مسعود ابراهیمی

در پژوهش حاضر، یک سیستم هیبریدی تولید برق بر مبنای ژنراتور ترموالکتریک و توربین بادی، طراحی شده است. مدلسازی سیستم طراحی شده با استفاده از کدنویسی و نیز نرم افزار Fluent انجام شده است. در طراحی این سیستم از کلکتور هوای خورشیدی و دودکش خورشیدی، به دو منظور استفاده شده است، یکی جهت کمک به افزایش سرعت باد از طریق خاصیت ترموسیفونی هوا و گرم شدن هوا به هنگام عبور از داخل کانال و مجاورت با صفحه جاذب کلکتور که بر اثر قرارگرفتن در معرض نور خورشید گرم شده است و کاربرد دیگر جهت بهره گیری از صفحه جاذب به عنوان منبع گرم ترموالکتریک؛ به این صورت که ترموالکتریک ها در زیر صفحه جاذب کلکتورخورشیدی نصب شده اند و این صفحه نقش منبع گرم ترموالکتریک ها را دارد، و همچنین هوای عبوری از کانال کلکتور به عنوان منبع سرد ترموالکتریک درنظر گرفته شده است. درمقابل خروجی دودکش خورشیدی یک توربین بادی با محور چرخش عمودی ساونیوس قرار گرفته است که می توانیم از افزایش سرعت ایجاد شده در هوای خروجی از دودکش خورشیدی به دلیل گرم شدن هوا و کاهش چگالی آن جهت کمک به چرخش پره ها بهره ببریم. جهت اطمینان از نتایج حاصل، عملکرد هرکدام از اجزای اصلی سیستم با نتایج سایر محققان مورد مقایسه و اعتبار سنجی قرار گرفته است. نتایج نشان داد که برای یک حالت بهینه مشخص، هر ژنراتور ترموالکتریک و توربین بادی ساونیوس به ترتیب قادر به تولید 25 و 45/2 وات ساعت در روز می باشند. همچنین بازده کلکتور هوای خورشیدی، بازده ژنراتور ترموالکتریک و ضریب توان توربین بادی ساونیوس در یک ساعت خاص به ترتیب مقادیر 61، 17 و 56/19 درصد هستند. در این شرایط سرعت متوسط هوای خارج شده از دودکش خورشیدی به m/s 316/2 می رسد که به این ترتیب توان کل موجود در باد برابر است با 173/2 وات. با توجه به نتایج تحلیل اقتصادی، هزینه سرمایه گذاری اولیه و جریان نقدی سالانه به ترتیب برابر با 162230000 و 10096320 ریال و همچنین زمان بازگشت سرمایه 07/16 سال به دست آمده است. باتوجه به عدم استفاده از سوخت های فسیلی در سیستم، از تولید kg 436/1857 کربن دی اکسید در سال جلوگیری می شود.