به نام خداوند جان و خرد

                                      کزین برتر اندیشه بر نگذرد

- مقدمه: در آینده‌ای نزدیک ساخت نیروگاه ترکیبی حرارتی خورشیدی در مناطقی که مقدار بازیافت انرژی خورشیدی مناسبی وجود دارد شیوه‌ای مهم برای تامین انرژی از نقطه نظر سازگاری با محیط زیست و توسعه پایدار تلقی می‌شود. آزمایشات و مطالعات گسترده دو دهه گذشته نشان داده که با دو روش موثر ذیل محدودیتهایی مانند تغییر تشعشع و بالا بودن راندمان و کاهش قیمت نیروگاه خورشیدی تا حدود زیاد برطرف شود. الف) ترکیب نیروگاههای خورشیدی با نیروگاههای فسیلی ب) استفاده از مخازن ذخیره انرژی برای نیروگاهها کاهش قابل توجه قیمت برق تولیدی در این نیروگاهها با استفاه از انبوه سازی و افزایش ظرفیت نیروگاههای خورشیدی و بهینه‌سازی تجهیزات تولید الکتریسیته نیز امکان پذیر شده است. نیروگاههای حرارتی خورشیدی براساس نحوه جمع‌آوری انرژی خورشید از یکدیگر متمایز می‌شوند. در میان گروههای مختلف،‌ نیروگاههای خورشیدی سهموی پیشرفت قابل ملاحظه‌ای طی دو دهه گذشته داشته و حدود 80% انرژی الکتریکی خورشیدی جهان، با استفاده از این سیستمها تولید می‌گردد در ایالت متحده آمریکا به تنهایی طی یک دهه تعداد 9 نیروگاه با ظرفیت کل 354 مگاوات نصب و به شبکه برق سراسری متصل و در مدت ده سال حدود GWh 500 برق تولید کرده‌اند. ساخت نیروگاه خورشیدی سهموی هم اکنون در کشورهای یونان، مصر، اردن، هند، اسپانیا، مکزیک و چند کشور در دست بررسی و یا انجام است و بهره‌برداری از کلکتورهای ساختمانها، تولید سرما و سایر کاربردها به سرعت در حال گسترش می‌باشد. در ایران با وجود ظرفیت بالای تشعشع خورشید به عنوان اولین گام مهم در زمینه تولید الکتریسیته با استفاده از انرژی گرمایی خورشیدی و با توجه به پیشینه کلکتورهای سهموی خطی در جهان ، طراحی و ساخت یک نیروگاه آزمایشی خورشیدی از نوع سهموی خطی توسط سازمان انرژیهای نو ایران مدیریت و اجرا می گردد. طراحی پروژه توسط بخش مهندسی مکانیک ، دانشکده مهندسی دانشگاه شیراز انجام گردیده است . 2- اهداف پروژه: 1- تحقیق و پژوهش برای توسعه کاربرد انرژیهای نو و پاکیزه از جمله انرژی خورشیدی برای تولید بخار و تولید برق در مقیاس نیمه صنعتی 2- مشارکت دانشگاه و صنعت پیرامون اجرای یک پروژه ملی با استفاده از نیروها، امکانات و تواناییهای داخلی 3- انجام تحقیقات کاربردی و علمی با تکیه بر دانشجویان دوره‌های کارشناسی و کارشناسی ارشد 4- تولید فناوری جدید در بخشهای مختلف کلکتورهای سهموی خطی از نظر سخت افزاری و سیستمهای مدلسازی فرآیندی و بهینه سازی از طریق نرم افزار نیروگاه 250 کیلووات شیراز 3- شماتیک و کلیات نحوه انجام پروژه: هر کلکتور خورشیدی سهموی دارای یک سری آینه خمیده است که پرتوهای تابیده شده را بر روی لوله گیرنده انرژی متمرکز می‌کنند (شکل 1). کل این مجموعه بر روی یک سازه نگهدارنده نصب می‌شود و توسط سیستم ردیاب، خورشید را در طول روز تعقیب می‌کند. انرژی پرتوهای خورشید توسط لوله گیرنده که در کانون سهمی قرار گرفته است جذب شده و به سیال عامل انتقال می‌یابد (شکل 2). بدین طریق دمای سیال در سیکل با گذشت زمان افزایش می‌یابد. در شکل (3) یک سیکل ساده کلکتورهای خورشیدی سهموی جهت تولید برق نشان داده شده است. سیال عامل در این سیکل آب می‌باشد و بخار حاصل وارد یک ماشین بخار شده و انرژی مکانیکی تولید می‌کند و انرژی مکانیکی در یک ژنراتور به انرژی الکتریکی تبدیل می‌شود. - خلاصه ای از فرایند نیروگاه خورشیدی شیراز: نیروگاه خورشیدی شیراز از 48 عدد کلکتور سهموی در 8 ردیف 6 تایی تشکیل شده است که در راستای شمال- جنوب نصب گردیده است .طول هر کلکتور 25 متر و دهانه آن 4/3 متر میباشد بر روی هر کلکتور 6 عدد لوله جاذب استوانه ای شکل با پوشش کرم سیاه یا سرمت میباشد که بوسیله شیشه های پیرکس پوشانده شده است این لوله ها در طول خط کانونی کلکتور قرار میگیرد.