تولید برق در شب از نگاه دیگر !

اکنون ، تحقیقات جدید نشان می دهد که می توان پانل هایی را طراحی کرد که بتوانند شبانه روزی کار کنند.

همه ما میدانیم

تولید انرژی باد نسبت به انرژی خورشیدی راحتر است ، بیشتر به این دلیل که ارزان تر است. اما پیشرفت اخیر در تولید انرژی خورشیدی می تواند انرژی خورشیدی را به گزینه ای بسیار مناسب تر تبدیل کند. انرژی خورشید به یکی از دو روش به برق تبدیل می شود: استفاده از سلول های فتوولتائیک ، که نور خورشید را با استفاده از نیمه رسانا که  موجب جذب فوتون ها میشود و الکترون ها را آزاد می کند ، به برق تبدیل می کند. یا با استفاده از توربین های حرارتی خورشیدی ، که از گرمای خورشید برای تولید بخار استفاده می کنند ، سپس توربین را برای تولید برق می چرخاند. این نیروگاه خورشیدی-حرارتی است که آماده یک تغییر بزرگ است.
مشکل بزرگ انرژی خورشیدی این است که خورشید تمام وقت نمی تابد. در شب یا روزهای ابری ، نیروگاه ها به سادگی نمی توانند به انرژی خورشید دسترسی پیدا کنند. این امر باعث گران شدن انرژی خورشیدی می شود ، زیرا نیروگاه ها نمی توانند ۲۴/۷ کار کنند. با پوشش ابر های بارانی و یا سایه آن های بروی پنل ها موجب کاهش بازده هی و یا قطع عملکرد آنها میشوند. همچنین باعث می شود که انرژی تولید شده توسط خورشید در بعضی مواقع – مانند شب که بیشترین تقاضای برق است – از دسترس خارج شود.

راه حل یک راه حل ساده است: انرژی خورشید را ذخیره کنید تا در صورت عدم دسترسی به خورشید بتوانید از آن استفاده کنید. متأسفانه ، اجرای این راه حل بسیار مشکل ساز بوده است – تا اینکه دستیابی به موفقیت اخیر ، ذخیره انرژی خورشیدی را به گزینه ای واقع بینانه برای صنعت انرژی تبدیل کرد.در این مقاله ، ما متوجه خواهیم شد که چگونه ذخیره  انرژی در آفتاب امکان پذیر است. تا در هنگام غروب خورشید بتوانیم به آن دسترسی پیدا کنیم. ما همچنین به اولین نیروگاه تجاری ساخته شده برای استفاده از این فناوری برای پی بردن به نحوه کار سیستم نگاه خواهیم کرد.

مواد ذخیره سازی که دستیابی به موفقیت را ممکن می کند احتمالاً در حال حاضر در آشپزخانه شما نشسته است.

بد نیست به متن بالا توجه کنیم قبل از اینکه بقییه متلب رو مطالعه کنیم .ایده ذخیره انرژی خورشید چیز جدیدی نیست. برخی سعی کرده اند انرژی خورشید را با استفاده از آن برای پمپاژ آب در سربالایی ذخیره کنند (نیروگاه تلمبه ذخیره ای)، جایی که انرژی باقی می ماند تا زمانی که آب به سمت عقب حرکت کند و باعث آزاد شدن آن شود. فشرده سازی و سپس فشرده سازی مجدد هوا گزینه دیگری است. اما هر دو روش انرژی را هدر می دهد – فقط حدود ۸۰ درصد از انرژی خورشیدی مصرف شده در انتهای دیگر بازیابی می شود . باتری ها نیز بسیار ناکارآمد هستند ، و آنها را بسیار گران می کند تا بتوانند گزینه ذخیره سازی مناسب در مقیاس بزرگ باشند. شما می توانید به اندازه باتری لپ تاپ که ۱۰ برابر بیشتر است در یک قمقمه قهوه انرژی ذخیره کنید. 
این اساساً همان کاری است که قمقمه با ذخیره گرمای آن قهوه انجام می دهد. و گرما در نیروگاه حرارتی خورشیدی برق تولید می کند ، بنابراین ذخیره گرما راهی برای مکث در روند کار است: اجازه دهید خورشید چیزی را گرم کند ، آن چیز را داغ نگه دارید تا خورشید فرو رود و سپس از آن گرما برای تولید بخار استفاده کنید توربین را می چرخاند.

البته ، به همان راحتی که ذخیره گرما آسان است ، شما باید ماده مناسب برای استفاده از انرژی خورشیدی را پیدا کنید. برای ذخیره گرمای شدید نیروگاه حرارتی خورشیدی ، این ماده باید در دمای بالا – در ناحیه ۷۵۰ درجه فارنهایت (۴۰۰ درجه سانتیگراد) ثابت بماند – در غیر این صورت با مشکل بخار شدن و فشار روبرو خواهید شد. همچنین بایستی این ماده ارزان و به راحتی در دسترس است.و آن ماده چیزی نیست جز نمک. نمک فقط در دمای بسیار بالا ذوب می شود ، در دمای بسیار بسیار بالا بخار می شود و تقریباً در عرضه نامحدود و کم هزینه در دسترس است. بعلاوه ، فقط حدود ۷ درصد از انرژی صرف شده در آن را از دست می دهد.

