۲-۲-۲- مزایای نیروگاه های خورشیدی
نیروگاههای خورشیدی که انرژی خورشید را به برق تبدیل میکنند امید است در آینده با مزایای قاطعی که در برابر نیروگاههای فسیلی و اتمی دارند به خصوص اینکه سازگار با محیط زیست میباشند، مشکل برق بخصوص در دوران اتمام ذخائر نفت و گاز را حل نمایند. تأسیس و بکارگیری نیروگاههای خورشیدی آیندهای پر ثمر و زمینهای گسترده را برای کمک به خودکفایی و قطع وابستگی کشور به صادرات نفت فراهم خواهد کرد. اکنون شایستهاست که به ذکر چند مورد از مزایای این نیروگاهها بپردازیم(عیوضی، ۱۳۸۴).
( اینجا فقط تکه ای از متن درج شده است. برای خرید متن کامل فایل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. )
الف) تولید برق بدون مصرف سوخت
نیروگاههای خورشیدی نیاز به سوخت ندارند و برخلاف نیروگاههای فسیلی که قیمت برق تولیدی آنها تابع قیمت نفت بوده و همیشه در حال تغییر میباشد. در نیروگاههای خورشیدی این نوسان وجود نداشته و میتوان بهای برق مصرفی را برای مدت طولانی ثابت نگهداشت.
ب) عدم احتیاج به آب زیاد
نیروگاههای خورشیدی بخصوص دودکشهای خورشیدی با هوای گرم احتیاج به آب ندارند لذا برای مناطق خشک مثل ایران بسیار حائز اهمیت میباشند. (نیروگاههای حرارتی سنتی هنگام فعالیت نیاز به آب مصرفی زیادی دارند).
ت) امکان تأمین شبکههای کوچک و ناحیهای
نیروگاههای خورشیدی میتوانند با تولید برق به شبکه سراسری برق نیرو برسانند و در عین امکان تأمین شبکههای کوچک ناحیهای، احتیاج به تأسیس خطوط فشار قوی طولانی جهت انتقال برق ندارند و نیاز به هزینه زیاد احداث شبکههای انتقال نمیباشد.
ث) استهلاک کم و عمر زیاد
نیروگاههای خورشیدی بدلایل فنی و نداشتن استهلاک زیاد دارای عمر طولانی میباشند در حالی که عمر نیروگاههای فسیلی بین ۱۵ تا ۳۰ سال محاسبه شدهاست.
ج) عدم احتیاج به متخصص
نیروگاههای خورشیدی احتیاج به متخصص عالی ندارند و میتوان آنها را بطور اتوماتیک بکار انداخت، در صورتی که در نیروگاههای اتمی وجود متخصصین در سطح عالی ضروری بوده و این دستگاه ها احتیاج به مراقبتهای دائمی و ویژه دارند.
۲-۲-۳- کاربردهای غیر نیروگاهی
کابردهای غیر نیروگاهی از انرژی حرارتی خورشید شامل موارد متعددی میباشد که اهم آنها عبارتاند از: آبگرمکن و حمام خورشیدی – سرمایش و گرمایش خورشیدی – آب شیرین کن خورشیدی – خشک کن خورشیدی – اجاق خورشیدی – کورههای خورشیدی و خانههای خورشیدی(سادات حسینی شکرابی، ۱۳۸۸).
الف – آبگرمکنهای خورشیدی و حمام خورشیدی
تولید آب گرم تهیه آب گرم بهداشتی در منازل و اماکن عمومی به خصوص در مکانهایی که مشکل سوخت رسانی وجود دارد استفاده کرد. چنانچه ظرفیت این سیستمها افزایش یابد میتوان از آنها در حمامهای خورشیدی نیز استفاده نمود. تاکنون با توجه به موقعیت جغرافیایی ایران تعداد زیادی آب گرمکن خورشیدی و چندین دستگاه حمام خورشیدی در نقاط مختلف کشور از جمله استانهای خراسان، سیستان و بلوچستان، یزد و کرمان نصب و راه اندازی شدهاست(سادات حسینی شکرابی، ۱۳۸۸).