کل مجموعه بر روی سازه های نگهدارنده نصب شده است و توسط سیستم های ردیابی با سیستم کنترلی خورشیدی را در طول روز تعقیب میکند. انرژی حرارتی پرتو های خورشید توسط لوله های گیرنده جذب شده و به سیال اتنقال حرارت که روغن میباشد منتقل میشود . سیال تا 265 درجه سانتیگراد گرم میشود و سپس روغن داغ وارد مبدلهای حرارتی شده و پس از عبوراز مبدل، آب را به بخار سوپر هیت تبدیل میکند و بخار حاصل وارد ماشین بخار شده و توسط ژنراتور برق تولید میشود . نیروگاه خورشیدی شیراز شامل 48 عدد کلکتور ، 4992 عدد آینه نصب شده بر روی کلکتور ها ، 288 عدد لوله گیرنده میباشد.همچنین هر آینه تعداد 4 عدد پایه سرامیکی و هر کلکتور 416 عدد پایه سرامیکی دارد. مجموع تعداد پایه سرامیکی کل نیروگاه 19968 عدد میباشد. 4- مشاوران و پیمانکاران: مشاور : دانشکده مهندسی ، دانشگاه شیراز پیمانکاران : بخش ساختمانی و محوطه سازی : شرکت شیراز وسعت ، شرکت فیم شیراز ، شرکت کیارش فارس بخش تجهیزات : شرکت مپصا ، شرکت متن نیرو ، شرکت گلسافرو شرکت الکتروکنترل 5- فهرست فعالیتهای انجام گرفته طی دوره (مهر ، آبان و آذر) : 5-1- نیروگاه خورشیدی شیراز : الف- در بخش خرید و نصب سیستم کنترل و ابزار دقیق : • تست سیستم و برنامه نرم افزار کنترلی و راه اندازی ابزار دقیق جهت تولید بخار ب- در بخش مکانیکی و هیدرولیکی نیروگاه : • سرویسهای دوره ای سیستم هیدرولیک جهت آماده به کار بودن مزرعه کلکتورها • تهیه قطعات یدکی لازم جهت تعمیر جک های هیدرولیک • انجام اقدامات لازم جهت تهیه قطعات شیرهای هیدرولیکی ج- در بخش تجهیزات بخش روغن نیروگاه : • شارژ روغن به سیستم سیکل روغن د- سایر اقدامات : • انجام اقدامات لازم جهت تکمیل و تغییر سیستم انبارداری سایت شیراز • انجام اقدامات لازم جهت خرید پمپ های آتش نشانی و اتصال به سیستم آب آتش نشانی • انجام اقدامات لازم جهت تهیه تجهیزات آتش نشانی به منظور تکمیل تجهیزات مربوطه ه- تجهیزات تولید بخار : • ساخت واشرهای فلزی جهت سیستم تولید بخار و مبدلهای حرارتی • اجرا و نصب اسکلت فلزی بخش پمپهای آب تغذیه و اجرای پوشش ضد زنگ • تهیه مشخصات فنی و انجام اقدامات لازم جهت عملیات عایق کاری بخش تولید بخار ی – تست و نگهداری و تامین لوازم یدکی : • در حال حاضر فاز تولید بخار نیروگاه از طریق انرژی خورشید به صورت کامل انجام شده و مراحل راه اندازی بر اساس شرایط طراحی اولیه نیروگاه دردست اجراء میباشد . • انجام اقدامات لازم جهت تهیه قطعات یدکی (اتصالات) انعطاف پذیر کلکتورهای خورشیدی با طرح جدید • انجام عملیات تنظیم و کالیبراسیون کلکتورها و انجام تست های مربوطه 5-2- انجام مطالعات و فناوری انرژی خورشیدی : • ادامه جمع آوری اطلاعات و گزارشات مربوط به فناوریهای خورشیدی از مراجع سایتهای اینترنتی شامل: 1. central receiver system (CRS) solar power plant using molten salt as heat transfer fluid. • تهیه گزارش نیروگاه خورشیدی شیراز گامی به سوی خودکفایی • اشاره ای بر سیاستگزاری اجتماعی نیروگاههای حرارتی خورشیدی • برگزاری کارگاه آموزشی آب شیرین کن خورشیدی 5-3- پتانسیل سنجی تابش خورشیدی : • نصب ایستگاه تابش سنجی طالقان و انجام پروسه راه اندازی آن • دیتا برداری از دستگاه تابش سنجی طالقان و پردازش اطلاعات آن • بهره برداری و دیتابرداری از دستگاه تابش سنجی و پردازش اطلاعات در نیروگاه خورشیدی شیراز • تهیه گزارش دستورالعمل نصب و راه اندازی تجهیزات تابش سنجی خورشیدی 5-4- سایر اقدامات : • ادامه نظارت بر قراردادهای تحقیقاتی دفتر 6- پیشرفت فیزیکی : پیشرفت فیزیکی پروژه (88) درصد می باشد .* * الباقی درصد باقی مانده (12 درصد) مربوط به فاز تولید برق بوده (اعتبارات مربوط به انجام این فاز هنوز تصویب نگشته است) می باشد . 7- زمان خاتمه : Ø مرداد ماه 1387 عملیات بهره برداری تا بخش تولید بخار در نیروگاه خورشیدی شیراز انجام پذیرفته است و از این مرحله به بعد عملیات تولید بخار و داده برداری در حال اجراء می باشد . تصاویری از نیروگاه خورشیدی شیراز