shirin71
08-31-2011, 07:47 AM
در حقيقت بزرگ‌ترين مانع بر سر پياده‌سازي و استفاده از انرژي خورشيد اين است كه تابش خورشيد بر روي زمين دائمي نيست. بنابراين در روزهاي ابري و شب‌ها نياز به وجود سيستم‌هاي پشتيبان است تا سامانه‌هاي توليد برق يا گرماي خورشيدي قادر به ادامه فعاليت خود باشند.
http://www.jamejamonline.ir/Media/images/1390/06/06/100852660041.jpg
سيستم جديدي كه توسط محققان MIT طراحي شده شايد سرانجام بتواند بر اين مشكل فائق آمده و منجر به توليد انرژي دائم و قابل استفاده در طول شبانه‌روز شود. اين طرح بر پايه استفاده از تعداد زيادي آينه براي متمركز كردن نور روي برج (ايستگاه) مركزي استوار است. با اين روش دماي بسيار زيادي براي گرم كردن موادي همچون نمك مذاب توليد شده كه در نهايت منجر به گرم كردن آب منازل يا به چرخش درآمدن توربين مولد برق مي‌شود.
تاكنون در سيستم‌هاي متمركز انرژي خورشيدي(CSP) به پمپ‌هاي گرانقيمت و لوله‌كشي فراوان و دقيق براي حمل نمك مذاب و انتقال گرما نياز بود كه اين موضوع فرآيند تجاري شدن اين قبيل سيستم‌ها را با مشكل جدي مواجه مي‌ساخت، ضمن اين‌كه اين سيستم‌ها فقط در هنگام تابش خورشيد كار مي‌كردند.
به جاي اين روش، محققان سيستمي طراحي كرده‌اند كه از يك مخزن براي ذخيره گرما استفاده مي‌كند. اين مخزن قابل نصب روي زمين بوده و نيازي به قرار گرفتن روي برج مركزي ندارد.نور متمركز از طريق يك دهانه باريك در بالاي مخزن، وارد اين محفظه كاملا مجزا مي‌شود. صفحه افقي متحركي در اين سيستم نمك گرم شده در بالاي مخزن را از نمك سردتر در پايين جدا مي‌كند. در روزهاي آفتابي پس از گرم شدن نمك اين صفحه بتدريج پايين‌تر رفته و باعث افزايش مقدار نمك داغ مي‌شود.
علت استفاده از نمك در اين سيستم‌ها به دليل ظرفيت بالاي جذب گرما و گستره وسيع دماهاي كاري قابل استفاده نمك است. آب در حال گردش بدور اين مخزن گرم شده و پس از تبديل شدن به بخار براي به حركت در آوردن توربين در هر جايي كه نياز به انرژي است استفاده مي‌شود.
به منظور متمركز كردن نور در بالاي مخزن حاوي نمك از مجموعه‌اي از آينه‌ها كه روي دامنه كوه پخش شده‌اند استفاده مي‌شود. پروفسور «پاپالاردو» معتقد است ساخت چنين سيستمي به دليل استفاده از حداقل قطعات، ارزان تمام مي‌شود. ماندگاري تجهيزات به كار گرفته شده در اين روش بيش از سيستم‌هاي CSP موجود است چرا كه در سيستم‌هاي كنوني و در روزهاي ابري يا شب هنگام دماي دريافت‌كننده‌هاي جاذب نور پايين آمده و اين نوسان دما باعث فرسودگي و ايجاد نقص در سيستم مي‌شود.