ب – گرمایش و سرمایش ساختمان و تهویه مطبوع خورشیدی
اولین خانه خورشیدی در سال ۱۹۳۹ساخته شد که در آن از مخزن گرمای فصلی برای بکارگیری گرمای آن در طول سال استفاده شدهاست. گرمایش و سرمایش ساختمانها با بهره گرفتن از انرژی خورشید، ایده تازهای بود که در سالهای ۱۹۳۰ مطرح شد و در کمتر از یک دهه به پیشرفتهای قابل توجهی رسید. با افزودن سیستمی معروف به سیستم تبرید جذبی به سیستمهای خورشیدی میتوان علاوه بر آب گرم مصرفی و گرمایش از این سیستمها در فصول گرما برای سرمایش ساختمان نیز استفاده کرد(سادات حسینی شکرابی، ۱۳۸۸).
پ – آب شیرین کن خورشیدی
هنگامی که حرارت دریافت شده از خورشید با درجه حرارت کم روی آب شور اثر کند تنها آب تبخیر شده و املاح باقی میماند. سپس با بهره گرفتن از روش های مختلف میتوان آب تبخیر شده را تنظیم کرده و به این ترتیب آب شیرین تهیه کرد. با این روش میتوان آب بهداشتی مورد نیاز در نقاطی که دسترسی به آب شیرین ندارند مانند جزایر را تأمین کرد. آب شیرین کن خورشیدی در دو اندازه خانگی و صنعتی ساخته میشوند. در نوع صنعتی با حجم بالا میتوان برای استفاده شهرها آب شیرین تولید کرد.
ت – خشک کن خورشیدی
خشک کردن مواد غذایی برای نگهداری آنها از زمان های بسیار قدیم مرسوم بوده و انسانهای نخستین خشک کردن را یک هنر میدانستند. خشک کردن عبارت است از گرفتن قسمتی از آب موجود در مواد غذایی و سایر محصولات که باعث افزایش عمر انباری محصول و جلوگیری از رشد باکتریها میباشد. در خشک کنهای خورشیدی بطور مستقیم و یا غیر مستقیم از انرژی خورشیدی جهت خشک نمودن مواد استفاده میشود و هوا نیز به صورت طبیعی یا اجباری جریان یافته و باعث تسریع عمل خشک شدن محصول میگردد. خشک کنهای خورشیدی در اندازهها و طرحهای مختلف و برای محصولات و مصارف گوناگون طراحی و ساخته میشوند(سادات حسینی شکرابی، ۱۳۸۸).
ث – اجاقهای خورشیدی
دستگاه های خوراک پز خورشیدی اولین بار بوسیله شخصی بنام نیکلاس ساخته شد. اجاق او شامل یک جعبه عایق بندی شده با صفحه سیاهرنگی بود که قطعات شیشهای درپوش آنرا تشکیل میداد اشعه خورشید با عبور از میان این شیشهها وارد جعبه شده و بوسیله سطح سیاه جذب میشد سپس درجه حرارت داخل جعبه را به ۸۸ درجه افزایش میداد. اصول کار اجاق خورشیدی جمع آوری پرتوهای مستقیم خورشید در یک نقطه کانونی و افزایش دما در آن نقطه میباشد. امروزه طرحهای متنوعی از این سیستمها وجود دارد که این طرحها در مکانهای مختلفی از جمله آفریقای جنوبی آزمایش شده و به نتایج خوبی نیز رسیدهاند. استفاده از این اجاقها به ویژه در مناطق شرقی کشور ایران که با مشکل کمبود سوخت مواجه میباشند بسیار مفید خواهد بود(سادات حسینی شکرابی، ۱۳۸۸).
ج – کوره خورشیدی
در قرن هجدهم نوتورا اولین کوره خورشیدی را در فرانسه ساخت و بوسیله آن یک تل چوبی را در فاصله ۶۰ متری آتش زد. بسمر پدر فولاد جهان نیز حرارت مورد نیاز کوره خود را از انرژی خورشیدی تأمین میکرد. متداولترین 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 هر گاه 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 دماهای بالایی میرسد. امروزه پروژههای متعددی در زمینه کورههای خورشید در سراسر جهان در حال طراحی و اجراء میباشد.
