تركيز ضوء الشمس بواسطة المرايا الشمسية

DW (عربية)

تعرضت فكرة تركيز شعاع الشمس بواسطة المرايا للإهمال لأن محطات الطاقة الحرارية الشمسية تتميز بأنها تستطيع تخزين حرارة الشمس وتحويلها إلى كهرباء عند الحاجة حتى أثناء الليل عندما لا تشرق الشمس.

Transcript

00:00من وثائقي أواخر السبعينيات

00:03يحاول الضوء مباشرة إلى الكهرباء

00:06لا توجد أجزاء متحركة إنها الآلة الشمسية المثالية

00:10انبهر الناس بالخلايا الشمسية الكهروضوئية

00:13كانت فقط مكلفة للغاية

00:18هذه أكبر مجموعة مجمعة من الخلايا الضوئية

00:22بلغت تكلفتها ربع مليون دولار

00:24وتنتج ما يكفي من الكهرباء لثلاث أو أربع عائلات

00:29وهنا يأتي دور التكنولوجيا المنافسة

00:31المرايا الكبيرة التي تحول أشعة الشمس إلى كهرباء

00:34من خلال تركيز ضوء الشمس

00:39هذه هي أول محطة تجارية لتوليد طاقة شمسية الحرارية في العالم

00:43وتسمى سولار وان

00:45حينها بدت طاقة الشمسية المركزة أكثر التقنية الواحدة

00:49لكنها أصبحت منسية اليوم

00:51ربما يكون ذلك خطأا

00:53لأن الطاقة الشمسية المركزة يمكن أن تفعل شيئا واحدا مهما

00:57لا تستطيع الخلايا الشمسية فعلها

01:03ربما شاهدتم محطة طاقة شمسية مركزة أو CSP

01:07التي تبدو كهذه في أحد أفلام الخيال العلمي في هوليوود على سبيل المثال

01:11قد تبدو محطات طاقة الشمسية الحرارية غير معاصرة

01:16لكن جميعها تعمل بنفس الطريقة

01:18فهي تستخدم المرايا لعكس وتركيز ضوء الشمس

01:22الأمر ببساطة يتعلق بالاستفادة من الحرارة التي تأتي من الشمس

01:30يركز حوالي ألف مرة من قوة ضوء الشمس على نقطة معينة

01:37في هذا النوع من محطات طاقة الحرارية الشمسية تكون هذه النقطة المحددة هي قمة البرج

01:43في الداخل يوجد عادة ملح منصهر في صورة سائلة

01:47يتم تسخينه بواسطة طاقة الشمس

01:49ثم يدخل ملح المنصهر الساخن إلى مولد

01:52فيتسبب في غليان الماء لإنتاج بخار يستخدم لتشغيل التوربين الذي يولد الكهرباء

01:58العمل يسير بنفس الطريقة التي تستخدم في محطة توليد الطاقة بالوقود الإحفوري العادية

02:04لكن من دون حرقه

02:06بعد ذلك يتم تبريد الملح ليتم دخوه إلى أعلى البرج وتبدأ الدورة من جديد

02:12ولتسير هذه العملية بشكل صحيح تحتاج إلى الكثير من أشعة الشمس المباشرة

02:17ولهذا السبب يمكن تشغيل العديد من محطات طاقة الشمسية الحرارية في بلدان كتشيلي أو المغرب أو الإمارات أو الهند

02:24لكن معظمها يوجد في المناطق الحارة في إسبانيا وأمريكا

02:28لكن لماذا يتبادر إلى أذهاننا الخلايا الشمسية الكهروضوئية وليس المرايا؟

02:34أتذكر أنه في عام ٢٠١٠ تقريبا كنا متفائلين جدا بشأن توليد طاقة الشمسية الحرارية

02:42حينها كانت هناك أحلام كبيرة ببناء محطات ضخمة لطاقة الشمسية الحرارية في الصحراء الكبرى وإرسال الكهرباء إلى أوروبا

02:50كانت طاقة الشمسية الحرارية أهم تكنولوجيا شمسية لكن تكنولوجيا أشباه المواصلات أصبحت رخيصة وبالتالي أصبحت طاقة الكهروضوئية رخيصة

03:01وفيما يزيد قليلا عن عقد من الزمن انخفض سعر الكهرباء المولدة من الخلايا الكهروضوئية بنسبة ٩٠٪ تقريبا

03:08كان هناك عدد من الأسباب وراء ذلك أبرزها الدعم السياسي الذي عزز صناعة الطاقة الشمسية المتنامية

03:15أصبحت طاقة الشمسية الحرارية أرخص أيضا لكن منذ عام ٢٠١١ أصبحت تكلفتها أكبر من تكلفة الخلايا الكهروضوئية واليوم تضعف سعرها

03:24فابتعد الناس عنها وتوجهوا إلى الألواح الشمسية الرخيصة

03:29ما يعني انتصارا للخلايا الكهروضوئية؟

03:32وسواء باستخدام الطاقة الشمسية الحرارية أو الطاقة الشمسية الحرارية المركزة

03:37يجب على كل مرآة على حدى أن تتبع حركة الشمس بشكل فردي

03:41بحيث تقوم دائما بتوجيه الأشعة إلى النقطة الصحيحة تماما

03:45كما يجب أخذ الصحب في الاعتبار والتي قد تحجب بعضا من مجال المرآة

03:49هذا ما يجعل من الصعب التحكم في درجات الحرارة في أعلى البرج التي يجب أن تظل ضمن نطاق ثابت

03:55ومقارنة بكل هذا فإن الألواح الشمسية سهلة الاستخدام

04:01الأمر سهل حيث يمكن وضعها على سطح المنزل أو في حقل أو على صفحة بحيرة أو في أي مكان

04:08وقد تحتاج إلى التنظيف لكنها ليست معقدة مثل الطاقة الشمسية المركزة

04:13حيث تحتوي على العديد من المرايا لتناسب الظروف البيئية

04:19عادة لما تفصل أنظمة الطاقة الشمسية المركزة بمقاسات محددة ما يجعلها باهظة الثمن

04:25لكي تكون مجدية يجب أن تكون كبيرة وهذا يعني أنه من الصعب تطويرها وإدارتها

04:31وهنا مثال تقليدي

04:36كان يفترض أن يحدث مشروع في نيفاد الأمريكية ثورة في مجال الكهرباء النظيفة

04:42تكلف مليار دولار وتم تشغيله في عام 2015 ثم بدأت المشاكل

04:47لم يصل إلى متوسط الإنتاج المتوقع والذي يفترض أن يزود 75 ألف أسرة بالكهرباء

04:53وزادت الإنقطاعات بسبب المشاكل الفنية المتعلقة بالملح المنصهر المستخدم في المحطة

05:01من الصعب العمل بالملح المنصهر لأنه إذا حدث خطأ ما وانخفض عن درجة انصهاره

05:06فلن يكون لديك ملح منصهر بل ملح صلب ومن ثم تمتلئ الأنابيب من ملح الصلب

05:12وإخراجه مرة أخرى يتطلب الكثير من العمل

05:18كما فشلت مشاريع عملاقة أخرى مثل فكرة بناء محطة طاقة كبيرة في الصحراء الكبرى لتزويد أوروبا بالكهرباء

05:25واليوم تبلغ قدرة توليد الكهرباء عالميا 7 جيجاوات مقارنة ب1700 جيجاوات من الألواح الشمسية الكهروضوئية

05:34إذن لم تحقق طاقة الشمسية المركز نجاحا كبيرا وشهدت نصيبها من الانتكاسات

05:39لكن هناك سبب يجعلنا لا نتخلى عن الفكرة تماما وهو ما جعل الصين تبني الكثير منها مؤخرا لأن هناك ما لا يمكن للخلايا الكهروضوئية القيام به

05:49أنها ببساطة لا تولد الكهرباء ليلا

05:53لكن الطاقة الشمسية المركزة يمكنها أن تفعل ذلك لا تقوم محطات طاقة الشمسية الحرارية الشمسية الأحداث بتسخين الملح المنصهر لاستخدامه على الفور فحسب

06:03بل لديها أيضا خزانات كبيرة لتخزينه عندما يكون ساخنا وهناك يبرد من مقدار درجة مئوية واحدة فقط في اليوم ويمكن استخدامه لتشغيل المحطة في وقت لاحق

06:14وذلك عندما تغيب الشمس وتزيد كثافة الاستخدام

06:18من المهم توفر مصادر طاقة نظيفة دائما إلا أن هذا لا ينجح إلا عند شروق الشمس أو هبوب الرياح كما أن توفير إمدادات أكثر مرونة يبرر زيادة التكلفة

06:27لقد تحول مستقبل الطاقة الشمسية المركزة إلى مكان مختلفة كانت تأمثن طاقة الرياح والخلايا الكهروضوية لكنها الآن للتخزين

06:38بالطبع هناك طرق أخرى لتخزين الكهرباء كبطاريات أيونات ليثيوم لكنها لا تستخدم غالبا إلا لمدة أقصاها أربع ساعات

06:47سيكون ممكن بناء بطاريات أكبر لتغطية الليلة لكن سيكون مكلف نأف الملح المنصهر رخيص نسبيا ويستخدم لفترات زمنية أطوال

06:58كما يمكن استخدام الكهرباء المولدة من الخلايا الكهروضوية لتسخين الملح المنصهر لكنه أقل كفاءة من استخدام الطاقة الشمسية المركزة

07:08خاصة حيث تتوفر أشعة الشمس ولهذا السبب يعاد اكتشاف طاقة الشمسية المركزة في الصين هناك حوالي ثلاثين محطة قيد التطوير وهو الأعلى في العالم

07:18وذلك لأن كل حديقة طاقة متجددة بسعة واحد جيجاوات يجب أن تحتوي على عشر في المائة من مساحة التخزين

07:26وقد تعاهدت الحكومة بأن تدعم تنمية الصناعية واسعة نطاق للطاقة الشمسية الحرارية

07:32الفكرة بسيطة خلال النهار يتم إنتاج كهرباء رخيصة باستخدام الخلايا الكهروضوية

07:38فيما تستخدم طاقة الشمسية المركزة لتسخين النظام التخزين وليلا تستخدم الحرارة المخزنة لمواصلة تشغيل التوربينات

07:45ومع ذلك فليس من المرجح أن يصبح استخدام الطاقة الشمسية المركزة كبيرا

07:51فقد فازت الخلايا الشمسية بسباق التكنولوجيا واحتلت السوق الشاملة

07:55لكن ربما تكون قد وجدت مكانا جديدا وسيكون مثيرا معرفة ما إذا كان بإمكانها ملؤه

Category

Transcript

Be the first to comment

Recommended