الطاقة الشمسية الكهروحرارية

La الطاقة الشمسية الكهروحرارية o الطاقة الشمسية الحرارية هي تقنية تستخدم حرارة الشمس لتوليد الكهرباء. تتم هذه العملية فيما يسمى بمحطات الطاقة الحرارية الشمسية ، أو محطات الطاقة الحرارية الشمسية ، والتي بدأ بناؤها في أوروبا واليابان في أوائل الثمانينيات ، وتتمثل ميزة هذه الطاقة في أنها نظيفة ووفرة ومتجددة. : كل ​​عشرة أيام ، تتلقى الأرض من الشمس نفس كمية الطاقة مثل جميع الاحتياطيات المعروفة من النفط والغاز والفحم. في الوقت الحاضر ، تتعايش عدة أنواع من محطات الطاقة الشمسية الكهروحرارية. تتمتع إسبانيا بموقع متميز في هذا المجال ، حيث تمتلك العديد من محطات الطاقة الشمسية الحرارية وقطاع صناعي قوي ، وتشارك في مشاريع في جميع أنحاء العالم.

في هذه المقالة سوف نخبرك عن خصائص وأهمية الطاقة الشمسية الحرارية.

ما هي الطاقة الشمسية الكهروحرارية

تعمل محطة الطاقة الحرارية الشمسية مثل محطة الطاقة الحرارية ، لكن بدلاً من الفحم أو الغاز الطبيعي ، تستخدم الطاقة الشمسية. تتركز أشعة الشمس من خلال المرايا في المستقبل لتصل إلى درجات حرارة تصل إلى 1.000 درجة مئوية. تستخدم هذه الحرارة لتسخين السوائل وتوليد البخار الذي يحرك التوربينات ويولد الكهرباء. بينما كانت المحطات الأولى تعمل فقط خلال ساعات الإشعاع الشمسي ، يمكن تخزين الحرارة اليوم لإنتاجها ليلاً.

أنواع النباتات

يوجد حاليًا ثلاثة أنواع رئيسية من محطات الطاقة الحرارية الشمسية. توليد الكهرباء مشابه ، والاختلاف هو كيف تتركز الطاقة الشمسية.

محطة برج الطاقة الشمسية الحرارية

يستخدم مجموعة من المرايا القابلة للتوجيه ، تسمى heliostats ، لتركيز أشعة الشمس على أجهزة الاستقبال الموجودة على البرج. على المدى المتوسط ​​، إنها تقنية مجربة وفعالة ومربحة. تم بناء أول محطات تجريبية من هذا النوع في ألميريا (إسبانيا) ونيو (اليابان) في عام 1981. ويتمثل التحدي الحالي في تقليل تكلفة بناء محطات الطاقة الحرارية الشمسية البرجية.

طبق مكافئ أو طبق ستيرلينغ لمحطة توليد الطاقة الحرارية الشمسية

تستخدم محطة الطاقة الحرارية الشمسية هذه مرآة مكافئة على شكل طبق لتركيز أشعة الشمس على محرك ستيرلينغ عند النقطة المحورية للقطع المكافئ ، لذلك يطلق عليه أيضًا قرص ستيرلنغ المركزي. ترفع الحرارة المتراكمة درجة حرارة الهواء ، مما يدفع محرك ستيرلنغ وتوربينه لتوليد الكهرباء. أشهر نباتات الأطباق المكافئة هو النبات الموجود في موهافي (الولايات المتحدة).

حوض مكافئ لمحطة الطاقة الحرارية الشمسية

هذه الأنواع من النباتات هي الأكثر واعدة من وجهة نظر تجارية. استخدموا مرآة على شكل أسطوانة مكافئة لها قناة على طول محورها تركز أشعة الشمس. يحتوي الأنبوب على سائل يتم تسخينه وينتج بخارًا يدفع التوربينات. محطات حرارية شمسية مكافئة من خلال الحوض الصغير تعمل في إسبانيا وبلدان أخرى.

تطوير الطاقة الشمسية الكهروحرارية

حدد أوغستين موشوت أساسيات الطاقة الحرارية الشمسية في عام 1878 ، وفي الثمانينيات أثبتت بعض التجارب جدواها. حتى وقت قريب ، كانت الطاقة الحرارية الشمسية تعوقها ثلاثة عوامل:

