیر است و دیر یا زود مجبور خواهیم بود که جایگزینی مناسب برای سوختهای فسیلی پیدا کنیم از این رو باید روند جایگزین کردن انرژیهای فسیلی با منابع انرژیهای پاک و قابل اطمینان هر چه سریعتر آغاز شود. ثانیاً همانطور که اشاره شد همواره در دهههای اخیر بهای سوختهای فسیلی با افزایش میزان تقاضا و با توجه به محدود بودن آنها در حال افزایش بوده و این روند با شدت بیشتر در آینده نیز برقرار خواهد بود(شکل1-1) و این در حالی است که این منابع جزء سرمایههای ملی و تاثیر گذار در زمینههای گوناگون هستند از اینرو مصرف داخلی سوختهای فسیلی به شکل کنونی و با این روند افزایشی به معنای به هدر دادن آنهاست (جدول 1-1). از نگاهی دیگر استفاده از سوختهای فسیلی بحران جدی گرمایش زمین که یک خطر جهانی است و ناشی از افزایش گازهای گلخانهای در جو میباشد را بوجود آورده است. لذا ضرورت تغییر این روند بیش از پیش احساس میشود. مجموعهی این عوامل باعث شده است که کشورهای پیشرفته و حتی کشورهای در حال توسعهی جهان با توجه به شرایط و پتانسیلهای موجود در کشور خود در حال سرمایه گذاری در بخش انرژیهای تجدیدپذیر مانند نیروگاههای خورشیدی، بادی، زمین گرمایی و … میباشند. میتوان مصرف سوخت گاز در کشور را از سال 1384 تا 1390 درجدول 1-1مشاهده نمود.
شکل 1-1. میزان کل مصرف گاز سالانهی کشور در سال های مختلف [1]
شکل 1-2. نوسانات قیمت گاز طبیعی بر حسب دلار بر هزار فوت مکعب تا سال 2012 [2]
- مصرف گاز طبیعی در بخش های مختلف به تفکیک نوع مصرف طی سالهای 1384-1390 (میلیون متر مکعب) [1]
- درصد مصرف گاز طبیعی در بخش های مختلف به تفکیک نوع مصرف طی سالهای 1384-1390 (میلیون متر مکعب)[1]
با توجه به جداول بیان شده میتوان نرخ افزایش مصرف سوخت در نیروگاههای ایران را با توجه به درخواست افزایش تولید برق مشاهده نمود. استفاده از نیروگاههای تجدیدپذیر در شبکهی برق کشور بسیار ناچیز میباشد (شکل1-3). روند پیش رو روندی مطلوبی نخواهد بود و با افزایش تولید گازطبیعی در ایران باز هم نخواهیم توانست شاهد رشد سود ناشی از صادرات باشیم. همچنین فرسوده بودن نیروگاههای کشور در تولید توان موجب افزایش مصرف سوخت شده است در جدول1-3 کارکرد نیروگاههای بخار با عمر بالای 30 سال با رنگ قرمز نشان داده شده است که نزدیک به 62/52 % از نیروگاههای بخار کل کشور را به خود اختصاص دادهاند و نیروگاههای با عمر بین 25 الی 30 سال در این جدول با رنگ زرد مشخص شده است در مجموع نیروگاههای بخار بالای 25 سال کارکرد 42/68% از کل نیروگاههای بخار را تشکیل میدهند که نشان از فرسوده بودن نیروگاههای بخار کل کشور است که این امر موجب بالا رفتن مصرف سوخت نیروگاهها میشود و میزان تولید توان را نیز به واسطهی فرسوده بودن کاهش میدهد.
