نیروگاه خورشیدی چیست؟
مزایا و معایب نیروگاه خورشیدی
نیروگاه خورشیدی
نیروگاه خورشیدی، نیروگاهی است که به طور مستقیم انرژی خود را از خورشید دریافت می کند. نیروگاه خورشیدی مجموعه ای از تاسیسات است که انرژی تابشی خورشید را جمع آوری کرده و با متمرکز کردن آن، درجه حرارت های بالایی ایجاد می کند. انرژی جمع آوری شده از طریق مبدل حرارتی، ژنراتور توربین ها و یا موتورهای بخار، به انرژی الکتریکی تبدیل خواهد شد. انرژی خورشیدی یکی از پاک ترین و بزرگ ترین منابع انرژی های تجدیدپذیر می باشد که به علت عدم نیاز به فناوری های پیشرفته و پرهزینه، به عنوان یک منبع مفید و تأمین کننده انرژی در اکثر نقاط جهان رو به گسترش است. 99 درصد از مجموع انرژی هایی که به زمین منتقل می گردند، منشا خورشیدی دارند. علاوه بر افزایش قیمت انرژی های فسیلی، اثرات مخرب زیست محیطی آن ها از قبیل: آلودگی ها، افزایش دمای کره زمین و تخریب لایه ی ازن، میل به استفاده از این انرژی در دسترس را دو چندان افزایش می دهد. معمولا نقاطی برای این سایت ها مناسب می باشند که آب و هوا و گیاهان منطقه، رطوبت و گرد وغبار زیادی را در اتمسفر ایجاد نمی کنند مانند استپ ها، بوته زار، صحراهای نیمه خشک و صحراها که به طور معمول در عرض جغرافیایی شمال یا جنوب کمتر از 40 درجه قرار دارند. از مناطق مستعد می توان به جنوب غربی ایالات متحده آمریکا، کشورهای مدیترانه ای اروپا، خاور میانه، ایران و صحراهای هند، پاکستان، چین و استرالیا اشاره نمود.
انواع نیروگاه خورشیدی
نیروگاه های خورشیدی که دریافت کننده آن ها به صورت سهموی خطی است
در این نیروگاه ها پرتوهای خورشید در خط کانونی جمع می شوند و گیرنده آن ها به صورت لوله ای می باشد که در داخل آن ها روغن های مخصوصی قرار دارد که در اثر تابش خورشید گرم می شوند. دریافت کنندگان این نوع نیروگاه دارای سطوح صاف و صیقلی هستند و به شکل های مطلوب قابلیت خم شدن دارند. سیال گرم شده توسط مبدل های موجود به بخار تبدیل می شود و به نیروگاه فرستاده می شود. نیروگاه خورشیدی شیراز از نوع نیروگاه خورشیدی سهموی می باشد.
نیروگاه های خورشیدی که دریافت کننده های آنها به صورت بشقابی است
دریافت کننده های نیروگاه خورشیدی بشقابی به شکل سهموی هستند که دارای سطحی صاف وشفاف می باشند. همچنین براق و صیقلی نبودن سطوح باعث ایجاد تلفات انعکاسی می شود. این نکته را در نظر بگیرید، کانون دریافت کننده ها در یک نقطه قراردارد. مکانیزم دریافت کننده ها به گونه ای است که انرژی خورشید را در ناحیه کانونی جمع می کند، سپس توسط یک سیکل ترمودینامیکی، انرژی را در نیروگاه مورد استفاده قرار می دهد. این بشقاب سهموی می تواند از چندین آینه تشکیل شده باشد.
نیروگاه های خورشیدی که دریافت کننده آن ها به صورت مرکزی است
در این نیروگاه تعداد زیادی آینه به نام هلیوستات که بر روی یک گیرنده در بالای یک برج بلند قرار دارند انرژی خورشید را جذب می کند. این انرژی توسط سیال موجود در دریافت کننده جذب می شود و گرم می شود و سپس توسط مبدل های موجود، سیال عامل به بخار تبدیل می شود و برای تولید برق به توربین فرستاده می شود. کلمه هلیوستات یک لغت یونانی است که به معنای خورشید می باشد. هلیوستات به مجموعه ای از آینه ها که حول یک محور دوار قرار دارند و می توانند نور خورشید را به طور پیوسته به نقطه ای خاص انعکاس دهند گفته می شود. میدان دریافت کننده این نیروگاه ها به دو شکل احاطه شده و شمالی قرار دارند. تلفات انرژی در میدان هلیوستات شامل تلفات انعکاسی و تلفات کسینوسی می باشد. خوشبختانه امروزه نرم افزار هایی وجود دارند که زاویه شیب وجهت هلیوستات را محاسبه می کنند به گونه ای که نور انعکاسی را در نقطه ای ثابت جمع می کنند.
نیروگاه های خورشیدی با دودکش خورشیدی
این سیستم از یک برج نیرو تشکیل شده که از طریق دودکش برای به حرکت در آوردن توربین استفاده می کند. هوایی که در محفظه های اطراف، توسط انرژی خورشید جمع شده اند به داخل دودکش هدایت می شوند و به دلیل مرتفع بودن، هوا با سرعت بیشتری صعود می کند. در نتیجه باعث به حرکت در آوردن ژنراتوری که در پایین نصب شده است می شود و در نهایت منجر به تولید الکتریسیته می شود.
مزایای نیروگاه خورشیدی
از مزایای نیرو گاه خورشیدی می توان به موارد زیر اشاره نمود
این نیروگاه ها به سوخت نیاز ندارند.
این نیروگاه ها به آب نیاز ندارند، مخصوصا در نوع دودکش خورشیدی، بنابراین در مناطق کویری و کم آب ایران مناسب می باشند.
این نیروگاه ها علاوه بر این که قادر هستند به شبکه های بزرگ برق برسانند، در شبکه های کوچک برای انتقال برق نیاز به کابل های فشار قوی ندارند.
این نیروگاه ها به دلیل نداشتن استهلاک زیاد دارای عمر زیادی هستند.
این نیروگاه ها هیچ نوع تولید آلاینده ای که باعث آلودگی هوا شود را ندارند.
تولید برق در شب توسط نیروگاه خورشیدی
نیروگاه خورشیدی جماسولار در جنوب اسپانیا که از 2650 صفحه خورشیدی در زمینی به وسعت 185 هکتار قرار دارد تشکیل شده است. حرارت بالای 900 درجه سلسیوسی ناشی از تمرکز نور، برای گرم کردن تانک نمک مذاب استفاده می شود که در نهایت در این تانک بخار کافی برای انرژی رسانی به توربین های 260 میلیون دلاری این نیروگاه تولید می شود. اما بر خلاف تمامی نیروگاه های خورشیدی دیگر، حرارت ذخیره شده در این تانک ها می تواند به مدت 15 ساعت در طول شب و یا در زمانی که نور خورشید وجود ندارد نیز آزاد شود. بنابراین با توجه به شدت بالای تابش خورشید در جنوب اسپانیا می توان به این نتیجه رسید که این نیروگاه می تواند اغلب شب ها بدون نور خورشید به فعالیت خود ادامه دهد و 270 روز از سال را به صورت کامل به تولید انرژی بپردازد. همچنین دانستن این نکته خالی از لطف نیست که ساخته شدن این نیروگاه که پروژه ای مشترک میان شرکت اماراتی «مصدر» و شرکت اسپانیایی «تورسول انرژی» بوده، دو سال زمان و 260 میلیون دلار هزینه صرف کرده است.