- آسمونی
- مجله اینترنتی
- وبگردی
- آشنایی با انواع نیروگاه های خورشیدی – لیمو سولار انرژی
آشنایی با انواع نیروگاه های خورشیدی – لیمو سولار انرژی
نیروگاه‌های خورشیدی به عنوان مراکزی برای تولید برق، از انرژی و گرمای خورشید بهره می‌برند. یکی از انواع این نیروگاه‌ها، نیروگاه خورشیدی فتوولتائیک است که در آن از انرژی تابشی خورشید برای تولید برق استفاده می‌شود. این نوع نیروگاه‌ها با استفاده از پنل‌های خورشیدی، فوتون‌ها را به الکتریسیته تبدیل می‌کنند و به همین دلیل به عنوان یک فناوری پاک و مؤثر مورد توجه قرار گرفته‌اند.
در سوی دیگر، نیروگاه‌های خورشیدی حرارتی قرار دارند که در آنها به جای تبدیل مستقیم نور خورشید به برق، از حرارت تولید شده توسط آن استفاده می‌شود. در این روش، گرما از خورشید جمع‌آوری و برای تولید بخار به کار می‌رود و بخار تولید شده می‌تواند توربین‌ها را به چرخش درآورد و برق تولید کند. این نوع نیروگاه‌ها به دلیل کارایی در ذخیره‌سازی انرژی حرارتی، می‌توانند در طول شب یا روزهای ابری نیز به تولید برق ادامه دهند.
در مجموع، هر دو نوع نیروگاه خورشیدی به شیوه‌های متفاوتی از انرژی خورشید استفاده می‌کنند و به عنوان منابع انرژی تجدیدپذیر، نقش مهمی در کاهش وابستگی به سوخت‌های فسیلی و حفظ محیط زیست دارند. در ادامه با لیمو سولار انرژی همراه باشید تا اطلاعات بیشتری در مورد انواع نیروگاه های خورشیدی به شما بدهیم.
تعریف نیروگاه خورشیدی
نیروگاه خورشیدی به مجموعه ای از تأسیسات اطلاق می‌شود که با استفاده از انرژی نور خورشید، برق تولید می‌کنند. این تولید انرژی می‌تواند به صورت مستقیم از طریق سیستم‌های فتوولتائیک یا به صورت غیرمستقیم از طریق نیروگاه‌های حرارتی خورشیدی انجام شود. هر یک از این روش‌ها دارای تکنیک‌ها و فناوری‌های منحصر به فردی هستند که برای بهره‌برداری بهینه از انرژی خورشید طراحی شده‌اند.
اجزای اصلی یک نیروگاه خورشیدی شامل پنل‌های خورشیدی است که مسئول جذب نور و تبدیل آن به انرژی برق می‌باشند. همچنین، اینورترهای خورشیدی نقش مهمی در تبدیل جریان برق DC به AC و همچنین نظارت بر عملکرد سیستم دارند. علاوه بر این، باتری‌های خورشیدی و دیگر تجهیزات جانبی نیز برای تحقق یک سیستم کارآمد و پایدار ضروری هستند. از آنجا که استفاده از انرژی خورشیدی به عنوان یک منبع پاک و تجدیدپذیر در حال گسترش است، طراحی و راه‌اندازی نیروگاه خورشیدی می‌تواند تأثیرات مثبتی بر روی محیط زیست و کاهش هزینه‌های انرژی داشته باشد.
1. نیروگاه خورشیدی فتوولتائیک
نیروگاه‌های فتوولتائیک خورشیدی، همان تصوری هستند که اغلب مردم هنگام شنیدن عبارت "نیروگاه خورشیدی" یا "انرژی خورشیدی" در ذهن دارند. در حقیقت، قسمت اعظم برق تولیدی خورشیدی در سطح جهان، حاصل فعالیت این نوع نیروگاه‌هاست.
تولید برق در نیروگاه‌های فتوولتائیک خورشیدی، نیازمند نصب تعداد فراوانی صفحه خورشیدی در یک محوطه وسیع (متناسب با ظرفیت مورد نیاز نیروگاه) و بدون مانع برای تابش مستقیم نور خورشید است.
صفحات خورشیدی، به دلیل ساختار نیمه‌رسانای خود، قابلیت آزادسازی حجم بالایی از الکترون‌ها را در زمان جذب انرژی فوتون‌های خورشیدی دارند و از این طریق، برق تولید می‌کنند.
2. نیروگاه خورشیدی حرارتی
نیروگاه‌های خورشیدی حرارتی به‌طور خاص از حرارت حاصل از تابش خورشید به زمین برای تولید برق استفاده می‌کنند. این روش متفاوت از تولید برق از طریق انرژی تابشی فوتون‌های خورشید است.
در بسیاری از نیروگاه‌های خورشیدی حرارتی، فرآیند تولید برق در مرحله دوم تقریباً مشابه روش‌های موجود در نیروگاه‌های فسیلی است. تفاوت اصلی در بخش ابتدایی نیروگاه قرار دارد، جایی که منبع حرارت و روش تولید بخار اهمیت پیدا می‌کند. به‌عبارت دیگر، در حالی که در هر دو نوع نیروگاه، بخار به عنوان واسطه‌ای برای تولید برق عمل می‌کند، منبع انرژی در نیروگاه‌های خورشیدی حرارتی به‌طور مستقیم از حرارت خورشید تامین می‌شود. این شیوه به ما این امکان را می‌دهد که از منابع تجدیدپذیر بهره‌برداری کنیم و به کاهش وابستگی به سوخت‌های فسیلی کمک نماییم. این نوع نیروگاه‌ها به‌ویژه در مناطقی که تابش خورشید بالا است، می‌توانند به‌صورت مؤثری انرژی پایدار تولید کنند.