در واقع ، اولین نیروگاه خورشیدی مجهز به ذخیره نمک از نمک سفره استفاده نمی کند. این از مخلوط نمکی متفاوتی استفاده می شود که اغلب به عنوان کود استفاده می شود ، ترکیبی از سدیم و پتاسیم نیترات. نیروگاه Andasol 1 در گرنادا ، اسپانیا ، با ۳۰۸۶۵ تن (۲۸۰۰۰ متریک تن) از این مواد پر شده است .نیروگاه Andasol 1 در اسپانیا از نوامبر ۲۰۰۸ تولید برق را آغاز کرد و تا زمانی که خورشید می درخشد ، تقریباً مانند هر نیروگاه حرارتی خورشیدی کار می کند. نور خورشید به نوعی کلکتور خورشیدی برخورد می کند – در این حالت ، یک زمینه از آینه های سهموی متمرکز بر روی لوله های پر از روغن ، که به بیش از ۷۵۲ درجه فارنهایت (۴۰۰ درجه سانتیگراد) گرم می شود. از آن روغن داغ برای جوشاندن آب که بخار تولید می کند و توربین می چرخد ​​استفاده می شود.

تنها زمانی که خورشید نمی تابد سیستم ذخیره سازی بر تولید برق تأثیر می گذارد. تنظیمات به این صورت است که زمینه جمع کننده های خورشیدی در Andasol 1 به اندازه کافی بزرگ است که می تواند تقریباً دو برابر بیشتر از نیاز  برای کار در زمان های آفتاب ، نور خورشید را جمع کند. روغن گرم شده اضافی به یک مبدل حرارتی بین گلدان های غول پیکر نمک مذاب ارسال می شود. یک گاو نمک مذاب نسبتاً خنک نگهداری می کند (حدود ۵۰۰ درجه فارنهایت یا ۲۶۰ درجه سانتیگراد). این نمک به مبدل حرارتی پمپ می شود ، در آنجا گرما را از روغن می گیرد. نمک مذاب داغتر (۷۵۲ درجه فارنهایت یا ۴۰۰ درجه سانتیگراد) به گلدان دوم می ریزد ، جایی که منتظر می ماند تا خورشید پشت ابر فرو رود.

هنگامی که نیروگاه به گرمای ذخیره شده احتیاج دارد ، نمک مذاب گرمتر از طریق مبدل حرارتی به عقب پمپ می شود. در آنجا گرمای خود را به روغن تولید کننده بخار منتقل می کند. روغن داغتر به مرکز قدرت منتقل می شود و نمک مذاب که اکنون سردتر است دوباره به مخزن کولر جریان می یابد. سپس روند کار از ابتدا شروع می شود.با استفاده از نمک برای ذخیره گرمای خورشید ، نیروگاه می تواند بدون نور خورشید کار کند و تقریباً دو برابر دیگر نیروگاه های خورشیدی کار می کند. با تنظیمات ذخیره نمک ، آندازول ۱ اجازه می دهد ۵۰ درصد بیشتر از انرژی تولیدی خود تولید کند – ۱۷۸۰۰۰ مگاوات ساعت برق . این توانایی تولید اضافی ، هزینه کلی برق نیروگاه را کاهش می دهد. این می تواند سرانجام با هزینه برق گاز طبیعی رقابت کند.

این نوع ذخیره نمک تنها طراحی روی میز برای ذخیره انرژی خورشید نیست. برخی از گیاهان با استفاده از رویکرد مستقیم تری که روغن را رها می کند در نظر دارند – آنها هم گرمای خورشید را در نمک جمع می کنند و هم ذخیره می کنند. شن و ماسه یکی دیگر از مواد احتمالی ذخیره گرما است.و گروه دیگری سیستمی را ایجاد کرده اند که برای ذخیره انرژی خورشیدی از اثرات مولکولی فتوسنتز تقلید می کند: این سیستم با استفاده از نور خورشید مولکول های آب را به هیدروژن و اکسیژن تقسیم می کند و سپس در سلول سوختی دوباره جمع می شوند.

منبع : https://science.howstuffworks.com/

16 thoughts on “تولید برق در شب از نگاه دیگر !

  1. Does your blog have a contact page? I’m having a
    tough time locating it but, I’d like to shoot you an email.
    I’ve got some ideas for your blog you might be interested in hearing.
    Either way, great website and I look forward to seeing it develop over
    time.

  2. Heya i’m for the primary time here. I came across this board and I to find It really helpful & it helped me out much.
    I hope to give something again and help others like you helped me.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *