مقدمه
منابع فسیلی که درطی میلیون‌ها سال در کره زمین پدید آمده‌اند پایان پذیرند و سرانجام باید چاره ای برای جایگزینی آنها اندیشید. از میان انرژی‌های نو، انرژی خورشیدی گزینه نخست برای این جایگزینی است. رایج ترین و عمده‌ترین روش بکار گیری انرژی خورشیدی پنل‌های فوتو‌ولتاییک هستند که انرژی فوتون‌های نور خورشید را به جریان الکتریسیته تبدیل می‌کنند. سوای پنل‌های فوتو‌ولتاییک، میتوان گرمای نهفته در نور خورشید را نیز مستقیم به انرژی گرمایی تبدیل کرد. در بسیاری از صنایع، فراهم کردن گرما اولویت تامین انرژی است.
نظریه
نیروگاه های حرارتی خورشیدی در دو دسته نیروگاه های خطی (سهموی خطی و فرنلی خطی) و بشقابی (بازتابنده کروی و بازتابنده بشقابی) طراحی و ساخته می شوند.
شبیه سازی اپتیکی آنها توسط نرم افزار زیماکس (Zemax) انجام می شود.
کارهای تجربی
تا کنون در راستای پژوهش های انجام شده، یک بازتابنده کروی بازتابی 60 وات حرارتی کوچک مقیاس برای انجام آزمون های میدانی ساخته شده است. آینه های بازتابنده کروی 2000 وات ساخته شده و مراحل آزمون را سپری می کند.
در شکل زیر آزمون میدانی متمرکز 60 وات حرارتی. این متمرکز کننده در داخل کشور ساخته شده و نیز لایه نشانی شده است. در این چیدمان در حال اندازه گیری مشخصات کیفیت تمرکز نور هستیم.
همچنین در شکل زیر متمرکز کننده بر روی سازه مکانیکی سبک نصب شده و در امتداد تابش خورشید قرار می گیرد. با استفاده از دوربین CCD و قطعات اپتیکی مناسب که در مسیر تصور برداری قرار داده شده، شدت نور در کانون آینه اندازه گرفته می شود.
بازدیدها
به منظور هم افزایی و انتقال دانش فنی، بازدیدی به مدت دو هفته از مرکز تحقیقات انرژی ایتالیا صورت گرفت. در این بازدید، دانش فنی اپتیکی نیروگاه های سهموی خطی و نیروگاه های کروی بشقابی مورد نقد و بررسی قرار گرفت. نحوه ساخت آینه ها، جنس بازتابنده آینه ای، ویژگی های بازتابنده آینه ای، اندازه گیری نمایه سه بعدی سطح آینه ها و اندازه گیری کیفیت نصب آینه ها توسط تیم ایتالیایی آموزش داده شد.
در تصاویر بالا در ابتدا نیروگاه سهموی خطی با توان حرارتی اسمی 500 کلیووات و در تصویر دوم نیروگاه کروی بشقابی مرکز تحقیقات انرژی ENEA در ایتالیا با توان حرارتی اسمی 50 کیلووات و توان الکتریکی اسمی 20 کیلووات را نشاهده می نمایید.
دستاوردها
هادی برزویی، ” طراحی متمرکز کنندههای آینهای خطی فرنلی برای نیروگاههای حرارتی خورشیدی”، بیست و پنجمین کنفرانس اپتیک و فوتونیک ایران و یازدهمین کنفرانس مهندسی و فناوری فوتونیک ایران، دانشگاه شیراز، 9 تا 11 بهمن 1397.
مقاله ” اندازه گیری خطای شیب سطحی زیر لایه نگهدارنده آینه دیش خورشیدی شلجمی به روش اسکن اپتیکی ” برای مجله علمی پژوهشی انرژی ارسال شده است.