چ – خانههای خورشیدی
ایرانیان باستان از انرژی خورشیدی برای کاهش مصرف چوب در گرم کردن خانههای خود در زمستان استفاده میکردند. آنان ساختمانها را به ترتیبی بنا میکردند که در زمستان نور خورشید به داخل اتاقهای نشیمن میتابید ولی در روزهای گرم تابستان فضای اتاق در سایه قرار داشت. در اغلب فرهنگهای دیگر دنیا نیز میتوان نمونههایی از این قبیل طرحها را مشاهده نمود. در سالهای بین دو جنگ جهانی در اروپا و ایالات متحده طرحهای فراوانی در زمینه خانههای خورشیدی مطرح و آزمایش شد. از آن زمان به بعد تحول خاصی در این زمینه صورت نگرفت. حدود چند سالی است که معماران بطور جدی ساخت خانههای خورشیدی را آغاز کردهاند و به دنبال تحول و پیشرفت این تکنولوژی به نتایج مفیدی نیز دست یافتهاند مثلاً در ایالات متحده در سال ۱۸۹۰ به تنهایی حدود ۱۰ تا ۲۰ هزار خانه خورشیدی ساخته شدهاست. در این گونه خانهها سعی میشود از انرژی خورشید برای روشنایی – تهیه آب گرم بهداشتی – سرمایش و گرمایش ساختمان استفاده شود و با بکار بردن مصالح ساختمانی مفید از اتلاف گرما و انرژی جلوگیری شود. در ایران نیز پروژه ساخت اولین ساختمان خورشیدی واقع در ضلع شمالی دانشگاه علم و صنعت و به منظور مطالعه و پژوهش در خصوص بهینه سازی مصرف انرژی و امکان بررسی روش های استفاده از انواع انرژیهای تجدیدپذیر به ویژه انرژی خورشیدی اجرا گردیدهاست(سادات حسینی شکرابی، ۱۳۸۸).
۲-۲-۴- نیروگاههای خورشیدی ایران
مصرف انرژی الکتریکی در اکثر کشورها با افزایش رشد صنعتی توسعه مییابد. آمار جهانی نشان میدهد که مصرف انرژی الکتریکی با رشدی بیشتر از ۶% در سال همراه است. مهمترین روش تولید انرژی الکتریکی از طریق نیروگاههای حرارتی میباشد که اغلب آنها با سوختهای فسیلی کار میکنند. این سوختها اولاً آلودهساز محیط بوده ثانیاً منابع آنها محدود و روبه اتمام است. علاوه بر موارد فوق ارزش افزوده سوختهای فسیلی در تبدیل به مواد صنعتی و کشاورزی به مراتب بالاتر میباشد. لذا بهرهگیری از سایر روشها هم برای جلوگیری از آلودگی محیط زیست و هم برای تقلیل مصرف سوختهای فسیلی در دهه گذشته مورد توجه قرار گرفته است.
خورشید به عنوان یک منبع لایزال الهی میتواند بعنوان یکی از منابع مهم انرژی باشد، که نرخ انرژی که از آن دائماً به سطح زمین میرسد حدود ۱۷۳۰۰۰ بیلیون کیلووات تخمین زده میشود. این مقدار تقریباً ۳۰۰۰۰ برابر مصرف کنونی جهان میباشد. با روش های مختلفی انرژی خورشیدی برای تولید جریان الکتریکی استفاده میشود. یکی از آنها استفاده از نیروگاههای حرارتی-برقی خورشیدی است. در این نیروگاهها با بهره گرفتن از متمرکزکنندههای خورشیدی برای جمع آوری گرما در یک سیال و تولید انرژی الکتریکی استفاده میشود. طی یک دهه از سال ۱۹۸۳ تا ۱۹۹۳ تعداد ۹ نیروگاه با ظرفیتهای مختلف، حداکثر ۸۰ مگاوات و جمعاً ۳۵۴ مگاوات در آمریکا نصب گردیده و در حال کار میباشد(تاهولت و هستنس، ۲۰۰۸)[۲۴].
