تولید انرژی از خورشیدی که نیست
در حقیقت بزرگ ترین مانع بر سر پیاده سازی و استفاده از انرژی خورشید این است که تابش خورشید بر روی زمین دائمی نیست. بنابراین در روزهای ابری و شب ها نیاز به وجود سیستم های پشتیبان است تا سامانه های تولید برق یا گرمای خورشیدی قادر به ادامه فعالیت خود باشند. 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 شبانه روز 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 می شود.
تاکنون در سیستم های متمرکز انرژی خورشیدی(CSP) به پمپ های گرانقیمت و لوله کشی فراوان و دقیق برای حمل نمک مذاب و انتقال گرما نیاز بود که این موضوع فرآیند تجاری شدن این قبیل سیستم ها را با مشکل جدی مواجه می ساخت، ضمن این که این سیستم ها فقط در هنگام تابش خورشید کار می کردند.
به جای این روش، محققان سیستمی طراحی کرده اند که از یک مخزن برای ذخیره گرما استفاده می کند. 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 می شود. صفحه افقی متحرکی در این سیستم نمک گرم شده در بالای مخزن را از نمک سردتر در پایین جدا می کند. در روزهای آفتابی پس از گرم شدن نمک این صفحه بتدریج پایین تر رفته و باعث افزایش مقدار نمک داغ می شود.
علت استفاده از نمک در این سیستم ها 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 می شود.
به منظور متمرکز کردن نور در بالای مخزن حاوی نمک از مجموعه ای از آینه ها که روی دامنه کوه پخش شده اند استفاده می شود. پروفسور «پاپالاردو» معتقد است ساخت چنین سیستمی به دلیل استفاده از حداقل قطعات، ارزان تمام می شود. ماندگاری تجهیزات به کار گرفته شده در این روش بیش از سیستم های CSP موجود است چرا که در سیستم های کنونی و در روزهای ابری یا شب هنگام دمای دریافت کننده های جاذب نور پایین آمده و این نوسان دما باعث فرسودگی و ایجاد نقص در سیستم می شود.
به منظور بررسی سیستم جدید محققان در دامنه کوه های «وایت سندز» و «دریاچه چین» در کالیفرنیا ۲ مخزن نمک نیترات سدیم و پتاسیم بطول ۲۵ متر و عمق ۵ متر قرار داده و پرتوهای متمرکز خورشید را به آنها تاباندند. هر یک از این مخازن ۲۰مگاوات برق تولید می کند که این مقدار برای مصرف ۲۰ هزار خانه کافی است. این سیستم گرمای لازم برای تولید انرژی در یک روز کاملا ابری را طی ۱۰ روز آفتابی جمع آوری می کند. اگرچه برآورد دقیق هزینه در مراحل اولیه طرح سخت به نظر می رسد، اما ارزیابی بخش انرژی ایالات متحده با استفاده از نرم افزارهای پیشرفته نشان می دهد با این سیستم تولید هر کیلو وات ساعت بین ۷ تا ۳۳ سنت هزینه دربر دارد و بنابراین می توان 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 طراحی های مهندسی نیاز به تست در مقیاس بزرگ تر است.
وجود شرکتی آینده نگر که برای سرمایه گذاری روی این طرح انگیزه کافی داشته باشد و با سرمایه گذاری خود اجازه آزمایش روی طرحی کاملا متفاوت را به طراحان بدهد بزرگ ترین چالش کنونی محسوب می شود.
اکثر مولفه های این سیستم پیشنهادی بجز آینه های نصب شده در دامنه کوه قبلا تست و انتخاب شده اند. در این طرح نه قانون فیزیکی جدیدی اختراع شده و نه از مولفه هایی که تاکنون در دیگر کاربردها تست و به کار گرفته نشده اند استفاده شده، بلکه از مفاهیم ابتکاری جدید در CSP استفاده شده است. بر خلاف دیگر سیستم های CSP مزیت اصلی این سیستم تولید بی وقفه انرژی حتی در روزهای ابری است. محققان تاکید می کنند که این روش به دنبال راه های جایگزین جمع آوری انرژی خورشیدی نبوده بلکه رویکرد جدیدی ارائه می کند که شاید در بعضی شرایط و مکان های خاص بهترین بازده را داشته باشد.
