طراحی وساخت ردیاب خورشیدی میکروکنترلی با متمرکز کننده شبه سهمی درمقیاس آزمایشگاهی بر اساس بهینه سازی ساختار مکانیکی

تلاش جهانی برای تامین انرژی مورد نیاز بشر و دستیابی به توسعه پایدار و سازگار با طبیعت، پیشرفت چشمگیری در زمینه بکارگیری انرژیهای تجدید پذیر را نشان میدهد. در این میان استفاده از انرژی خورشید که منبع اصلی انرژیهای تجدید پذیر است، در پهنه گیتی گسترش خاصی داشته و مورد توجه بوده است.این تحقیق در خصوص طراحی متمرکز کننده شبه سهموی خطی (Similar Parabolic Trough Concentrator) میباشد . با توجه به برتری متمرکز کننده سهموی خطی(PTC)① در طرح جدید تلاش گردیده ضمن حفظ مزیت متمرکز کننده سهموی در بالا بودن راندمان اوپتیکی آن نسبت به متمرکز کننده فرنل خطی(LFC)② به کمک تقریب زدن منحنی سهمی با خطوط بازگشت (Linear Regression method) و از طریق رفع نواقص ساختاری LFC از قبیل نیاز به آینه جمع کننده دوم و پراکندگی بدلیل انعکاس، و نیز کاهش شدید راندمان بدلیل اثر سایه آینه ها در بیرون از زمان پیک تابش، سیستمی کارآمد و قابل توسعه طراحی گردد. از سوی دیگر معایب PTC مثل نیاز به اتصالات انعطاف پذیر و استفاده از موتورهای نسبتا قوی که گشتاور مقاوم سیستم را در زمان تعقیب خورشید و نیز نیروی باد تامین نماید، در این طرح برطرف شده و با ابتکار انطباق مرکز ثقل سیستم بر کانون تمرکز نور، با بکارگیری موتور نسبتا کوچک و ارزان امکان حرکت آینه ها حول لوله اصلی انتقال سیال فراهم میگردد . کاهش هزینه های ساخت، نصب، تعمیر و نگهداری و استفاده از تکنولوژی در دسترس؛ میتواند عاملی موثر در جهت توسعه کاربرد این متمرکز کننده خورشیدی در طیف وسیعی از استفاده های خانگی، صنعتی و نیروگاهی باشد.قبل از اقدام به ساخت در مراحل طراحی انجام محاسبات هندسی توسط نرم افزار متلب صورت میگیرد و فرمولها و روابط خاص بدست آمده در مرحله ساخت بکار گرفته میشود. برای سیستم کنترل اتوماتیک تعقیب کننده خورشید از میکروکنترولر AVR استفاده میشود و با بکارگیری یک DC موتور نسبتا کوچک، تابش عمودی خورشید بر شبکه آینه ها تامین میگردد.در این تحقیق تلاش گردیده با تلفیق LFC وPTC و اعمال برخی بهینه سازیها در ساختار متمرکز کنندهای خورشیدی سهموی و فرنل، ضمن حفظ نسبی راندمان بالا با کاهش هزینه ساخت، عرصهای برای توسعه بیش از پیش این فناوری در بهره برداری از انرژی تجدید پذیر خورشید گشوده گردد.