به منظور بررسي سيستم جديد محققان در دامنه كوه‌هاي «وايت سندز» و «درياچه چين» در كاليفرنيا 2 مخزن نمك نيترات سديم و پتاسيم بطول 25 متر و عمق 5 متر قرار داده و پرتوهاي متمركز خورشيد را به آنها تاباندند. هر يك از اين مخازن 20مگاوات برق توليد مي‌كند كه اين مقدار براي مصرف 20 هزار خانه كافي است. اين سيستم گرماي لازم براي توليد انرژي در يك روز كاملا ابري را طي 10 روز آفتابي جمع‌آوري مي‌كند. اگرچه برآورد دقيق هزينه در مراحل اوليه طرح سخت به نظر مي‌رسد، اما ارزيابي بخش انرژي ايالات متحده با استفاده از نرم افزارهاي پيشرفته نشان مي‌دهد با اين سيستم توليد هر كيلو وات ساعت بين 7 تا 33 سنت هزينه دربر دارد و بنابراين مي‌‌توان ادعا كرد كه اين سيستم توانايي رقابت با منابع توليد انرژي مرسوم را داراست. تست كارايي اين طرح در مقياس كوچك انجام شده، اما اعضاي تيم معتقدند براي طراحي يك نيروگاه واقعي و به منظور پالايش طراحي‌هاي مهندسي نياز به تست در مقياس بزرگ‌تر است.
وجود شركتي آينده‌نگر كه براي سرمايه‌گذاري روي اين طرح انگيزه كافي داشته باشد و با سرمايه‌گذاري خود اجازه آزمايش روي طرحي كاملا متفاوت را به طراحان بدهد بزرگ‌ترين چالش كنوني محسوب مي‌شود.
اكثر مولفه‌هاي اين سيستم پيشنهادي بجز آينه‌هاي نصب شده در دامنه كوه قبلا تست و انتخاب شده‌اند. در اين طرح نه قانون فيزيكي جديدي اختراع شده و نه از مولفه‌هايي كه تاكنون در ديگر كاربردها تست و به كار گرفته نشده‌اند استفاده شده، بلكه از مفاهيم ابتكاري جديد در CSP استفاده شده است. بر خلاف ديگر سيستم‌هاي CSP مزيت اصلي اين سيستم توليد بي‌وقفه انرژي حتي در روزهاي ابري است. محققان تاكيد مي‌كنند كه اين روش به دنبال راه‌هاي جايگزين جمع‌آوري انرژي خورشيدي نبوده بلكه رويكرد جديدي ارائه مي‌كند كه شايد در بعضي شرايط و مكان‌هاي خاص بهترين بازده را داشته باشد.
http://www.jamejamonline.ir/Media/images/1390/06/06/100852660041.jpg
سيستم جديدي كه توسط محققان MIT طراحي شده شايد سرانجام بتواند بر اين مشكل فائق آمده و منجر به توليد انرژي دائم و قابل استفاده در طول شبانه‌روز شود. اين طرح بر پايه استفاده از تعداد زيادي آينه براي متمركز كردن نور روي برج (ايستگاه) مركزي استوار است. با اين روش دماي بسيار زيادي براي گرم كردن موادي همچون نمك مذاب توليد شده كه در نهايت منجر به گرم كردن آب منازل يا به چرخش درآمدن توربين مولد برق مي‌شود.
تاكنون در سيستم‌هاي متمركز انرژي خورشيدي(CSP) به پمپ‌هاي گرانقيمت و لوله‌كشي فراوان و دقيق براي حمل نمك مذاب و انتقال گرما نياز بود كه اين موضوع فرآيند تجاري شدن اين قبيل سيستم‌ها را با مشكل جدي مواجه مي‌ساخت، ضمن اين‌كه اين سيستم‌ها فقط در هنگام تابش خورشيد كار مي‌كردند.
به جاي اين روش، محققان سيستمي طراحي كرده‌اند كه از يك مخزن براي ذخيره گرما استفاده مي‌كند. اين مخزن قابل نصب روي زمين بوده و نيازي به قرار گرفتن روي برج مركزي ندارد.نور متمركز از طريق يك دهانه باريك در بالاي مخزن، وارد اين محفظه كاملا مجزا مي‌شود. صفحه افقي متحركي در اين سيستم نمك گرم شده در بالاي مخزن را از نمك سردتر در پايين جدا مي‌كند. در روزهاي آفتابي پس از گرم شدن نمك اين صفحه بتدريج پايين‌تر رفته و باعث افزايش مقدار نمك داغ مي‌شود.
