به گزارش برق نیوز، در بسیاری از نیروگاه ها به کمک سوخت های فسیلی  آب جوشانده می شود تا بخاری با شرایط خاص فشار و دما تولید شود و از انرژی آن برای گرداندن یک توربین بخار بزرگ استفاده می کنند و در نهایت این توربین بخار ژنراتوری را برای تولید برق به چرخش در می آورد. اما امروزه نسل جدید از نیروگاه ها وارد میدان شده اند که نیاز کمتری به سوخت های فسیلی دارند و به کمک آن ها می توان مصرف سوخت های فسیلی را به حداقل ممکن کاهش داد یکی از این نیروگاه ها، نیروگاه های خورشیدی با قابلیت متمرکز کردن انرژی تابشی هستند. در حال حاضر سه نوع از این نوع نیروگاه ها وجود دارند که عبارتند از:

  •     خطی
  •     دیش/موتور
  •     پاور تاور

در نیروگاه های متمرکز شده خطی، انرژی خورشید به کمک آینه های بزرگ U شکل در یک ناحیه کوچک متمرکز می شود. در این نوع همه آینه ها در جهتی قرار می گیرند که نور خورشید را بر روی لوله ها یا جذب کننده های انرژی متمرکز کنند و همچنین یک سیستم کنترل-موتوری آینه ها را در تمامی ساعات روز در جهت مناسب قرار می دهد. و این گرمای متمرکز شده سیالی را که در داخل لوله ها هستند گرم می کند، که با استفاده از انرژی آن توربین و در نهایت ژنراتوری گردانده می شود و تولید الکتریسته می کند.

دو نوع متمرکز کننده خطی وجود دارد نوع اول که از نوع شلجمی است لوله ای از خط کانونی هر آینه شلجمی می گذرد تا گرمای تابشی را مستقیما جذب کند، در نوع دوم که لوله ها یا جذب کننده های گرما در بالای چند آینه قرار می گیرند به گونه ای که نور خورشید را همه آن ها بر این جذب کننده گرما متمرکز کنند مزیت این نوع در قابلیت تحرک آسان تر آینه در ساعات مختلف روز و راندمان حداکثری آن است.

در نوع دیش/ موتوری که شباهت بسیاری به یک دیش ماهواره دارد یک دیش خیلی بزرگ که داخل آن از آینه پوشانده شده است گرما را در نقطه کانونی خود متمرکز می کند. بعضی مواقع برای کاهش هزینه ساخت، داخل دیش را با آینه های تخت با عرض کم می پوشانند به جای اینکه یک آینه شلجمی با آن حجم بسازند. همان طور که گفته شد دیش همه گرما را بر روی رسیور در یک نقطه متمرکز می کند و از آن جا که در این روش محدودیت هایی وجود دارد و در حجم بالا اقتصادی نیست معمولا از این روش برای جوشاندن آب استفاده نمی شود و فقط به کمک آن آب را گرم می کنند و به کمک روش استرلینگ می توان موتوری پیستونی را که با سیال کار می کند به گردش در آورد و در نهایت ژنراتور را برای تولید الکتریسته به حرکت در آورد.

سیستم پاور تاور که از تعداد زیادی آینه های تخت استفاده می کند و همه آینه ها در اطراف برجی در فضایی وسیع قرار می گیرند این آینه ها نور خورشید را بر جذب کننده گرما در روی برج متمرکز می کنند و هر آینه سیستمی برای رد گیری نور خورشید دارد که یک سیستم کنترل-موتوری است. به این ترتیب می توان به راحتی در بالای برج آب را جوشاند با انرژی بالای بخار آب می توان توربینی را به حرکت در آورد. در برخی از سیستم های پیشرفته پاور تاور از نیترات مذاب به خاطر ضریب انتقال دمای فوق العاده بالا و ظرفیت گرمایی بالا استفاده می کنند. ظرفیت گرمایی بالا یا توان بالای ذخیره انرژی گرمایی به شما اجازه می دهد تا تغییرات دمایی را پوشش دهید و حتی شبها گرمای مورد نیاز را در اختیار داشته باشید.

روش هوای داغ فشرده یکی از جالب ترین و در عین حال بهینه ترین روش ها
استفاده از انرژی خورشیدی پاورتاور ها در مقیاس بالاست. در این روش یک
کمپرسور هوا را تا 15 بار فشار دار می کند و آنرا به سمت جاذب گرمای خورشید
می راند  هوای فشرده با انرژی خورشیدی گرم می شود انرژی گرمایی که روی
جاذب دما متمرکز شده است توسط شبکه ای لانه زنبوری به هوای فشرده منتقل می
شود هوای داغ به سمت داکت برنر (اگر دمای مورد نظر توسط خورشید بدست نیاید
این بخش می تواند به عنوان کمکی اضافه شود) می رود  و آنرا تا 1100 درجه یا
کمتر گرم می کند برای گرم کردن هوا محدودیتی وجود دارد که به جنس پره های
توربین بستگی دارد و هر چه بتوان دما را بالاتر برد راندمان بیشتر می شود.
هوای فشرده و داغ از داکت به سمت توربین می رود و آنرا به گردش در می آورد
از شفت توربین برای گرداندن ژنراتور و کمپرسور استفاده می شود ولی هوای
خروجی از توربین آنقدر داغ است که می تواند به راحتی آب را به بخار خشک که
مورد نیاز یک توربین بخار است تبدیل کند بنابراین از خروجی آن برای یک
توربین بخار استفاده می شود که آن هم به نوبه خود ژنراتور دیگری را به گردش
در می آورد به این ترتیب راندمان این نیروگاه سیکل ترکیبی به بیش از 50
درصد می رسد.

نیروگاه برج متمرکز کننده ی خورشیدی،392مگاواتی در جنوب غرب لاس وگاس برای تامین برق 140 هزار خاانه در کالیفرنیا که سالانه معادل 400 هزار متریک تن از تولید Co2 جلوگیری می کند. نیروگاه  121 مگاواتی برج متمرکز کننده خورشیدی در Ashalim اسرائیل در صحرای Negev با استفاده از 50 هزار آینه نور خورشید را در طی روز ردیابی و بر روی بویلر برج در ارتفاع 250 متری متمرکز می کند. تا پایان سال 2017 ظرفیت این نیروگاه به 250 مگاوات می رسد.

 توضیحات علمی این مطلب از سایت یاد بگیر دات کام برداشته شده است.

منبع خبر: برق نیوز tabarestantablo