طرح مراکش برای بهبود فناوری نیروگاه‌ تمرکز انرژی خورشیدی

به گزارش گروه علم و فناوری آنا به نقل از Energy، نیروگاه‌های تمرکز انرژی خورشیدی منبع انرژی فراوانی است که به آسانی در دسترس است. این سامانه، انرژی حرارتی خورشید را با استفاده از آینه در یک سطح کوچک جمع‌آوری می‌کند. اما برای بهبود این فناوری چه کاری می‌توان انجام داد؟ محققان اروپایی مشغول انجام آزمایش در پارک انرژی سبز در شمال مراکش هستند.

دو پرسش اصلی توجه محققان اروپایی را به خود جلب کرده است. اول اینکه چگونه می‌توان آینه‌‌هایی متمرکزکننده نور خورشید را تمیز کرد؟ و دیگر اینکه برای بهبود عملکرد سیستم‌های خنک کننده چه کارهایی می‌توان انجام داد؟

مراکش محلی ایده آل برای نیروگاه خورشیدی است و پارک انرژی سبز در شمال این کشور، جایی است روی فناوری‌های مرتبط با انرژی‌های تجدیدپذیر، از جمله فناوری‌های مربوط به سامانه تمرکز انرژی خورشیدی تحقیق می‌شود.

محققان اروپایی طرح «ارتقای بهره‌وری آب برای انرژی‌های تجدیدپذیر» در این محل مشغول آزمایش روی بهبود فناوری‌های مربوط به نیروگاه‌های تمرکز توان خورشیدی هستند.

سامانه متمرکز کننده توان خورشیدی، سامانه‌ای است که انرژی حرارتی خورشید را با استفاده از آینه در یک سطح کوچک جمع‌آوری می‌کند.

فالک موهاسب، مسئول هماهنگ کننده این طرح، می‌گوید: «بزرگ‌ترین مزیت فناوری تمرکز انرژی خورشید این است که منبع اصلی آن، یعنی خورشید هیچ هزینه‌ای ندارد. مزیت دیگرش هم این است که در مقایسه با سایر فناوری‌های تولید برق از انرژی خورشیدی، مثلا سامانه فتوولتائیک (صفحات بزرگ باتری‌‌های خورشیدی) جمع و جورتر و فشرده‌تر است».

تمیز کردن آینه‌‌های متمرکزکننده نور خورشید

در هوای گرم تمیز کردن آینه‌‌هایی که انرژی خورشید را در یک نقطه کانونی می‌کنند، دشوار است. باد گرد و غبار بیابان‌های اطراف را روی آینه می‌نشاند و از آن مهم‌تر این که، آب در این مناطق کمیاب است.

به همین دلیل محققان این طرح اروپایی قصد دارند مصرف آب در نیروگاه‌های تمرکز انرژی خورشید را کاهش دهند. آنها به این منظور بازتابندگی آینه‌‌ها را اندازه می‌گیرند تا به بهترین برنامه زمان‌بندی برای شستشوی آینه‌‌ها با آب دست یابند.

​

احمد علامی میروی، محقق سیستم‌های حرارتی خورشیدی درباره این که این کار چطور انجام می‌شود، می‌گوید: «با کار همزمان روی بهینه کردن چرخه شست‌وشو و طراحی مواد برای پوشش آینه‌‌ها با لایه‌‌های ضد خاک، و همچنین بررسی روش‌های دیگر تمیز کردن آینه، مطمئن هستیم که راه حل مناسب را پیدا خواهیم کرد».

جلوگیری از تولید رسوب در لوله‌‌های برق

در چرخه تولید برق، برای خنک کردن لوله‌‌ها نیز از آب استفاده می‌شود. محققان، سیستم خنک کننده‌ای در نظر گرفته اند که در آن به جای آب از هوا استفاده شود. آنها به دنبال یافتن راه‌حلی برای مشکل رسوبات نمک روی سطح داخلی لوله‌‌ها نیز هستند.

الغالی بنونا، محقق سیستم‌های گرمایش خورشیدی از موسسه تحقیقاتی انرژی خورشیدی و انرژی‌های جدید در مراکش موسوم به «ایرِسِن»، می‌گوید: «این مشکل به کیفیت آبی که استفاده می‌شود، بستگی دارد. این کیفیت در نهایت روی عملکرد چگالنده یا کندانسور و کل نیروگاه تاثیر می‌گذارد، زیرا مانع از تبادل حرارت بین لوله و آبی می‌شود که برای خنک کردن لوله‌‌های استفاده می‌شود».

پژوهشگران برای اینکه بدانند کدام مواد شیمیایی برعملکرد سیستم‌های خنک‌کننده تأثیر می‌گذارد، آزمایش‌هایی انجام می‌دهند: آنها نمک‌های مختلف را به سیستم آزمایشی‌ای اضافه می‌کنند که به طور مدام سیستم خنک کننده آب را شبیه‌سازی می‌کند. نتایج نشان خواهد داد که برای جلوگیری از تجمع رسوبات نمک در لوله‌‌ها، کدام ماده شیمیایی باید از آب حذف شود».

عفاف ظاظا، دانشجوی دکتری از موسسه تحقیقاتی ایرسن، می‌گوید: «نمی‌توانیم به طور کامل روند جرم گرفتگی لوله‌‌ها را متوقف کنیم. اما می‌توانیم میزان جرم گرفتگی را کاهش بدهیم و کل روند خنک سازی را بهینه کنیم».

نتایج این آزمایش‌ها می‌تواند منجر به صرفه‌جویی در مصرف آب بشود. به عنوان مثال، می‌توان در سیستم‌های خنک کننده از آب بازیافت شده در دیگر عملیات‌های صنعتی استفاده کرد.

همانطور که فالک موهاسب، مسئول هماهنگ کننده طرح می‌گوید صرفه‌جویی درمصرف آب، هم نیروگاه‌های تمرکز انرژی خورشیدی را رقابت‌پذیرتر می‌کند و هم باعث گسترش فناوری‌های انرژی‌های تجدیدپذیر و سازگار با محیط زیست در مناطقی می‌شود که به سوخت‌های فسیلی وابسته اند.

وی می‌افزاید: «ساخت سامانه‌‌های متمرکز کننده توان خورشیدی در مناطقی که با مشکل کم آبی روبرو هستند و همچنین در مناطقی که تاکنون تمایلی به استفاده از این فناوری برای تولید الکتریسیته نداشتند، جالب خواهد بود. مهم این است که این کشورها کمتر وابسته به انرژی‌های فسیلی باشند. در واقع مهم‌ترین تاثیر این تحقیقات این است که کمتر از منابع انرژی تجدیدناپذیر استفاده خواهد شد».

محققان این طرح تخمین می‌زنند که در آینده می‌توان مصرف آب مورد نیاز برای تمیز کردم آینه‌‌های را تا ۲۵ درصد کاهش داد و تا ۹۵ درصد از آبی را که در سیستم‌های خنک کننده تبخیر می‌شود، ذخیره کرد.