علت استفاده از نمك در اين سيستم‌ها به دليل ظرفيت بالاي جذب گرما و گستره وسيع دماهاي كاري قابل استفاده نمك است. آب در حال گردش بدور اين مخزن گرم شده و پس از تبديل شدن به بخار براي به حركت در آوردن توربين در هر جايي كه نياز به انرژي است استفاده مي‌شود.
به منظور متمركز كردن نور در بالاي مخزن حاوي نمك از مجموعه‌اي از آينه‌ها كه روي دامنه كوه پخش شده‌اند استفاده مي‌شود. پروفسور «پاپالاردو» معتقد است ساخت چنين سيستمي به دليل استفاده از حداقل قطعات، ارزان تمام مي‌شود. ماندگاري تجهيزات به كار گرفته شده در اين روش بيش از سيستم‌هاي CSP موجود است چرا كه در سيستم‌هاي كنوني و در روزهاي ابري يا شب هنگام دماي دريافت‌كننده‌هاي جاذب نور پايين آمده و اين نوسان دما باعث فرسودگي و ايجاد نقص در سيستم مي‌شود.
به منظور بررسي سيستم جديد محققان در دامنه كوه‌هاي «وايت سندز» و «درياچه چين» در كاليفرنيا 2 مخزن نمك نيترات سديم و پتاسيم بطول 25 متر و عمق 5 متر قرار داده و پرتوهاي متمركز خورشيد را به آنها تاباندند. هر يك از اين مخازن 20مگاوات برق توليد مي‌كند كه اين مقدار براي مصرف 20 هزار خانه كافي است. اين سيستم گرماي لازم براي توليد انرژي در يك روز كاملا ابري را طي 10 روز آفتابي جمع‌آوري مي‌كند. اگرچه برآورد دقيق هزينه در مراحل اوليه طرح سخت به نظر مي‌رسد، اما ارزيابي بخش انرژي ايالات متحده با استفاده از نرم افزارهاي پيشرفته نشان مي‌دهد با اين سيستم توليد هر كيلو وات ساعت بين 7 تا 33 سنت هزينه دربر دارد و بنابراين مي‌‌توان ادعا كرد كه اين سيستم توانايي رقابت با منابع توليد انرژي مرسوم را داراست. تست كارايي اين طرح در مقياس كوچك انجام شده، اما اعضاي تيم معتقدند براي طراحي يك نيروگاه واقعي و به منظور پالايش طراحي‌هاي مهندسي نياز به تست در مقياس بزرگ‌تر است.
وجود شركتي آينده‌نگر كه براي سرمايه‌گذاري روي اين طرح انگيزه كافي داشته باشد و با سرمايه‌گذاري خود اجازه آزمايش روي طرحي كاملا متفاوت را به طراحان بدهد بزرگ‌ترين چالش كنوني محسوب مي‌شود.
اكثر مولفه‌هاي اين سيستم پيشنهادي بجز آينه‌هاي نصب شده در دامنه كوه قبلا تست و انتخاب شده‌اند. در اين طرح نه قانون فيزيكي جديدي اختراع شده و نه از مولفه‌هايي كه تاكنون در ديگر كاربردها تست و به كار گرفته نشده‌اند استفاده شده، بلكه از مفاهيم ابتكاري جديد در CSP استفاده شده است. بر خلاف ديگر سيستم‌هاي CSP مزيت اصلي اين سيستم توليد بي‌وقفه انرژي حتي در روزهاي ابري است. محققان تاكيد مي‌كنند كه اين روش به دنبال راه‌هاي جايگزين جمع‌آوري انرژي خورشيدي نبوده بلكه رويكرد جديدي ارائه مي‌كند كه شايد در بعضي شرايط و مكان‌هاي خاص بهترين بازده را داشته باشد.