loading...

تولید انرژی‌ از خورشیدی‌ که نیست

در حقیقت بزرگ‌ترین مانع بر سر پیاده‌سازی و استفاده از انرژی خورشید این است که تابش خورشید بر روی زمین دائمی نیست. بنابراین در روزهای ابری و شب‌ها نیاز به وجود سیستم‌های پشتیبان است تا سامانه‌های تولید برق یا گرمای خورشیدی قادر به ادامه فعالیت خود باشند.

تولید انرژی‌ از خورشیدی‌ که نیست" src="http://cdn.akairan.com/akairan/aka/images/a-da/da1/F-14.jpg" alt="تولید انرژی‌ از خورشیدی‌ که نیست" data-xwidt="290" data-xheight="207" />

سیستم جدیدی که توسط محققان MIT طراحی شده شاید سرانجام بتواند بر این مشکل فائق آمده و منجر به تولید انرژی دائم و قابل استفاده در طول شبانه‌روز شود. این طرح بر پایه استفاده از تعداد زیادی آینه برای متمرکز کردن نور روی برج (ایستگاه) مرکزی استوار است. با این روش دمای بسیار زیادی برای گرم کردن موادی همچون نمک مذاب تولید شده که در نهایت منجر به گرم کردن آب منازل یا به چرخش درآمدن توربین مولد برق می‌شود.

تاکنون در سیستم‌های متمرکز انرژی خورشیدی(CSP) به پمپ‌های گرانقیمت و لوله‌کشی فراوان و دقیق برای حمل نمک مذاب و انتقال گرما نیاز بود که این موضوع فرآیند تجاری شدن این قبیل سیستم‌ها را با مشکل جدی مواجه می‌ساخت، ضمن این‌که این سیستم‌ها فقط در هنگام تابش خورشید کار می‌کردند.

به جای این روش، محققان سیستمی طراحی کرده‌اند که از یک مخزن برای ذخیره گرما استفاده می‌کند. این مخزن قابل نصب روی زمین بوده و نیازی به قرار گرفتن روی برج مرکزی ندارد.نور متمرکز از طریق یک دهانه باریک در بالای مخزن، وارد این محفظه کاملا مجزا می‌شود. صفحه افقی متحرکی در این سیستم نمک گرم شده در بالای مخزن را از نمک سردتر در پایین جدا می‌کند. در روزهای آفتابی پس از گرم شدن نمک این صفحه بتدریج پایین‌تر رفته و باعث افزایش مقدار نمک داغ می‌شود.

علت استفاده از نمک در این سیستم‌ها به دلیل ظرفیت بالای جذب گرما و گستره وسیع دماهای کاری قابل استفاده نمک است. آب در حال گردش بدور این مخزن گرم شده و پس از تبدیل شدن به بخار برای به حرکت در آوردن توربین در هر جایی که نیاز به انرژی است استفاده می‌شود.

به منظور متمرکز کردن نور در بالای مخزن حاوی نمک از مجموعه‌ای از آینه‌ها که روی دامنه کوه پخش شده‌اند استفاده می‌شود. پروفسور «پاپالاردو» معتقد است ساخت چنین سیستمی به دلیل استفاده از حداقل قطعات، ارزان تمام می‌شود. ماندگاری تجهیزات به کار گرفته شده در این روش بیش از سیستم‌های CSP موجود است چرا که در سیستم‌های کنونی و در روزهای ابری یا شب هنگام دمای دریافت‌کننده‌های جاذب نور پایین آمده و این نوسان دما باعث فرسودگی و ایجاد نقص در سیستم می‌شود.

به منظور بررسی سیستم جدید محققان در دامنه کوه‌های «وایت سندز» و «دریاچه چین» در کالیفرنیا 2 مخزن نمک نیترات سدیم و پتاسیم بطول 25 متر و عمق 5 متر قرار داده و پرتوهای متمرکز خورشید را به آنها تاباندند. هر یک از این مخازن 20مگاوات برق تولید می‌کند که این مقدار برای مصرف 20 هزار خانه کافی است. این سیستم گرمای لازم برای تولید انرژی در یک روز کاملا ابری را طی 10 روز آفتابی جمع‌آوری می‌کند. اگرچه برآورد دقیق هزینه در مراحل اولیه طرح سخت به نظر می‌رسد، اما ارزیابی بخش انرژی ایالات متحده با استفاده از نرم افزارهای پیشرفته نشان می‌دهد با این سیستم تولید هر کیلو وات ساعت بین 7 تا 33 سنت هزینه دربر دارد و بنابراین می‌‌توان ادعا کرد که این سیستم توانایی رقابت با منابع تولید انرژی مرسوم را داراست. تست کارایی این طرح در مقیاس کوچک انجام شده، اما اعضای تیم معتقدند برای طراحی یک نیروگاه واقعی و به منظور پالایش طراحی‌های مهندسی نیاز به تست در مقیاس بزرگ‌تر است.

وجود شرکتی آینده‌نگر که برای سرمایه‌گذاری روی این طرح انگیزه کافی داشته باشد و با سرمایه‌گذاری خود اجازه آزمایش روی طرحی کاملا متفاوت را به طراحان بدهد بزرگ‌ترین چالش کنونی محسوب می‌شود.

اکثر مولفه‌های این سیستم پیشنهادی بجز آینه‌های نصب شده در دامنه کوه قبلا تست و انتخاب شده‌اند. در این طرح نه قانون فیزیکی جدیدی اختراع شده و نه از مولفه‌هایی که تاکنون در دیگر کاربردها تست و به کار گرفته نشده‌اند استفاده شده، بلکه از مفاهیم ابتکاری جدید در CSP استفاده شده است. بر خلاف دیگر سیستم‌های CSP مزیت اصلی این سیستم تولید بی‌وقفه انرژی حتی در روزهای ابری است. محققان تاکید می‌کنند که این روش به دنبال راه‌های جایگزین جمع‌آوری انرژی خورشیدی نبوده بلکه رویکرد جدیدی ارائه می‌کند که شاید در بعضی شرایط و مکان‌های خاص بهترین بازده را داشته باشد.

منبع: جام جم
ویرایش و تلخیص:آکاایران

گردآوری توسط بخش مقالات مکانیک سایت آکاایران
تبلیغات