3. نیروگاه خورشیدی هلیوستات
نیروگاه‌های خورشیدی هلیوستات با یک روش جالب و ساده کار می‌کنند. در این نوع نیروگاه، حرارت مورد نیاز از طریق تمرکز نور خورشید به دست می‌آید. این کار با استفاده از تعداد زیادی آینه‌های مسطح انجام می‌شود که مجهز به تریکر خورشیدی هستند. این آینه‌ها نور خورشید را به نقطه‌ای در بالای یک برج بلند هدایت و متمرکز می‌کنند. این فرآیند باعث می‌شود که انرژی حرارتی تولید شود که می‌تواند برای تولید برق یا گرمایش استفاده شود. در واقع، طراحی این سیستم به گونه‌ای است که با استفاده از منابع طبیعی و تجدیدپذیر، به کارایی بالایی در تولید انرژی برسد. این تکنولوژی نه تنها به کاهش وابستگی به سوخت‌های فسیلی کمک می‌کند، بلکه به حفظ محیط‌زیست نیز کمک می‌نماید.
4. نیروگاه خورشیدی سهموی خطی
نیروگاه‌های سهموی خطی، گونه‌ای دیگر از نیروگاه‌های حرارتی خورشیدی هستند که از طریق متمرکز کردن پرتوهای خورشید، گرما تولید می‌کنند. این گرما به نوبه خود، بخار مورد نیاز برای به حرکت درآوردن توربین‌ها را فراهم می‌سازد.
در این نوع نیروگاه‌ها، بازتابنده‌هایی بسیار طویل و با انحنای سهموی، نور مستقیم خورشید را دریافت می‌کنند. این بازتابنده‌ها به گونه‌ای طراحی شده‌اند که پرتوهای دریافتی را در یک نقطه کانونی متمرکز سازند.
در امتداد این خط کانونی، لوله‌ای جاذب تعبیه شده است. این لوله فلزی که به رنگ تیره است، درون یک محفظه شیشه‌ای خلاء قرار دارد.
5. نیروگاه دودکش خورشیدی
نیروگاه‌های دودکش خورشیدی بر اساس اصول علمی مرتبط با دودکش‌های بلند، توربین‌های بادی و گلخانه‌های خورشیدی طراحی شده‌اند. در مرکز این نوع نیروگاه‌ها، یک برج بلند به عنوان هسته اصلی قرار دارد. در اطراف این برج، شیشه‌های جاذب نور نصب شده‌اند که وظیفه جذب حرارت ناشی از تابش خورشید را دارند. هوای گرم تولید شده در اثر این تابش، در یک گرم‌خانه خورشیدی جمع‌آوری می‌شود و به سمت دودکش مرکزی هدایت می‌گردد. این فرایند باعث ایجاد جریانی از هوا می‌شود که می‌تواند توربین‌ها را به حرکت درآورد و انرژی الکتریکی تولید کند. در واقع، این سیستم با استفاده از تکنولوژی‌های مختلف، انرژی خورشیدی را به شکلی مؤثر و پایدار به برق تبدیل می‌کند.
6. نیروگاه خورشیدی استرلینگ
نیروگاه‌های خورشیدی بشقابی یا سهموی، از طراحی منحصر به فردی بهره می‌برند. این سامانه‌ها، ظاهری مشابه آنتن‌های ماهواره دارند و در کانون خود، از یک موتور استرلینگ برخوردارند.
برای بیشترین جذب انرژی خورشید در طول روز، این نیروگاه‌ها به ردیاب‌های خورشیدی دو محوره مجهز شده‌اند. بشقاب منعکس‌کننده، حرارت خورشید را جمع‌آوری کرده و آن را به موتور استرلینگ کوچکی که در پشت کانون قرار گرفته، منتقل می‌کند.
گرمای متمرکز شده با گاز محبوس در موتور استرلینگ (معمولاً هیدروژن یا هلیوم) برخورد کرده و باعث حرکت موتور می‌شود. این حرکت، به نوبه خود، ژنراتور متصل به موتور را به گردش درآورده و در نتیجه، الکتریسیته تولید می‌شود.
7. نیروگاه خورشیدی کلکتورهای فرزنل
نیروگاه‌های خورشیدی کلکتور فرزنل با اصولی مشابه نیروگاه‌های سهموی خطی کار می‌کنند، اما تفاوت اصلی آنها در استفاده از آینه‌های تخت است. این آینه‌ها نور خورشید را متمرکز کرده و حرارت را بر روی لوله‌های جاذب منتقل می‌کنند که در نتیجه موجب گرم شدن سیال داخل این لوله‌ها می‌گردد.
در این نوع نیروگاه‌ها، سیال موجود در لوله‌های جاذب می‌تواند آب یا روغن باشد.
زمانی که سیال داخل لوله روغن باشد، پس از دریافت گرما، روغن به مبدل حرارتی هدایت می‌شود. در این مبدل، روغن داغ بخار تولید می‌کند که این بخار سپس به حرکت درآوردن توربین و ژنراتور کمک می‌کند و در نهایت انرژی الکتریکی تولید می‌شود.
این فرآیند به ما این امکان را می‌دهد که از انرژی خورشید به عنوان یک منبع پاک و تجدیدپذیر استفاده کنیم و به تولید برق بپردازیم. به این ترتیب، نیروگاه‌های خورشیدی کلکتور فرزنل می‌توانند به عنوان یک راهکار مؤثر برای کاهش وابستگی به سوخت‌های فسیلی و کاهش آلودگی محیط زیست عمل کنند.