این پروژهها در سایر کشورها از جمله، یونان، ایتالیا و. . . در حال بررسی و ساخت است. در کشور ما نیز استفاده از نیروی خورشیدی سالها است که موردتوجه قرار گرفته است. در این ارتباط پروژه طراحی و ساخت یک نیروگاه خورشیدی به ظرفیت kw 250 با بهره گرفتن از کلکتورهای شلجمی خطی به بخش مکانیک دانشکده مهندسی دانشگاه شیراز سپرده شده است. سیکل روغن و سیکل بخار این نیروگاه بر مبنای شرایط محیطی شیراز طراحی شده است. طراحی انجام شده در شرایط پایدار ساعت ۱۲ ظهر خورشیدی اول پائیز انجام شده است، در این طراحی راندمان کلی نیروگاه ۳/۸% محاسبه شده و از توان kw 1670 تابش خورشید در نهایت kw 285 تبدیل به برق شده است. جزئیات بیشتر سیکل حرارتی و شرایط خطوط در حالت پایدار طراحی در مرجع ۴ آمده است.
از آنجا که شرایط محیطی و تشعشع خورشید که از پارامترهای عمده هستند با زمان متغیر میباشد عملکرد سیکل در ساعات مختلف روز در روزهای مختلف سال متفاوت از شرایط طراحی خواهد بود. لذا ضروری است سیکل روغن بصورت غیرپایدار شبیه سازی و نحوه گردآوری انرژی خورشید و انتقال آن به آب بطور زمامند در یک شرایط واقعیتر بررسی شود و کارائی سیکل در کل سال مشخص و سهم خورشید در تولید برق بطور دقیقتر محاسبه و ارائه گردد.
با شبیه سازی واقعی سیکل فوق میتوان به سرعت تعداد زیادی از مشکلات سیستم طراحی شده را بررسی کرده و ضمن ارائه رهنمودهایی به عنوان یک سیستم نرمافزاری مفید، ترکیب بهینه چندین جزء طراحی شده غیروابسته به یکدیگر در سیکل را مورد ارزیابی قرار داد. با این مدل سازی قبل از ساخت یا اجرای سیستم با اجرای فرآیندهای داخلی آن جزئیاتی را که احیاناً در طراحی اصولی منظور نشده میتوان بررسی نمود و طراحی انجام شده را مورد ارزیابی قرار داد(تاهولت و هستنس، ۲۰۰۸).
۲-۲-۴-۱- سیکل نیروگاه خورشیدی
نیروگاه خورشیدی شیراز شامل دو سیکل روغن و بخار (ترمودینامیکی) میباشد. سیکل روغن شامل مزرعه کلکتور، مخزن ذخیره گرما، مجموعه مبدلهای حرارتی و خطوط ارتباطی میباشد که وظیفه جمع آوری انرژی خورشیدی و گرم کردن روغن را بعهده دارد. مزرعه کلکتور شامل ۴۸ کلکتور شلجمی خطی میباشد که در هشت مسیر موازی و در هر مسیر موازی و در هر مسیر ۶ کلکتور قرار دارد. کلکتورها دارای دهنه، فاصله کانونی و طولی به ترتیب برابر ۴/۳، ۸/۰ و ۲۵ متر میباشد و خورشید را در طول روز از شرق به غرب بطور اتوماتیک ردیابی می کند. در شرایط طراحی روغن با دبی Kg/s 74/13 با دمای ۲۳۱ درجه سانتیگراد به دمای ۲۷۵ درجه سانتیگراد تبدیل میشود. نوع مخزن ذخیره گرما از نوع ترموکلین میباشد.
در این نوع مخزن سیال سرد و گرم به خاطر اختلاف دانسیته مجموعاً در یک جا نگهداری میشود و سیال گرم بصورت لایهای روی سیال سرد قرار میگیرد. این مخزن دارای قطر و ارتفاعی به ترتیب برابر ۳۳/۲ و ۷ متر میباشد. از این مخزن برای نگهداری انرژی مازاد جمع آوری شده توسط مزرعه کلکتور استفاده میشود و در موقع لزوم با تخلیه آن برای تولید بخار بهرهگیری میگردد. مبدلهای حرارتی شامل سه مبدل پیش گرم کن، تولیدکننده بخار اشباع و تولیدکننده بخار خشک میباشد. در این سه مبدل آب از حالت مایع به حالت بخار مافوق گرم تبدیل میشود. این مجموعه در شرایط طراحی آب با دبی Kg/s 71/0 را از دمای ۱۳۴ درجا سانتیگراد به بخار با دمای ۲۶۰ درجه سانتیگراد در فشار atm 24 تبدیل می کند. در مجموعه سیکل روغن لولههایی هستند که جهت ارتباط قسمتهای مختلف سیکل استفاده شده است(معاونت پژوهشی دانشگاه شهید باهنر کرمان، ۱۳۸۸).
