PS20 وPS10، إشبيلية إسبانيا.برج الطاقة الشمسية هو نوع من تكنولوجيا الطاقة الشمسية غير المباشرة. الطاقة الشمسية هي الكهرباء المنتجة من إشعاع الشمس. يمكن التقاط طاقة الشمس وتحويلها إلى طاقة مباشرة باستخدام الألواح الشمسية الكهروضوئية (PV) أو بشكل غير مباشر عن طريق التحويل الحراري الشمسي باستخدام تقنية الطاقة الشمسية المركزة (CSP). [1] تستخدم تقنية الطاقة الشمسية المركزة الطاقة الحرارية القادمة من الشمس لتسخين سائل، مثل الماء أو الملح المنصهر. يُستخدم هذا السائل الناقل للحرارة لتبخير الماء إلى حد البخار، والذي يُستخدم بعد ذلك لتوليد الكهرباء في مولد توربيني تقليدي. تشمل محطات توليد الطاقة التي تستخدم تكنولوجيا الطاقة الشمسية المركزة أنظمة الحوض المكافئ والطبق المكافئ وأبراج الطاقة الشمسية. [2]
محتويات
خلفية
جمع الطاقة
PS10.
من أجل تركيز الإشعاع الشمسي من منطقة كبيرة جدًا إلى لوحة أصغر بكثير، تقوم مجموعة من المروحيات العاكسة للغاية بعكس ضوء الشمس إلى جهاز استقبال الحرارة الحرارية أو أجهزة الاستقبال الموجودة في الجزء العلوي من البرج. قد يختلف ترتيب الهليوستات بين المصفوفات ذات الشكل الهلالي أو المصفوفات الشعاعية اعتمادًا على عدد أجهزة الاستقبال الموجودة على البرج وموقعها. [3] لكي يتمكن جهاز الاستقبال من تجميع أشعة الشمس الكاملة، 1000 وات/م 2 ، يتم برمجته لتتبع حركة الشمس. هناك عامل مهم آخر للحصول على الإشعاع الأمثل وهو الحفاظ على ألواح الهليوستات نظيفة وعاكسة. [4]
تحويل الطاقة إلى طاقة
يمكن أن تصل الحرارة الحرارية المجمعة من جهاز الاستقبال إلى درجات حرارة تبلغ حوالي 300 درجة مئوية. يتم بعد ذلك تدوير هذا السائل الحراري عبر الماء عبر الأنابيب مما يؤدي إلى توليد البخار. ويستخدم هذا البخار لتشغيل توربينات المولدات الكهربائية لإنتاج الكهرباء التي ستدخل بعد ذلك إلى الشبكة المحيطة. [1]
تخزين
واحدة من أكثر القضايا صعوبة مع أي شكل من أشكال الطاقة المتجددة هي تخزين الطاقة. مع نظام الطاقة الشمسية على سبيل المثال، بمجرد غروب الشمس لن يكون لديك المزيد من إنتاج الكهرباء. ومع ذلك، إذا كان لديك وسيلة تخزين حرارية مثل الملح المصهور، فيمكن تخزين الحرارة لساعات بعد غروب الشمس. في الوقت الحالي، تقوم محطة برج الطاقة الشمسية PS10 بتخزين الحرارة في خزانات على شكل بخار، مما يوفر وقت تخزين يبلغ حوالي ساعة تقريبًا. وتقوم المشاريع المستقبلية، مثل برج الطاقة Solar Tres في الأندلس بإسبانيا، بتخزين الحرارة في صهاريج تخزين الأملاح المنصهرة مثل نترات الصوديوم والبوتاسيوم. تم اختبار مجموعة متنوعة من السوائل لنقل وتخزين حرارة الشمس، بما في ذلك الماء والهواء والزيت والصوديوم، ولكن تم تحديد الملح المصهور الأكثر كفاءة. يتكون الملح المنصهر عادة من 60% نترات الصوديوم و40% نترات البوتاسيوم والتي يمكن أن يشار إليها أيضًا باسم الملح الصخري. يحتوي هذا الملح على نقطة انصهار تبلغ 220 درجة مئوية أو 430 درجة فهرنهايت ويظل سائلاً عند 290 درجة مئوية أو 550 درجة فهرنهايت. يعد الملح المصهور مادة مثالية للتخزين في أنظمة أبراج الطاقة الشمسية لأنه فعال وغير مكلف. تتمثل فائدة وجود هذا النوع من نظام تخزين الحرارة على المدى الطويل في أنه حتى مع وجود طاقة متجددة متقطعة مثل الطاقة الشمسية، يمكنك توفير الطاقة للشبكة باستمرار.
نظام تخزين الملح المنصهر.مزايا
- يوفر كميات كبيرة من الكهرباء يوميا
- يمكن إنتاج الطاقة وتوفيرها باستمرار للشبكة
- الطاقة النظيفة للاستخدام التجاري
سلبيات
- يستغرق الكثير من الأراضي
- تكنولوجيا الطاقة الشمسية لا تزال مكلفة للغاية
- صيانة يومية
المشاريع السابقة
الشمسية الثانية.
الشمسية الثانيةالشمسية واحدة
كانت أول محطة لبرج الطاقة الشمسية المركزة هي Solar One بسعة طاقة تبلغ 10 ميجاوات. [1] يقع المصنع في صحراء موهافي، كاليفورنيا بالقرب من مدينة بارستو. [1] كان الغرض من مشروع الطاقة الشمسية هذا هو إظهار إمكانات محطة برج الطاقة الشمسية واسعة النطاق. نجحت محطة الطاقة الشمسية في إنتاج أكثر من 38 مليون كيلووات ساعة من الكهرباء خلال السنوات الست التي كانت قيد التشغيل في الفترة من 1982 إلى 1988. [5]
الشمسية الثانية
بعد توقف شركة سولار وان عن العمل، في عام 1995، تم تجديد المصنع وإعادة افتتاحه باستخدام التكنولوجيا الجديدة لزيادة كفاءة نظام التخزين الخاص به. [6] وهكذا وُلدت الشمسية الثانية. تستخدم محطة سولار تو نظام تخزين طاقة الملح المنصهر الذي لا يزال يستخدم في مشاريع أبراج الطاقة الشمسية الحالية. [7] حققت محطتا العرض التجريبي Solar One وTwo نجاحًا كبيرًا في تشجيع البلدان في جميع أنحاء العالم على متابعة وتحسين تكنولوجيا محطات أبراج الطاقة الشمسية.
المشاريع الحالية
بلانتا سولار 10
PS10يعد Planta Solar 10 أول نظام للطاقة الشمسية المركزة ينتج طاقة متصلة بالشبكة للاستخدام التجاري. تم الانتهاء من جهاز PS10 في عام 2008 وتم تصنيعه بواسطة شركة Abengoa. يستخدم النظام مروحيات معدنية زجاجية بمساحة 624 - 120 م 2 على مساحة 75.000 م 2 مع قدرة توربينية صافية تبلغ 11 ميجاوات. بفضل هذه القدرة البالغة 11 ميجاوات، يستطيع PS10 توليد طاقة كافية لتشغيل حوالي 5500 أسرة إسبانية يوميًا. [1]
بلانتا سولار 20
PS20يعتبر Planta Solar 20 المصنع الشقيق لـ PS10 الذي يتميز بالتقدم التكنولوجي. يستخدم هذا النظام جهاز استقبال للطاقة الشمسية أكثر كفاءة على البرج وتخزين الملح المنصهر. يتمتع PS20 بقدرة طاقة تبلغ 20 ميجاوات وهو قادر على تشغيل أكثر من 10000 أسرة إسبانية يوميًا. يحتوي الحقل على 1,255 مروحية، تبلغ مساحة كل منها 120 م 2 ، وهي نفس مساحة PS10 [11] [1]
سييرا صن تاور
سييرا صن تاورمشروع Sierra SunTower هو برج للطاقة الشمسية يعمل في لانكستر، كاليفورنيا. هذا هو المصنع الوحيد العامل في أمريكا الشمالية ويحتل حوالي 20 فدانًا أو 80000 متر مربع في صحراء موهافي. [8] يتكون هذا النظام من 24,360 – 1,136 م 2 من المروحيات، مما يعطي قدرة طاقة صافية تبلغ 5.0 ميجاوات. [9] تم الانتهاء من إنشاء سييرا في عام 2009 بواسطة شركة eSolar وتقوم ببيع الكهرباء الخاصة بها إلى شركة Southern California Edison. [10]
المشاريع المستقبلية
جيماسولار
جيماسولار.تقع هذه المحطة بقدرة 17 ميجاوات في الأندلس، إشبيلية، إسبانيا. يتميز بتصميم مختلف قليلاً عن PS10 وPS20 من حيث أنه برج مركزي ويستخدم نظام تخزين الملح المنصهر. يوفر خزان التخزين بدرجة حرارة 500 درجة مئوية 15 ساعة من توليد الكهرباء بدون ضوء الشمس. يحتوي هذا المصنع على 2500 طائرة هليوستات على مساحة 1.85 كم 2 . عند الانتهاء، سينتج هذا النظام 110 جيجاوات/ساعة سنويًا لتشغيل أكثر من 25000 منزل إسباني. إن Gemasolar قيد الإنشاء حاليًا ومن المفترض أن يتم الانتهاء منه بحلول نهاية عام 2010.
