وبلاگ

امروزه تولید الکتریسیته خورشیدی در حال پیشرفت نوید بخشی است. توجه روز افزون به اثرات مخرب زیست محیطی سایر روش های تولید جریان الکتریکی، مزایای الکتریسیته خورشیدی را آشکار می سازد. هزینه تولید الکتریسیته از روش های حرارتی و خورشیدی، کمتر از هزینه تولید آن در نیروگاه های سوخت فسیلی خواهد بود. تولید الکتریسیته از چند وات تا به اندازه تولید یک نیروگاه معمولی، توسط فناوری­های الکتریسیته خورشیدی امکان پذیر است. در حال حاضر شش روش مختلف برای تولید الکتریسیته از انرژی خورشیدی شناخته شده است که عبارتنداز: آینه خورشیدی، سهمی گون دریافت کننده مرکزی، آینه­های بشقابی، دودکش خورشیدی، استخر خورشیدی و سلول­های نوری فتوولتائیک[1].

امروزه شیوه تولید جریان الکتریسیته توسط آینه­های سهمی­گون، جایگزینی برای شیوه­های معمول تولید برق شده است. به عنوان نمونه، نیروگاه آینه­های سهمی­گون کالیفرنیا با ظرفیت 345 مگاوات، در مدت کارکرد ده ساله، پنج هزار گیگاوات ساعت الکتریسیته تولید کرده است که این میزان، هشتاد درصد کل انرژی خورشیدی تولیدی در دنیاست [2].

متمرکز کننده های خورشیدی سهمی شکل با گیرند­ه­های لوله­ای خلا،  تکنولوژی اصلی مورد استفاده در  نیروگاه­های تولید انرژی الکتریکی با استفاده از گرمای خورشید هستند. این ابزارها، کم هزینه­ترین نوع تجهیزات در مقیاس وسیع هستند که امروزه در دسترس می باشند و با استفاده از  نور خورشید متمرکز شده که به عنوان منبع حرارت برای سیکل رانکین می باشد، انرژی الکتریکی تولید می­کنند[3]. جمع کننده انرژی خورشید از آینه­های سهموی تشکیل یافته که  تابش اشعه خورشید را روی خط کانونی آن­ها متمرکز می کند و گیرنده، به صورت لوله‌ای در خط کانونی منعکس کننده‌ها قرار دارد. در داخل این لوله روغن مخصوصی در جریان است که بر اثر حرارت پرتوهای خورشید، گرم و داغ می‌گردد. سیال انتقال حرارت که در گیرنده پمپاژ وارد می­شود،  از طریق پدیده همرفت و دیوارهای گیرنده گرم می شود. سپس این سیال وارد یک بلوک می شود که در آن از طریق گرمای انتقال یافته، بخار تولید می شود. انرژی بخار در چرخه توربین بخار رانکین، به

 الکتریسیته تبدیل می­شود[4]. تصویر یک متمرکزکننده سهمی­گون در شکل 2-1 نشان داده شده است.

شکل2-1، متمرکزکننده سهمی گون، لوله های گیرنده روی خط کانونی قرار گرفته اند [2].‏

برای بهره‌گیری بیشتر و افزایش بازدهی لوله گیرنده، سطح آن را با اکسید فلزی که ضریب انبساط بالایی دارد پوشش می‌دهند و هم­چنین در محیط اطراف آن، لوله ای شیشه‌ای به صورت لفاف پوشیده می‌شود تا از تلفات گرمایی و افت تشعشعی جلوگیری گردد و نیز از لوله دریافت کننده محافظت به عمل آید. ضمناً بین این دو لوله خلا به وجود می‌آورند تا پرتوهای تابشی خورشید در تمام طول روز به صورت مستقیم به لوله دریافت کننده برسد.

اتصال شیشه به فلز در لوله گیرنده، نه تنها نیازمند استحکام مکانیکی معینی است بلکه در شرایط خلا بسیار بالا، باید مانع عبور گازها به داخل سیستم گردد. دست یابی به اتصال خوب بین فلز و شیشه در لوله گیرنده در سیستم­های گرمایش خورشیدی با دشواری هایی همراه است. شکست و یا جدا شدن اتصال شیشه – فلز  در این سیستم­ها، یکی از پرهزینه ترین فاکتورها در کارخانجات تولید سلول­های خورشیدی سهموی شکل می باشد که باعث کاهش بازدهی سیستم نیز می شود.

[1] Parabolic

[2] Photo-Voltaic

[3] Rankin

[4] Receiver

[5] Convection