۲-۲-۴-۲- آشنایی با نیروگاه خورشیدی حرارتی یزد
کشور جمهوری اسلامی ایران به لحاظ دارا بودن مناطق آفتابخیز فراوان از قابلیت بالایی جهت استفاده از انرژی خورشیدی برخوردار است. مناسبترین مناطق جهت احداث نیروگاههای حرارتی خورشیدی واقع در جنوب و مرکز کشور شامل استانهای یزد، فارس، اصفهان و کرمان هستند که براساس مطالعات امکان سنجی صورت گرفته، استان یزد برای احداث اولین نیروگاه خورشیدی از انواع سهموی انتخاب شد(حسنی و سینا، ۱۳۸۹).
۲-۳ – روش های قیمت گذاری
-
- قیمت گذاری به روش هزینه تمام شده (قیمت حسابداری)
قیمت گذاری بر پایه هزینه تمام شده محصول، به دلیل آن که بر اساس اصول حسابداری صورت می گیرد به قیمت حسابداری معروف است. قیمت حسابداری بر پایه هزینه عوامل و نهاده های مورد استفاده در فرایند تولید، به علاوه هزینه های فروش و اداری، هم چنین درصدی بابت سود محاسبه می شود. بنابراین، در این روش، میزان تقاضای جامعه برای کالاها، نقشی در تعیین قیمت ها ندارد. همچنین در قیمت های حسابداری هزینه های فرصت عو امل تولید در محاسبات منظور نمی شود(لاجوردی و محدث، ۱۳۸۸).
-
- قیمت گذاری بر پایه میزان کار اجتماعی
در این روش، قیمت کالاها متاثر از میزان کار اجتماعی است که برای تولید آنها صرف می شود. یعنی قیمت هر کالا به وسیله میزان کار اجتماعی لازم برای تولید آن کالا مورد ارزیابی قرار می گیرد و تمام عوامل تولید را می توان بر حسب مقدار میانگین واحد کار اجتماعی لازم اندازه گیری کرد. پس با توجه به قیمتی که برای واحد کار در نظر گرفته می شود، میتوان ارزش کالا را تعیین نمود. در این روش قیمت گذاری نظام بازار به طور کل مردود شناخته می شود و نظام قیمت گذاری به طور کلی در اختیار دولت قرار می گیرد. نمونه بارز این نوع قیمت گذاری در کشورهای سوسیالیستی به کار گرفته می شد که تجربه ای ناموفق بوده است(دینی، ۱۳۷۷).
-
- محاسبه قیمت تمام شده هر کیلووات ساعت برق (براساس بهای تمام شده)
بهای تمام شده کالا و خدمات مفهومی مالی است که برای دستیابی به آن با بهره گرفتن از روش های مرسوم و بر اساس اطلاعات متداول مالی مبادرت به شناسایی، بررسی، مقایسه و تجزیه و تحلیل عناصر هزینه، رفتار هزینه و علل آن نموده و نتایج حاصل میتواند مبنای مناسبی برای تصمیم گیری در خصوص تولید، فروش و. . . در اقتصاد باشد. برای بررسی بهای تمام شده برق ابتدا اطلاعات موثق مالی در زمینه تولید، انتقال، دیسپاچینگ، توزیع، خدمات، هزینه های اداری و فروش، هزینه های ناشی از اجرای مقررات، هزینه های مال ی و. . . جمع آوری و سپس بر اساس این اطلاعات بهای تمام شده هر کیلووات محاسبه گردید(لاجوردی و محدث، ۱۳۸۸).
