المحطات الشمسية الحرارية لتوليد الكهرباء Solar Thermal Power Plant

الشرح السابق:أمثلة للمحطات الكهربائية الكهروضوئية

المحطات الشمسية الحرارية لتوليد الكهرباء Solar Thermal Power Plant:

يمكن توليد الكهرباء باستغلال الحرارة المباشرة لأشعة الشمس ، باتباع تقنية الكهرباء الحرارية الشمسية solar thermal electricity . وهذه المحطات البخارية تقوم ب تركيز أشعة الشمس فوق مساحات شاسعة بواسطة مرايا مقعرة أو عدسات لامة هائلة ، و تركز الأشعة الشمسية لتقع فوق مستقبلات خاصة بها سائل كالزيت يمتص الحرارة ويدور في الأنابيب لتسخين الماء وتحويله لبخار ، وهذا البخار يدير توربينات توليد الكهرباء.ويمكن الاستعانة في الأيام الغائمة أو بالليل بالمحروقات التقليدية كالفحم والنفط والغاز الطبيعي . ويتم بهذه الطريقة تقليل استخدام الوقود الملوث للبيئة .

1-الأنواع المختلفة من محطات الشمسية الحرارية:

ومحطات التوليد هذه تعتمد واحدة من منظومات ثالث مشهورة:

1.1- منظومة القطع المكافئ:

هذا النوع يظهر فى الصورة أسفله، وفيه يكون سطح المركزات الشمسية العاكس على شكل قطع مكافئ ويتم تركيز الإشعاع المباشر على مستقبل حرارى طولى مركب فى بؤر المركزات لتسخين الزيت (ناقل الحرارة). والصورة لمحطة في أسبانيا وتعتبر أول محطة في أوروبا تستخدم تقنية المركزات الشمسية parabolic trough solar thermal حيث تم بناءها في 2009 وبقدرة مركبة تقدر ب 150 ميجاوات وتمتلك هذه المحطة خزان ملح مذاب ، يتم فيه تخزين الطاقة الحرارية الناتجة عن الشمس خلال النهار لتبقى المحطة عاملة حتى في ساعات عدم وجود الشمس ، وقد بلغ إنتاج هذه المحطة 540 ميجاوات ساعة سنويا .

وأول محطة فى الشرق الأوسط من هذا النوع أنشئت فى مصر(الكريمات – جيزة) (الشكل التالي ) باستخدام تكنولوجيا القطع المكافئ وتصل المساحة الإجمالية للمركزات الشمسية إلى حوالي 220 الف متر مربع ويتم توصيلها على التوالى والتوازى للحصول على درجة الحرارة المطلوبة ، ثم ينتقل الزيت الحرارى المغلى من هذه المركزات إلى مولد البخار التقليدى بالمحطة لإنتاج بخار مشبع بضغط حوالي 20 جوى ودرجة حرارة 400 درجة ، ثم يتم نقله كما فى المحطات البخارية العادية إلى المحمصات ليتكامل مع البخار الذى أنتج فى نفس المحطة ولكن بالوقود العادى (الغاز الطبيعى) ، وبالتالي تنخفض نسبة الوقود العادى فى النهاية والأهم من ذلك انخفاض كمية الغازات المنبعثة من احتراقه.

ويوجد أيضا في أبو ظبي محطة شمس 1 بالقرب من مدينة زايد وقد تم تشغيلها فى 2013 وهي تتألف من 258000 مرآة على مساحة 5.2 كيلومتر مربع بقدرة إنتاجية تبلغ 100 ميجاوات.

1.2-منظومة البرج المركزي:

وفيها تستخدم أعداد هائلة من المرايا المسطحة الموزعة حول البرج المركزى (شكل أسفله ) بحيث تنعكس الأشعة الساقطة على المرايا إلى البرج الذى يحتوى على الزيت (ناقل الحرارة) .

وبالطبع يمكن إنتاج الكهرباء من هذه المحطات في الليل و بكفاءة عالية ، و ذلك بتخزين الفائض الحراري الكبير من الطاقة الشمسية في مادة ملحية تسمي الملح المذاب (Salt Molten) الذي يمكنه تخزين الطاقة الحرارية في خزانات و من ثم يتم إعادة استخدامها في الليل في عملية إنتاج البخار عن طريق عملية التبادل الحراري. كما يمكن إضافة الغاز أو مشتقات النفط كوقود ثانوي في حالة هبوب العواصف و الغبار و الأمطار و تسمي هذه العملية ب (System Hybrid) أي النظام المزدوج للتوليد .