مدلسازی دینامیک برج خورشیدی (‍CRS) و سیستم ذخیره حرارتی (TES) در حلگر معادلات مهندسی

نیروگاه‌های دریافت کننده مرکزی (central receiver systems) با انعکاس پرتو‌های خورشیدی توسط تعداد زیادی منعکس کننده یا آینه بر روی یک سیستم دریافت کننده، حرارت بالا ایجاد کرده که این حرارت به وسیله یک سیال عامل جذب شده و در نهایت باعث به حرکت در آمدن توربین و تولید برق می‌گردد. به طور کلی بخش‌های اصلی این نیروگاه ها (concentrated solar power) شامل هلیوستاتها، سیستم دریافت کننده مرکزی، سیستم یا سیال انتقال حرارت و سیستم ذخیره حرارتی میباشد. هلیوستات ها یا همان آینه‌های منعکس کننده قابل کنترل هستند و قابلیت ردیابی خورشید در طول روز را دارند و با توجه به زاویه آن ها با خورشید، به نحوی خورشید را دنبال میکنند که بیشترین میزان دریافت و انعکاس پرتو‌های خورشید را داشته باشند. سیستم دریافت کننده مرکزی وظیفه جذب تابش و حرارت ایجاد شده توسط هلیوستات‌ها و انتقال انرژی حرارتی ایجاد شده به سیال عامل را ایفا می کند.

در این کد EES به منظور مدلسازی مزرعه هلیوستات ها از یک مدل ساده استفاده شده است که در آن راندمان مزرعه با توجه به زاویه زنیت و آزﯾﻤﻮت ﺧﻮرﺷﯿﺪ از یک جدول خوانده می شود و از آن برای محاسبه میزان حرارت انتقالی به سیستم دریافت کننده مرکزی استفاده می شود. همچنین در این مدلسازی امکان تعیین ماکزیمم دمای سیال خروجی از سیستم دریافت کننده مرکزی موجود می باشد. همچنین در این مدلسازی سیال خروجی از سیستم دریافت کننده مرکزی وارد یک مخزن ذخیره انرژی حرارتی می باشد که مانع از تغییرات ناگهانی دمای سیال خروجی در شبانه روز می شود. در نهایت آنکه سیستم برای ۴۸ ساعت برای یک سایت به خصوص مدلسازی شده است و تغییرات دما و توان دریافتی برای ۴۸ ساعت محاسبه می شود که در شکل زیر مدل استفاده شده برای کد نویسی و همچنین تغییرات دما در خروجی سیستم دریافت کننده مرکزی در طول شبانه روز نمایش داده شده است.