| مترجم : |
مهرداد معینی
|
|
کلید واژه : |
انرژی خورشید ـ در شب ـ فناوری جدید تولید گرما ـ برق تولیدی از سلول‌های خورشیدی ـ کالیفرنیا ـ
|
|
چکیده : |
فناوری جدید تولید گرما از انرژی خورشیدی می‌تواند مشکلات مرتبط با برق تولیدی از سلول‌های خورشیدی را رفع کند.
|
|
منابع : |
تکنولوژی ریویو
|
فناوری جدید تولید گرما از انرژی خورشیدی می‌تواند مشکلات مرتبط با برق تولیدی از سلول‌های خورشیدی را رفع کند.
هنگامی که بزرگ‌ترین طرح نیروگاهی تولید انرژی گرمایی از خورشید در جهان،
در کالیفرنیا، در اوایل سال جاری افتتاح شد، توجه بسیاری از دانشمندان را
به خود جلب کرد. این نیروگاه بدون تردید تحسین‌برانگیز است. تجمعی از
300هزار آینه که اندازه هرکدام از آنها برابر است با درب گاراژ منازل، نور
خورشید را بر روی سه برج 140 متری متمرکز کرده و گرمای بسیار زیادی تولید
می‌کردند. این گرما، بخاری تولید می‌کرد که از آن برای به گردش درآوردن
توربین‌هایی مشابه با آنچه که در نیروگاه‌های فعلی تولید برق به کار گرفته
می‌شود، استفاده می‌شد. این گرما را می‌توان به قیمتی به مراتب ارزان‌تر از
ذخیره‌سازی آنها در باتری‌ها ذخیره و از آن در شب استفاده کرد.
اما برخی از متخصصان و از جمله آن دسته از اشخاصی که در این طرح
سرمایه‌گذاری کرده بودند، بر این باورند که از این نمونه دیگر ساخته نخواهد
شد. دیوید کرین از شرکت جی.ئی.اُ و یکی از شرکت‌های سازنده این نیروگاه به
کمک شرکت‌های گوگل و برایت سورس انرژی در این‌باره می‌گوید: "در شش سال
گذشته و در زمانی که این طرح برای اولین بار ارائه شد، از لحاظ اقتصادی به
صرفه بود. از آن زمان تاکنون قیمت پانل‌های خورشیدی کاهش یافته است". او در
جمع محققان و کارآفرینان می‌گوید: ما هم اکنون بر روی این پانل‌های
خورشیدی گام برمی‌داریم.
این فناوری جدید بسیار ساده است. به‌گونه‌ای متفاوت از پانل‌های متعارف
خورشیدی، این فناوری قادر است تا در زمانی که خورشیدی در آسمان نمی‌درخشد
برق تولید کند. اما در عمل، هزینه انجام این کار به مراتب گران‌تر از تولید
برق از طریق نیروگاه‌های سوخت فسیلی و پانل‌های متعارف خورشیدی است و این
واقعیت دانشمندان را بر آن داشته است تا به دنبال راه‌های جدیدی برای
اقتصادی‌تر بودن استفاده از آن باشند.
به گفته فیلیپ گلکمان، مدیر عملیاتی شرکت آریوا سولار مشکل بزرگی که در این
فناوری با آن روبه‌رو هستیم، گرانی آینه‌ها، موتورها و گیربکس است. یک راه
حل ارائه شده برای این مشکل جایگزینی موتورها با دستگاه‌های هیدرولیکی
ساخت شرکت آدرلب است که می‌توانند با هزینه‌ای مناسب‌تر و با استفاده از
دستگاه‌هایی که در ساخت بطری‌های پلاستیکی از آنها استفاده می‌شود، ساخته
شوند.
لیلا مادرون، مدیر بخش فنی این شرکت در این‌باره می‌گوید: "با استفاده از
این فناوری ما توانستیم هزینه‌های مربوطه را تا میزان 70 درصد کاهش دهیم.
اما حتی این کاهش هزینه که آینه‌ها فقط یک سوم کل هزینه‌های این طرح را
شامل شده بود، نیز نتوانست از لحاظ اقتصادی با پانل‌های متعارف خورشیدی
برابری کند.