منبع:روزنامه جام جم
ارسال توسط کاربر محترم سایت :omidshiva
تاکنون در سیستم های متمرکز انرژی خورشیدی(CSP) به پمپ های گرانقیمت و لوله کشی فراوان و دقیق برای حمل نمک مذاب و انتقال گرما نیاز بود که این موضوع فرآیند تجاری شدن این قبیل سیستم ها را با مشکل جدی مواجه می ساخت، ضمن این که این سیستم ها فقط در هنگام تابش خورشید کار می کردند.
به جای این روش، محققان سیستمی طراحی کرده اند که از یک مخزن برای ذخیره گرما استفاده می کند. 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 می شود. صفحه افقی متحرکی در این سیستم نمک گرم شده در بالای مخزن را از نمک سردتر در پایین جدا می کند. در روزهای آفتابی پس از گرم شدن نمک این صفحه بتدریج پایین تر رفته و باعث افزایش مقدار نمک داغ می شود.
علت استفاده از نمک در این سیستم ها 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 می شود.
به منظور متمرکز کردن نور در بالای مخزن حاوی نمک از مجموعه ای از آینه ها که روی دامنه کوه پخش شده اند استفاده می شود. پروفسور «پاپالاردو» معتقد است ساخت چنین سیستمی به دلیل استفاده از حداقل قطعات، ارزان تمام می شود. ماندگاری تجهیزات به کار گرفته شده در این روش بیش از سیستم های CSP موجود است چرا که در سیستم های کنونی و در روزهای ابری یا شب هنگام دمای دریافت کننده های جاذب نور پایین آمده و این نوسان دما باعث فرسودگی و ایجاد نقص در سیستم می شود.
به منظور بررسی سیستم جدید محققان در دامنه کوه های «وایت سندز» و «دریاچه چین» در کالیفرنیا ۲ مخزن نمک نیترات سدیم و پتاسیم بطول ۲۵ متر و عمق ۵ متر قرار داده و پرتوهای متمرکز خورشید را به آنها تاباندند. هر یک از این مخازن ۲۰مگاوات برق تولید می کند که این مقدار برای مصرف ۲۰ هزار خانه کافی است. این سیستم گرمای لازم برای تولید انرژی در یک روز کاملا ابری را طی ۱۰ روز آفتابی جمع آوری می کند. اگرچه برآورد دقیق هزینه در مراحل اولیه طرح سخت به نظر می رسد، اما ارزیابی بخش انرژی ایالات متحده با استفاده از نرم افزارهای پیشرفته نشان می دهد با این سیستم تولید هر کیلو وات ساعت بین ۷ تا ۳۳ سنت هزینه دربر دارد و بنابراین می توان 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 طراحی های مهندسی نیاز به تست در مقیاس بزرگ تر است.
وجود شرکتی آینده نگر که برای سرمایه گذاری روی این طرح انگیزه کافی داشته باشد و با سرمایه گذاری خود اجازه آزمایش روی طرحی کاملا متفاوت را به طراحان بدهد بزرگ ترین چالش کنونی محسوب می شود.
اکثر مولفه های این سیستم پیشنهادی بجز آینه های نصب شده در دامنه کوه قبلا تست و انتخاب شده اند. در این طرح نه قانون فیزیکی جدیدی اختراع شده و نه از مولفه هایی که تاکنون در دیگر کاربردها تست و به کار گرفته نشده اند استفاده شده، بلکه از مفاهیم ابتکاری جدید در CSP استفاده شده است. بر خلاف دیگر سیستم های CSP مزیت اصلی این سیستم تولید بی وقفه انرژی حتی در روزهای ابری است. محققان تاکید می کنند که این روش به دنبال راه های جایگزین جمع آوری انرژی خورشیدی نبوده بلکه رویکرد جدیدی ارائه می کند که شاید در بعضی شرایط و مکان های خاص بهترین بازده را داشته باشد.
منبع:روزنامه جام جم
ارسال توسط کاربر محترم سایت :omidshiva
/ج