شکل 1-3. سهم نیروگاه های مختلف در تولید برق ایران در سال 1383 [3]
شکل 1-4. سهم نیروگاه های مختلف در تولید برق ایران در سال 1390 [1]
- مشخصات نیروگاه بخار ایران مرتب شده بر اساس سال بهرهبرداری [3]
نام نیروگاه | محل احداث | سال بهره برداری | تعداد واحد | ظرفیت هر واحد | مجموع | راندمان (%) | کارخانه سازنده |
طرشت | تهران | 1338 | 4 | 5/12 | 50 | 7/21 | آلستوم |
بعثت | تهران | 1346-1347 | 3 | 5/82 | 5/247 | 1/29 | جنرال الکتریک |
اسلام آباد | اصقهان | 1348 1353 1359-1367 مجموع |
2 1 2 5 |
5/37 120 320 – |
75 120 640 825 |
2/36 |
جی.ای.ئی |
شهید منتظر قائم | کرج | 52-1350 | 4 | 47/156 | 88/635 | 4/34 | جنرال الکتریک |
لوشان (شهید بهشتی) | گیلان | 1352 | 2 | 120 | 240 | 6/36 | ک.و.یونیون |
زرند | کرمان | 1352 | 2 | 30 | 60 | 8/24 | اسپی باتین یول |
مشهد | مشهد | 53-1352 | 2 | 60 | 120 | 9/28 | اشکودا |
نکا (شهید سلیمی) | نکا | 60-1358 | 4 | 440 | 1740 | 5/35 | براون باوری |
اهواز (رامین) | اهواز | 78-1358 | 6 | 320 | 1280 | 4/42 | تکنوبروم اکسپورت |
بندرعباس | بندرعباس | 64-1359 | 4 | 320 | 1280 | 0/34 | جی.ای.ئی |
شهید منتظری | اصفهان | 78-1363 | 8 | 200 | 1600 | 7/35 | تکنوبروم اکسپورت |
توس | مشهد | 66-1364 | 4 | 150 | 600 | 0/35 | برائن باوری |
تبریز | تبریز | 68-1365 | 2 | 368 | 736 | 8/35 | آلستوم |
شهید رجائی | قزوین | 1371 | 4 | 250 | 1000 | 5/30 | میتسوبیشی |
بیستون | کرمانشاه | 1373 | 2 | 320 | 640 | 7/36 | جی.ای.ئی |
شهید مفتح (غرب) | همدان | 1373 | 4 | 250 | 1000 | 5/35 | میتسوبیشی |
ایرانشهر | ایرانشهر | 82-1374 | 4 | 64 | 256 | 7/29 | اشکودا |
شازند | اراک | 80-1379 | 4 | 325 | 1300 | 5/42 | دی.ای.سی |
سهند | تبریز | 84-1383 | 2 | 325 | 650 | 8/34 | اس.ئی.سی |
میزان بالا و ثبات انرژی خورشیدی این منبع انرژی را در حال حاضر به یکی از اصلیترین و مناسبترین انرژیهای تجدیدپذیر جهت استفاده تبدیل کرده است. باید توجه داشت که میزان انرژی تابشی خورشید در تمام نقاط جهان یکسان نیست و استفادهی وسیع از این منبع لایزال مشروط به شدت تابش مناسب انرژی خورشیدی در منطقهی مورد استفاده است. با توجه به موقعیت جغرافیایی و شرایط محیطی، خوشبختانه انرژی خورشید با شدت بالایی در کشور وجود دارد (شکل1-5). و این امر ایران را به یکی از مستعدترین نقاط دنیا برای بهره برداری از انرژی خورشید تبدیل کرده است. البته بهره برداری از انرژی خورشیدی در ایران در حال انجام است، اما این میزان در مقایسه با استفاده از انرژی حاصل از سوختهای فسیلی بسیار ناچیز است. در زمینه تولید برق در کشور تا کنون از نیروگاههای آیینه سهموی مانند نیروگاه 250 کیلوواتی شیراز و صفحات فتوولتاییک استفاده شده است. این تناسب تولید توان در کشورهایی مانند آلمان که از شدت تابش خورشیدی به مراتب کمتر از ایران برخوردار هستند کاملا متفاوت بوده به گونهای که تا پایان سال 2020، 30% کل برق این کشور از انرژی تجدیدپذیر و عمدتا انرژی خورشیدی تأمین میشود[29] شکل1-5 نقشهی مقدار تابش خورشید در کشور ایران و شکل1-6 میزان تابش خورشید در اروپا را نشان میدهد.
نسخه قابل چاپ | ورود نوشته شده توسط نجفی زهرا در 1399/10/25 ساعت 10:26:00 ب.ظ . دنبال کردن نظرات این نوشته از طریق RSS 2.0. |