کاهش بیشتر هزینه‌ها به افزایش تولید انرژی گرمایی این نیروگاه بستگی
دارد. یک راه حل، افزایش درجه حرارت این نیروگاه است. در حال حاضر این
نیروگاه با درجه حرارت 650 درجه سانتی‌گراد یا کمتر مشغول به کار است، اما
برخی از محققان به دنبال راه‌هایی برای افزایش این درجه حرارت تا میزان 800
الی1200 درجه سانتی‌گراد هستند. از این درجه حرارت می‌توان در فناوری‌های
دیگری به مانند آنچه که شرکت هالوتکنویکز از آن بهره می‌برد، سود جست. در
این فناوری از گرمای بسیار بالای ذخیره شده برای ساخت مواد جدیدی همچون
انواع گوناگون نمک‌ها و شیشه‌ها استفاده می‌شود.
راه حل دیگری که از سوی آژانس طرح‌های تحقیقاتی پیشرفته ایالات متحده برای
تولید انرژی حمایت می‌شود، ساخت نیروگاه‌هایی است که در آنها به
نیروگاه‌های تولید انرژی گرمایی، پانل‌های متعارف انرژی خورشیدی را اضافه
می‌کنند. این طرح بر این پایه استوار است که پانل‌های خورشیدی که امروزه از
آنها استفاده می‌شود، فقط قادرند تا طول موج‌های مشخصی را به الکتریسیته
تبدیل کنند. مقدار زیادی از این انرژی که به صورت نور فروسرخ و فرابنفش است
به الکتریسیته تبدیل نشده و در عوض به صورت گرما منتشر می‌شوند. طرح‌های
ارائه شده جدید سعی دارند تا به نحوی این گرمای از دست رفته را کنترل کنند.
سیستم‌های خورشیدی که از ترکیب پانل‌های متعارف خورشیدی و گرمایی ساخته
می‌شوند، طرح‌های چندان جدیدی محسوب نمی‌شوند. مدت‌ها است که شرکت‌ها،
سیستم‌های خورشیدی را ارائه می‌کنند که در آنها از لوله‌های آب در قسمت
پشتی پانل‌های خورشیدی استفاده می‌شود و از گرمای هدر رفته از این پانل‌ها
برای گرم کردن آب این لوله‌ها استفاده می‌شود.
با این وجود، در این طرح تلاش شده است تا راه‌هایی برای کسب بیشترین درجه
حرارت بیابند، درجه حرارتی که بتوان از آن برای تولید برق استفاده کرد. از
چنین روش‌هایی بدین‌منظور استفاده می‌شود که از نور خورشید برای تولید
گرمای زیاد استفاده کرده و سپس بخشی از آن نور را به پانل‌های خورشیدی
ارسال می‌کنند.
در یک حالت خاص، عناصر بسیار ریز معلق در مایع، طول موج‌های نور خورشید را
که پانل‌های خورشیدی نتوانسته بودند از آنها برای تولید برق استفاده کنند
جذب می‌کنند. آنگاه این عناصر، مایع مربوطه را گرم کرده و نوری را که
پانل‌های خورشیدی از آن استفاده می‌کنند از طریق این مایع به پانل‌های
خورشیدی دیگری منتقل کنند. شماری از محققان از آینه‌هایی استفاده می‌کنند
که قادرند فقط طول موج‌های خاصی را از خود عبور دهند.
هاوارد برانز، مدیر برنامه‌های چنین طرح‌هایی می‌گوید: "ما امیدواریم که
از این هزینه اضافی اعمال شده در تولید سیستم‌های هیبریدی برای رسیدن به دو
هدف بهره‌مند شویم."
اول، این سیستم‌ها بسیار کارآمد بوده و توانایی آن را داشته باشند تا بیش
از نیمی از انرژی خورشیدی را آن هم در مقایسه با میزان 15 تا 40 درصدی
پانل‌های خورشیدی موجود، به برق تبدیل کنند.
دوم، توانایی ذخیره‌سازی گرما برای استفاده از آن در هر زمان. آلمان کشوری
است که بیش از هر کشور دیگری در جهان از انرژی خورشیدی استفاده می‌کند و
گاهی اوقات مجبور می‌شود تا این انرژِی را از همسایگانی که از نور خورشید
بهره‌مند هستند، خریداری کند. برانز می‌گوید: "چشم‌انداز این طرح به
آینده‌ای است که ممکن است برای کشور آلمان فردا، کالیفرنیا سه سال و برای
آریزونا پنج سال دیگر باشد. در هر حال استفاده از انرژی خورشیدی برای تولید
هر چه بیشتر برق آینده‌ای است که در انتظار ما انسان‌ها است."
منبع: مجله دانشمند شماره 616 بهمن 1393
مجله دانشمند 616