کوره خورشیدی

کوره خورشیدی 5

کوره خورشیدی چیست

انرژی گرمایی خورشید یک نوع فناوری است که برای بهره برداری از انرژی گرمایی حاصل از انرژی خورشید به کار برده می شود. تامین کننده های انرژی حرارتی خورشیدی توسط اداره اطلاعات انرژی ایالات متحده آمریکا به سه دسته دمای پایین، متوسط و دما بالا طبقه بندی می شوند. در دمای پایین به طور کلی از صفحات مسطح و در مناطق مسکونی استفاده می شود. در دمای متوسط نیز از صفحات صاف استفاده می شود ولی در تعداد بالا برای گرم کردن آب یا هوا در مناطق تجاری و اداری بهره برداری می گردد. در دمای بالا از تمرکز نور خورشید با استفاده از آینه و لنز در جهت تولید برق استفاده می شود. همچنین از متمرکز کردن نور برای فرآیندهایی که به دمای بالا نیاز دارند استفاده می شود و در این حالت نیز از متمرکز کننده های نوری استفاده می گردد. به فرآیند تمرکز نور به منظور تامین دمای بالای انرژی حرارتی کوره خورشیدی گفته می شود.

کوره‌ی خورشیدی درست مانند تمام کاربردهای غیر نیروگاهی خورشیدی دیگر با استفاده از انرژی خورشید گرمای لازم را فراهم می‌کند. اگر بخواهیم به طور خلاصه کوره خورشیدی شرح دهیم، کوره‌ی خورشیدی وسیله ای است که از تعداد زیادی آینه تشکیل شده است که به طور هماهنگ نور خورشید را روی یک نقطه کانونی متمرکز می‌کنند تا دمای آن نقطه که همان کوره است افزایش پیدا کند.

کوره خورشیدی به شکل بشقاب کاو (مقعر)، آینه‌ای و صیقلی که نورهای تابیده شده به طرف خود را بازتاب می‌کند می باشد. نورهای تابیده شده از بی‌نهایت دور موازی هستند بنابراین همه آن‌ها بعد از بازتابش از نقطه خاصی به نام کانون می‌گذرند. در نقطه کانون حرارت و گرما بسیار بالاتر از نقاط دیگر است. بنابراین از این گرما و حرارت برای تولید آب گرم و بخار آب گرم برای به راه انداختن توربین یک نیروگاه برق استفاده می‌شود.

فرایندی که در کوره‌ی خورشیدی اتفاق می‌افتد تقریبا همانند متمرکز کردن نور با ذره بین می باشد. مثلا می توان اجاق خورشیدی را نوعی ساده از کوره‌ی خورشیدی دانست. نور خورشید به تنهایی خطر چندانی ندارد ولی در صورت متمرکز شدن با ذره بین می‌تواند منجر به بالا رفتن بیش از حد دما در نقطه‌ی کانون شده و باعث سوختن آن مکان شود.

یک کوره خورشیدی را می‌توان در جهت تولید انرژی در حدود ۱۰۰ تا ۲۰۰ مگاواتی به صورت ۲۴ ساعته به کار گرفت. بنابراین می توان تعداد کوچکی از کوره‌های خورشیدی را جایگزین یک نیروگاه بزرگ هسته‌ای نمود.

کوره خورشیدی 1

مزایای کوره خورشیدی

کوره ‌‌های خورشیدی بسیار قابل اطمینان می باشند و هیچ گونه خللی را در مقایسه با دیگر نیروگاه های خورشیدی ایجاد نمی‌نمایند. توربین ها، انتقال‌دهنده‌ها و ژنراتورها که در معرض جریان پیوسته هوا قرار دارند تنها قسمت های متحرک کوره خورشیدی می‌باشند. کوره خورشیدی نیازمند کمترین هزینه نگهداری بوده و به سوخت احتراق‌پذیر نیز نیازی ندارد.

به علاوه کوره خورشیدی به خنک‌سازی توسط آب نیازی ندارد. این یک مزیت بسیار خوب به خصوص برای کشورهایی می‌باشد که از منبع کافی انرژی خورشیدی بهره‌مند بوده ولی متاسفانه برای تامین آب آشامیدنی دچار مشکلاتی می باشند.

به دلیل سیستم ذخیره گرمایی موجود در کوره خورشیدی، کوره خورشیدی می تواند به صورت ۲۴ ساعته با انرژی خالص خورشید کار کند. لوله ‌های آب که در زیر سقف شیشه‌ای قرار گرفته ‌اند بخشی از انرژی تابشی را به هنگام روز جذب کرده و آن را از طریق جمع‌آوری کننده در شب آزاد می کنند. بنابراین کوره‌های خورشیدی می‌توانند به نحو عالی در شب برق تولید کنند.