• ارتفاع تكلفة المواد لقد بدأت في الانخفاض مع تطور التكنولوجيا وزيادة الغلة.
• من المستحيل تخزين الطاقة لإنتاجها بين عشية وضحاها. لم يبدأ التغلب على هذا القيد إلا مؤخرًا من خلال التقنيات التي تحافظ على الحرارة. على سبيل المثال ، يستخدم مصنع Gemasolar في إشبيلية الملح المصهور لتخزين الحرارة ، ولهذا أصبحت أول محطة طاقة حرارية شمسية قادرة على توفير الطاقة على مدار 24 ساعة في اليوم.
• مطلوب كميات كبيرة من الإشعاع الشمسي على مدار العام ، مما يحد من إدخال هذه الطاقة في المناطق الجنوبية. ومع ذلك ، فإن المشاريع الطموحة مثل Desertec تقترح إنشاء مصانع في مناطق مثل الصحراء الكبرى ثم إرسال الكهرباء إلى أوروبا.
• يجري حاليًا تطوير العديد من مشاريع الطاقة الحرارية الشمسية في دول مثل الجزائر أو المغرب أو الولايات المتحدة أو أستراليا. شارك العديد من الأسبانية.

الطاقة الشمسية الكهروحرارية في أسبانيا

إسبانيا قوة عالمية في مجال الطاقة الحرارية الشمسية. ظروف البلاد مثالية لتركيب محطات الطاقة الحرارية الشمسية نظرا لساعات وفيرة من أشعة الشمس ومناطقها الصحراوية الشاسعة. تم بناء أول محطات تجريبية ، تسمى SSPS / CRS و CESA 1 ، في تابيناس (الميريا) في 1981 و 1983 ، على التوالي.

في عام 2007 ، تم تشغيل أول محطة حرارية شمسية برجية تجارية PS10 في العالم في سانلوكار لا مايور (إشبيلية). في عام 2011 ، كان هناك 21 محطة بقدرة 852,4 ميجاوات قيد التشغيل و 40 محطة أخرى في المشروع ، وفقًا لـ Protermosolar ، الرابطة الإسبانية لصناعة الطاقة الشمسية الحرارية. عندما تدخل جميع هذه المصانع الجديدة حيز التشغيل ، حوالي عام 2014 ، ستكون إسبانيا المنتج الرائد في العالم لمصدر الطاقة النظيفة والمتجددة الواعد بنسبة 100٪.

التطبيقات

• التطبيقات: المياه الساخنة الصحية والتدفئة وتكييف الهواء وتدفئة حمامات السباحة. في منازل الأسرة الواحدة يمكن أن تغطي ما يصل إلى 70٪ من استهلاك الماء الساخن.
• العملية: الألواح الحرارية هي المسؤولة عن تجميع الإشعاع الشمسي ونقل الحرارة إلى السوائل التي تدور من خلالها.
• اللوائح والمساعدات: يتطلب قانون البناء الفني (CTE) المعتمد في عام 2006 تركيب الألواح الشمسية في جميع المباني الجديدة. يمكن أن تغطي مساعدة الدولة والأقاليم من ثلث إلى نصف تكاليف التركيب.
• التكاليف والوفورات: يبلغ متوسط ​​تكلفة التركيب لمساحة 2 متر مربع حوالي 1.500 يورو فقط من الماء الساخن. بالمقارنة مع غلاية الغاز الطبيعي أو البروبان ، فإن توفير الطاقة هو 150 يورو في السنة ، وإذا استمر الوقود الأحفوري والكهرباء في النمو ، فإن توفير الطاقة سيكون أكبر. بدون إعانات ، فترة الاسترداد حوالي 10 سنوات ، مع الإعانات لا تستغرق سوى 5 سنوات.

الطاقة الشمسية الحرارية لها أيضًا تطبيقات داخل المنزل. دعونا نرى ما هم:

• التطبيق: إنتاج الطاقة الكهربائية للاستخدام المنزلي أو لإعادة بيعها للشبكة العامة.
• العملية: تقوم الألواح الكهروضوئية بتحويل الإشعاع الشمسي إلى كهرباء.
• اللوائح والمساعدة: شركات الطاقة ملزمة قانونًا بشراء الطاقة الكهروضوئية المتكاملة مع الشبكة ، ودفع خصم للمنتجين (حاليًا 575٪ من سعر الكيلوواط). من ناحية أخرى ، تتطلب قوانين البناء الفنية تركيب الألواح الكهروضوئية في أي مبنى عام أو خاص تزيد مساحته عن 3.000 متر مربع.
• التكاليف والوفورات: للتزويد الذاتي ، يبلغ سعر وحدة صغيرة 5 كيلوواط حوالي 35.000 يورو. بالنظر إلى أن استهلاك الطاقة السنوي لمنزل متوسط ​​يبلغ حوالي 725 يورو ، لا يتم إطفاء الاستثمار إلا بعد 48 عامًا.

آمل أن تتمكن من خلال هذه المعلومات من معرفة المزيد عن الطاقة الشمسية الكهروحرارية وخصائصها.