الطاقة الشمسية المركزة
الفيض الشمسي على الارض
دقق قليلا في الخريطة ولاحظ
في منطقتنا العربية ( اغلبها في اللون الاحمر) يسقط على الارض ما مقدارة 3000 كيلووات ساعة من الطاقة على المتر المربع ... ماذا يعني هذا الرقم ؟
انتاجنا ( في مصر ) من الكهرباء في السنة = 140 مليار كيلووات ساعة
من الرقمين السابقين تعال نحسب كم يلزمنا من مساحة ارض لطاقة الشمس لتغطية كامل انتاجنا من الكهرباء
ببساطة = 140000000000 على 3000 =47000000 متر مربع = 47 كيلومترمربع
يعني مربع من الارض طول ضلعة 7 كيلومتر ... هذا لو امكننا تحويل كل الطاقة في اشعة الشمس الى كهرباء ... وبما اننا متخلفين ولن تصل كفاءة التحويل لدينا الى اكثر من 10% اذن فسوف يلزمنا 470 كيلومتر مربع من صحارينا لسد كامل حاجتنا للطاقة الكهربية اي ما يوازي اقل من نصف في الالف من مساحة ارضنا
الطاقة الشمسية المركزة ... (Concentra ted Solar Power ... ( CSP
1- برج الطاقة: توجة مجموعة كبيرة من المرايا المسطحة اشعتها المنعكسة من اشعة الشمس نحو نقطة واحدة اعلى برج حيث يوجد مستقبل الطاقة الذي يستخدم وسيط (ملح منصهر) ناقل ومخزن للطاقة الحرارية , السائل الوسيط ينقل الحرارة الى الماء الذي يتحول الى بخار يوجة الى تربينات بخارية تدير مولدات لتوليد الكهرباء . المرايا تتبع اشعة الشمس كل منفردة على محورين , يولد هذا النوع درجة حرارة مرتفعة
2- مجمعات القطع المكافئ : مجمعات طولية منحنية على شكل القطع المكافئ لتركز الاشعة على خط مستقيم بطول المجمع . يتركز انبوب في بؤرة القطع , يحمل الانبوب سائل وسيط لنقل الحرارة الى محطة حرارية لتوليد الكهرباء , يمتاز هذا النوع بسهولة تتبع اشعة الشمس لان المجمع يتحرك بكامل طولة حول البؤرة , ولكن درجة الحرارة المنتجة اقل من السابق .
كثافة فيض الطاقة الشمسية على سطح الارض = 1كيلووات تقريبا , هذه الكثافة لا ترتفع بدرجة حرارة الاجسام الساقطة عليها الا بقدر قليل لهذا السبب كان سطح الارض مكان مناسب لنشأة الحياة , ولكن ان تركز هذا الفيض على مساحة اصغر فقد يرفع درجة حرارة الجسم الساقطة علية لدرجة صهر المعادن . بهذا يمكن استخدام اشعة الشمس المركزة لانتاج البخار الذي يحرك التربينات منتجا للكهرباء .
عملية تركيز اشعة الشمس يمكن ان تتم بأحدى الطرق التالية
1- برج الطاقة: توجة مجموعة كبيرة من المرايا المسطحة اشعتها المنعكسة من اشعة الشمس نحو نقطة واحدة اعلى برج حيث يوجد مستقبل الطاقة الذي يستخدم وسيط (ملح منصهر) ناقل ومخزن للطاقة الحرارية , السائل الوسيط ينقل الحرارة الى الماء الذي يتحول الى بخار يوجة الى تربينات بخارية تدير مولدات لتوليد الكهرباء . المرايا تتبع اشعة الشمس كل منفردة على محورين , يولد هذا النوع درجة حرارة مرتفعة 2- مجمعات القطع المكافئ : مجمعات طولية منحنية على شكل القطع المكافئ لتركز الاشعة على خط مستقيم بطول المجمع . يتركز انبوب في بؤرة القطع , يحمل الانبوب سائل وسيط لنقل الحرارة الى محطة حرارية لتوليد الكهرباء , يمتاز هذا النوع بسهولة تتبع اشعة الشمس لان المجمع يتحرك بكامل طولة حول البؤرة , ولكن درجة الحرارة المنتجة اقل من السابق .
3- القطع المكافئ الطبقي : يتكون من مراة واحدة اوعدد من المرايا
الصغيرة تشكل فيما بينها مراة واحدة لها بؤرة واحدة ( ليس خط مستقيم كالسابقة) . يركب في البؤرة مستقبل حراري لالة ستيرلنج ,هذة الالة تحول الطاقة الحرارية الى طاقة ميكانيكية ( مثل محرك السيارة ولكنها ليست الالة احتراق داخلي) وتغذي مولد لانتاج الكهرباء
| تقول الاسطورة ان ارخميدس استطاع التصدي لاسطول الرومان الغازي لبلدة ساراكوزة بحرق سفنة بالمرايا المركزة لاشعة الشمس في العام 1913 انجز تقني يسمى شومان محرك حراري بقدرة 55 حصان يستعمل الطاقة الشمسية المركزة , المحرك استخدم لاغراض الري في المعادي ... القاهرة ... مصر |
يتطور استخدام الطاقة الشمسية المركزة عالميا بأطراد , تأتي اسبانيا في الصدارة بقدرة 630 ميجاوات عاملة , 950 ميجاوات تحت الانشاء . تليها الولايات المتحدة ب 510 ميجاوات عاملة و 1500 ميجا تحت الانشاء , 6200 ميجا متعاقد عليها .( العام 2010
لمعرفة المزيد ( ملف الطاقة الشمسية المركزة ) ملف علمي مفصل ..... يكفي الاطلاع على الصور والرسوم والجداول لتزيد معرفتك
ليست هناك تعليقات:
إرسال تعليق