از ویژگی های کوره خورشیدی این است که در مجاورت دمایی بالا حتی دمای ۳۸۰۰ درجه سانتیگراد گرما احساس نمی شود و می توان در چند سانتیمتری منطقه حرارتی کار کرد.

کوره خورشیدی 2

تاریخچه کوره خورشیدی

اولین استفاده از کوره خورشیدی به قرن هجدهم میلادی بر می گردد. نوتورا اولین کوره خورشیدی را در فرانسه ابداع کرد و به وسیله آن یک تل چوبی را در فاصله ۶۰ متری سوزاند. بسمر ملقب به پدر فولاد جهان نیز حرارت مورد نیاز کوره ذوب فولاد خود را از انرژی خورشیدی تأمین می‌کرد. رایج ترین سیستم یک کوره خورشیدی متشکل از دو آینه یکی تخت و دیگری کروی می‌باشد. نور خورشید به آینه تخت رسیده و توسط این آینه به آینه کروی بازتابیده می‌شود. طبق قوانین اپتیک هرگاه دسته پرتوی موازی محور آینه با آن برخورد نماید در محل کانون متمرکز می‌شوند به این ترتیب انرژی حرارتی گسترده خورشید در یک نقطه جمع می‌شود که این نقطه به دمای بسیار بالایی می‌رسد. امروزه پروژه ‌های متعددی در زمینه کوره‌ های خورشیدی در اقصی نقاط جهان در حال طراحی و اجرا می‌باشد.

بزرگترین کوره خورشیدی ساخته شده تا به امروز، کوره خورشیدی اودیو فرانسه می باشد که شامل یک متمرکزکننده انعکاسی به ابعاد ۹ در ۱۱ متر با فاصله کانونی ۶ متر که ۶۳ هلیواستات روی ۸ سکو به صورت پلکانی قرار دارند. هر هلیواستات از ۱۸۰ قطعه آینه تشکیل شده است که ابعاد آن ۵۰ در ۵۰ سانتیمترمربع در یک قاب بوده و خورشید را ردیابی نموده و نور آن را برای متمرکز کننده می فرستد. میزان انرژی تولید شده حرارتی هزار کیلووات می باشد و میانگین دمای ماکزیمم ۳۸۲۵ درجه سانتیگراد می باشد. از این کوره خورشیدی در زمینه به دست آوردن فلزات بسیار خالص مانند تنگستن و تهیه نسوز‌ها و کریستوگرافی مواد نسوز و فلزات و نسوز‌های خاصی که با کوره‌های معمولی امکانپذیر نیست استفاده می شود.

کوره خورشیدی 3

در فرانسه کوره خورشیدی مونت لوئیز با قدرت ۵۰ کیلووات ساخته شده است که قادر است هر فلزی را ذوب کند. در نیومکزیک آمریکا کوره خورشیدی با قدرت ۲۳ کیلوات ساخته شده است که در تهیه زغال اکتیو استفاده می شود. در دانشگاه توهوکو ژاپن و در شهر تاشکند واقع در ازبکستان، یک مجتمع بزرگ صنعتی خورشیدی شامل کوره خورشیدی با دمای ۳۵۰۰ درجه سانتی گراد در حال ساخت می باشد. با توجه به شرایط تابشی کشور، مناطق زیادی از کشور ما دارای ۳۰۰ روز آفتابی در طول سال هستند و همچنین عدم نیاز کوره خورشیدی به تاسیسات شهری، در کنار معادن می توان سنگ‌های معدنی را به فلزات خالص تبدیل نمود و سپس به مراکز مصرف ارسال کرد که از این طریق می توان سود بیشتری را به مراکز تولیدی رساند.

کارکرد کوره خورشیدی

کوره خورشیدی 4

دمای بالا برای کوره خورشیدی به وسیله تأثیر گلخانه‌ای تولید می‌گردد. برای تولید این تأثیر از یک جمع‌آوری‌کننده ساده که شامل یک شیشه یا لایه پلاستیکی است استفاده می شود، جمع آوری کننده را به صورت افقی به میزان دو تا شش متر بالای زمین قرار می‌دهند. بلندی منطقه تحت پوشش مجاور با کوره افزایش یافته به گونه‌ای که هوا با حداقل میزان اصطکاک دارای حرکت عمودی می‌گردد. این پوشش، امواج کوتاه تابش خورشیدی را گرفته و امواج بلند تابش را از زمین گرم شده به دست می‌آورند. از این رو زمین زیر سقف گرم شده و گرما را به جریان هوای بالای آن از منطقه بیرونی به داخل کوره خورشیدی منتقل می‌نماید.

درج شده در

Leave a Reply

avatar
  تنظیم هشدار برای :  
هشدار برای
دسته بندی ها
آخرین مطالب