بهره گیری از نانوذرات برای بهبود کارایی نیروگاه های متمرکز خورشیدی

سیناپرس: به تازگی گروهی از پژوهشگران دانشگاه کالیفرنیا توانستند نوعی ماده جدید را با استفاده از نانوذرات ساخته اند که می تواند بازدهی انرژی این نیروگاه ها را افزایش داده و نرخ جذب نور خورشید و تبدیل آن به گرما را به بیش از 90 درصد برساند.انرژی خورشیدی یکی از منابع پاک برای تولید انرژی است. برای تبدیل این انرژی به الکتریسیته دو شیوه اصلی وجود دارد. یکی از این شیوه ها استفاده از صفحات خورشیدی یا فتوولتائیک و شیوه دوم نیز بهره گیری از نیروگاه های متمرکز خورشیدی است. در شیوه نیروگاه متمرکز خورشیدی، انرژی خورشیدی در یک ناحیه کوچک متمرکز شده و صرف تولید گرما و به چرخش درآوردن توربین برای تولید برق می شود. این شیوه شباهت زیادی به نحوه عملکرد نیروگاه های معمولی سوخت فسیلی دارد و به همین دلیل می توان از آن در این نیروگاه ها هم بهره گرفت.

نیروگاه خورشیدی متمرکز یک برتری آشکار دیگر نیز بر نیروگاه های مبتنی بر صفحات خورشیدی دارد و آن هم اینکه می تواند به صورت 24 ساعته انرژی تولید کند، زیرا می توان گرمای حاصل از نور خورشید را در مخازن ویژه گرمایی ذخیره کرد.

نیروگاه های خورشیدی متمرکز معمولاً از تعداد زیادی آینه برای متمرکز سازی نور خورشید بر روی یک برجک که سیاه رنگ آمیزی شده است استفاده می کند. به این ترتیب حداکثر میزان نور خورشید جذب می شود. با این حال این گرمای شدید سبب فرسودگی تدریجی این رنگ می شود و به همین دلیل باید هر سال یک بار نیروگاه را از کار انداخت تا بتوان بخش های فرسوده شده را جدا و دوباره آن را رنگ آمیزی کرد.

گروهی از دانشمندان برای غلبه بر این مشکل، نوعی ماده طراحی کرده اند که مقاومت و دوام بیشتری نسبت به مواد رایج فعلی در برابر گرما دارد. این ماده با استفاده از ذرات به قطر 10 نانومتر تا 10 میکرومتر ساخته شده است.

دانشمندان در هنگام آزمودن این ماده به این نتیجه رسیدند که نانو ذرات و میکروذرات سازنده آن موجب ایجاد سطحی چند لایه می شود که نه تنها می تواند در دمای 700 درجه سانتی گراد دوام بیاورد، بلکه حتی سال ها در برابر هوا و رطوبت هم مقاوم باشد. این ماده می تواند به جذب 90 تا 95 درصد از نور بیانجامد و فقط 30 درصد از نور فروسرخ امکان فرار از این سطح سیاه رنگ را دارد.

در حال حاضر، نیروگاه های خورشیدی متمرکز چیزی حدود 3.5 گیگاوات برق در دنیا تولید می کنند، اما با توجه به نیروگاه های در دست ساخت، در آینده ای نزدیک این رقم به 20 گیگاوات خواهد رسید. این شیوه جدید می تواند به افزایش بازدهی و کاهش هزینه های نگهداری این نیروگاه ها کمک کند.

جزئیات این ماده در ژورنال Nano Energy منتشر شده است.

No tags for this post.