تريس الشمسية
يعد Solar Tres أيضًا مشروعًا لشركة Abengoa في جنوب إسبانيا. وقد حصل هذا المشروع مؤخرًا على دعم قدره خمسة ملايين يورو من المفوضية الأوروبية. ويشبه التصميم محطة سولار تو في استخدام تكنولوجيا تخزين الملح المنصهر، لكنه سيكون أكبر بثلاثة أضعاف من حجم محطة سولار تو التي تنتج 6000 ميجاوات في الساعة يوميًا. يوجد حقل يضم 2500 مروحية زجاجية معدنية بمساحة 96 مترًا مربعًا لكل منها. تبلغ سعة خزان تخزين الملح المصهور 6250 طنًا مما يوفر 16 ساعة من توليد الطاقة الإضافية.
مشاريع ذات صلة
قراءة متعمقة
مياريس، ديف. “مشاريع الطاقة الشمسية المركزة تحصل على 62 مليون دولار من وزارة الطاقة”. هندسة الطاقة الشمسية. 12 يونيو، 2010 [12]
وزارة الطاقة الأمريكية: أخبار كفاءة الطاقة والطاقة المتجددة [13]
مراجع
- ↑انتقل إلى:1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 روبل، بيدرو. "برج PS20". ابينجوا سولار. 12 يونيو 2010. [1]
- ^ ريختر، د. كريستوف. “تكنولوجيا الطاقة الشمسية المركزة”. سولار بايسس. 12 يونيو 2010. [2]
- ^ أرفيزو، دان. “تركيز الطاقة الشمسية”. المختبر الوطني للطاقة المتجددة. 12 يونيو، 2010 [3]
- ^ أرفيزو، دان. “تركيز الطاقة الشمسية”. المختبر الوطني للطاقة المتجددة. 12 يونيو, 2010 [4]
- ^ وزارة الطاقة الأمريكية. "أبراج الطاقة الشمسية توفر حلول الطاقة." محطة تجريبية لعزل النفايات. 12 يونيو 2010. [5]
- ^ وزارة الطاقة الأمريكية. "أبراج الطاقة الشمسية توفر حلول الطاقة." محطة تجريبية لعزل النفايات. 12 يونيو 2010. [6]
- ^ وزارة الطاقة الأمريكية. "أبراج الطاقة الشمسية توفر حلول الطاقة." محطة تجريبية لعزل النفايات. 12 يونيو 2010. [7]
- ^ أرفيزو، دان. “مشاريع الطاقة الشمسية المركزة”. المختبر الوطني للطاقة المتجددة. 12 يونيو, 2010 [8]
- ^ أرفيزو، دان. “مشاريع الطاقة الشمسية المركزة”. المختبر الوطني للطاقة المتجددة. 12 يونيو, 2010 [9]
- ^ أرفيزو، دان. “مشاريع الطاقة الشمسية المركزة”. المختبر الوطني للطاقة المتجددة. 12 يونيو، 2010 [10]
