ناودانی سهمی‌گون (parabolic trough) نوعی کلکتور گرمایی خورشیدی است که در یک بعد مستقیم و در دو بعد دیگر به صورت سهمی دارای انحنا و دارای پوشش آینه‌ای صیقلی است.
یک تیوب که معمولا از نوع دوجداره فلاسکی (Dewar tube) است، در طول این ناودانی و در خط کانونی آن قرار دارد. آینه به سمت خورشید چرخانده می‌شود و بازتاب آن بر روی تیوبی متمرکز می‌شود که شامل سیالی است که تا دمای بالا داغ می‌شود. سیال داغ به دستگاهی مانند موتور حرارتی (heat engine) که از انرژی برای اهدافی مانند تولید برق استفاده می‌کند، لوله‌کشی می‌شود.
عملکرد ناودانی سهمی‌گون
ناودانی معمولا بر روی محور شمال-جنوب تنظیم می‌شود و برای دنبال کردن خورشید چرخیده می‌شود، به صورتی که هر روز یک بار آسمان را جارو می‌کند. به جای آن می‌توان ناودانی را بر روی محور شرق-غرب تنظیم کرد که این کار باعث کاهش راندمان کلی کلکتور به دلیل اتلاف کسیونسی می‌شود ولی نیازی به ترکینگ ندارد و تنها باید با تغییر فصل آن را تنظیم نمود. این روش ترکینگ در پاییز و بهار و در زمان اعتدال به خوبی عمل می‌کند ولی در زمان‌های دیگر سال دارای خطا است که میزان این خطا در طول روز تغییر می‌کند و در زمان ظهر به حداقل می‌رسد. همچنین یک خطا نیز به دلیل حرکت روزانه خورشید در آسمان رخ می‌دهد که این خطا نیز در زمان ظهر به حداقل می‌رسد. به دلیل این خطاها، ناودانی‌های سهمی‌گون با تنظیم فصلی معمولا با نسبت تمرکز خورشیدی پایین‌تری ساخته می‌شوند.
طراحی ناودانی سهمی‌گون
سیال انتقال حرارت که معمولا روغن است، در طول لوله حرکت می‌کند و نور متمرکز خورشید را جذب می‌کند که باعث افزایش دمای سیال تا 400 درجه سانتی‌گراد می‌شود. پس از آن از این سیال انتقال حرارتی برای گرمایش بخار در یک توربین ژنراتور استاندارد استفاده می‌شود. این فرآیند اقتصادی است و برای گرمایش لوله، راندمان حرارتی در بازه 60 تا 80 درصد قرار می‌گیرد. راندمان کلی از کلکتور تا شبکه برق یا به عبارت دیگر توان الکتریکی خروجی تقسیم بر توان خورشیدی ورودی حدود 15 درصد است که برابر با سلول خورشیدی، PV، ولی کم‌تر از دیش‌های تمرکز‌کننده استرلینگ (Stirling dish concentrators) خواهد بود.
بیش‌تر آینه‌های مورد استفاده سهمی‌گون و یک‌تکه هستند. علاوه بر آن ناوادانی‌های V شکل که از دو آینه ساخته شده‌اند نیز موجود هستند.
با توجه به این که طبیعت این منبع انرژی نوسانی است، روش‌هایی برای ذخیره انرژی مورد مطالعه قرار گرفته‌اند. به عنوان مثال تکنولوژی تانک ذخیره یا ترموکلاین (thermocline) برای نیروگاه‌های خورشیدی بزرگ مورد مطالعه قرار گرفته است. روش تانک ترموکلاین از مخلوطی از شن سیلیکا و سنگ‌های کوارتزی برای پر کردن بخش زیادی از حجم مخزن استفاده می‌کند. پس از آن تانک با سیال انتقال حرارت که معمولا نمک نیترات مذاب است پر می‌شود.
یک تیوب که معمولا از نوع دوجداره فلاسکی (Dewar tube) است، در طول این ناودانی و در خط کانونی آن قرار دارد. آینه به سمت خورشید چرخانده می‌شود و بازتاب آن بر روی تیوبی متمرکز می‌شود که شامل سیالی است که تا دمای بالا داغ می‌شود. سیال داغ به دستگاهی مانند موتور حرارتی (heat engine) که از انرژی برای اهدافی مانند تولید برق استفاده می‌کند، لوله‌کشی می‌شود.
ناودانی معمولا بر روی محور شمال-جنوب تنظیم می‌شود و برای دنبال کردن خورشید چرخیده می‌شود، به صورتی که هر روز یک بار آسمان را جارو می‌کند. به جای آن می‌توان ناودانی را بر روی محور شرق-غرب تنظیم کرد که این کار باعث کاهش راندمان کلی کلکتور به دلیل اتلاف کسیونسی می‌شود ولی نیازی به ترکینگ ندارد و تنها باید با تغییر فصل آن را تنظیم نمود. این روش ترکینگ در پاییز و بهار و در زمان اعتدال به خوبی عمل می‌کند ولی در زمان‌های دیگر سال دارای خطا است که میزان این خطا در طول روز تغییر می‌کند و در زمان ظهر به حداقل می‌رسد. همچنین یک خطا نیز به دلیل حرکت روزانه خورشید در آسمان رخ می‌دهد که این خطا نیز در زمان ظهر به حداقل می‌رسد. به دلیل این خطاها، ناودانی‌های سهمی‌گون با تنظیم فصلی معمولا با نسبت تمرکز خورشیدی پایین‌تری ساخته می‌شوند.
طراحی ناودانی سهمی‌گون
سیال انتقال حرارت که معمولا روغن است، در طول لوله حرکت می‌کند و نور متمرکز خورشید را جذب می‌کند که باعث افزایش دمای سیال تا 400 درجه سانتی‌گراد می‌شود. پس از آن از این سیال انتقال حرارتی برای گرمایش بخار در یک توربین ژنراتور استاندارد استفاده می‌شود. این فرآیند اقتصادی است و برای گرمایش لوله، راندمان حرارتی در بازه 60 تا 80 درصد قرار می‌گیرد. راندمان کلی از کلکتور تا شبکه برق یا به عبارت دیگر توان الکتریکی خروجی تقسیم بر توان خورشیدی ورودی حدود 15 درصد است که برابر با سلول خورشیدی، PV، ولی کم‌تر از دیش‌های تمرکز‌کننده استرلینگ (Stirling dish concentrators) خواهد بود.
با توجه به این که طبیعت این منبع انرژی نوسانی است، روش‌هایی برای ذخیره انرژی مورد مطالعه قرار گرفته‌اند. به عنوان مثال تکنولوژی تانک ذخیره یا ترموکلاین (thermocline) برای نیروگاه‌های خورشیدی بزرگ مورد مطالعه قرار گرفته است. روش تانک ترموکلاین از مخلوطی از شن سیلیکا و سنگ‌های کوارتزی برای پر کردن بخش زیادی از حجم مخزن استفاده می‌کند. پس از آن تانک با سیال انتقال حرارت که معمولا نمک نیترات مذاب است پر می‌شود.
آخرین ویرایش توسط مدیر: