نیروگاه برج خورشیدی نوعی کوره خورشیدی است که از یک برج برای دریافت‌کردن نورخورشید متمرکزشده استفاده می‌کند.
این سیستم از آرایه‌ای از آینه‌های مسطح و قابل حرکت برای متمرکزکردن پرتوهای خورشید بر روی یک برج جمع‌آوری‌کننده استفاده می‌کند. حرارت خورشیدی متمرکزشده به عنوان راهکاری برای تولید انرژی تجدیدپذیر و عاری از آلودگی با استفاده از فناوری‌های قابل دسترس شناخته شده است.
این گیرنده می‌تواند یا یک گیرنده فتوولتائیک برای تشعشع خورشیدی بسیار متمرکزشده جهت تولید مستقیم برق (CPV) یا یک گیرنده حرارتی (CSP) باشد. اکثر نیروگاه‌های بزرگ برج خورشیدی دارای یک گیرنده حرارتی برای تولید گرما در شکل یک واسطه حرارت داده شده مانند مایع، بخار یا هوا هستند.
گرما می‌تواند برای به حرکت درآوردن یک توربین با هدف تولید برق به کار رود. مزیت اصلی یک برج خورشیدی دارای گیرنده حرارتی، امکان ذخیره‌سازی حرارت در یک ذخیره‌کننده حرارتی و استفاده از این گرما به طور مستقل از نور خورشید است. چنین ذخیره‌کننده حرارتی در مقایسه با باتری‌ها دارای هزینه بسیار پایین‌تری است.
در مقایسه با نیروگاه‌های برق خورشیدی متمرکزکننده خطی، نیروگاه‌های برج‌های خورشیدی می‌توانند به سطح بالاتر متمرکزکردن تشعشع خورشیدی و بنابراین دماهای بسیار بالاتری از 500 تا 1000 درجه سانتی‌گراد برسند.
در مقایسه با نیروگاه‌های برق خورشیدی متمرکزکننده خطی، نیروگاه‌های برج‌های خورشیدی می‌توانند به سطح بالاتر متمرکزکردن تشعشع خورشیدی و بنابراین دماهای بسیار بالاتری از 500 تا 1000 درجه سانتی‌گراد برسند. بنابراین، توربین‌ها می‌توانند با افزایش کارآیی‌شان به دلیل افزایش دما، حرارت را به برق تبدیل کنند.
از دیگر کاربردهای حرارت دمای بالا با استفاده از یک گیرنده برج خورشیدی، می‌توان در حوزه شیمی خورشیدی یا بازیابی پیشرفته نفت یاد کرد. در شیمی خورشیدی فرآیندهای شیمیایی توسط گیرنده‌های خورشیدی دمای بالا بر روی برج هدایت می‌شوند.
حرارت اتلافی یک نیروگاه برج خورشیدی برای فرآیند تقطیر خورشیدی به کار می‌رود، بنابراین نیروگاه‌های برج خورشیدی در صورت نصب شدن در نزدیکی دریا برای تقطیر آب نیز قابل کاربرد است.
اتحادیه صنایع انرژی خورشیدی در ایالات متحده اعلام کرده سیستم CSP باید مخارج سخت‌افزاری را کاهش داده و بازدهی خود را با ذخیره انرژی همراه سازد که این موضوع امکان تولید برق در شب را فراهم می‌کند.
با این حال، استفاده از چنین برج‌های خورشیدی چالش‌هایی را به دنبال دارد و به طور مثال، زمانی که شرکت امریکاییBrightsource در سال 2013 به همراه شرکاء محلی تجهیزات سه برجی را در کالیفرنیا ساخت، تعدادی از کارشناسان بر این باور بودند گرمای ناشی از آینه‌های این سیستم سالانه ده‌ها هزار پرنده را خواهد سوزاند.
بنابراین اعتراضات وسیعی ایجاد شد که به دنبال آن شرکت Brightsource طرح‌های خود برای ساخت مجموعه برج خورشیدی دیگر در کالیفرنیا را لغو کرد.
این شرکت به تازگی تکنیک‌های جدیدی را با هدف به حداقل رساندن آسیب CSP ارائه داده است. این شرکت صمغ پوست انگور تبخیرشده را افشانه کرده و صداهای شکارچیان طبیعی را در نزدیکی برج ساطع می‌کند تا پرندگان را از برج‌ها دور نگه دارد. شرکت Brightsource همچنین الگوریتم‌هایی را با هدف کاهش همگرایی پرتوهای آینه‌های برج ارائه داده تا هوای اطراف داغ نشده و خطری برای پرندگان ایجاد نشود.
باید گفت برج‌هایی که از نیروی متمرکزشده خورشیدی موسوم به CSP استفاده می‌کنند، نیازمند فضای وسیعی بوده و فقط در پروژه‌های عظیم کارآمد هستند. به همین دلیل آن‌ها دارای آرایش محدودی بوده و عمدتا در ایالات متحده و اروپا کاربرد دارند.
منبع: سایت مجمع جهانی اقتصاد
ترجمه: شه تاو ناصری
No tags for this post.