تولید برق در نیروگاه خورشیدی به همراه فیلم

امروزه انرژی الکتریکی به یکی از نیازهای ضروری بشر تبدیل شده است. از این رو تامین این انرژی به صورت مداوم، یکی از چالش های مهندسین و متخصصین در این زمینه می باشد. چرا که با افزایش تجهیزات الکتریکی و پیشرفت تکنولوژی، دیگر روشهای سنتی تامین برق، برای نیاز امروزی پاسخگو نخواهد بود. روش سنتی یعنی استفاده از سوخت های فسیلی. هم چنین مساله هزینه های سنگین استخراج  و اتمام این منابع تجدیدناپذیر بشر را برآن داشته است که در پی روش های بهینه و جایگزین برای تامین انرژی الکتریکی باشد.

بهترین جایگزین، استفاده از انرژی های طبیعی است. انرژی هایی که تمام شدنی نیستند و صد البته کم هزینه اند. انرژی هایی مانند انرژی هسته ای، زمین گرمایی، بادی، خورشیدی و… .

خورشید

خورشید را می توان به یک توپ بزرگ در مرکز منظومه شمسی تشبیه کرد، که تامین کننده نور، گرما و سایر انرژی های زمین است. تقریبا تمامی منابع انرژی روی زمین بوسیله خورشید تامین می گردد. فقط انرژی اتمی، انرژی داخل زمین و آن قسمتی از انرژی جذر و مد که بوسیله نیروی جاذبه ماه می باشد بوسیله خورشید تامین نمی شود. خورشید کره ای است که به طور کامل از گاز تشکیل شده و بخش بیشتر این گاز از نوعی می باشد که به نیروی مغناطیسی حساس است که دانشمندان به آن پلاسما می گویند.

شعاع خورشید (فاصله بین مرکز تا سطح آن) حدود ٦٩٥,٥٠٠ کیلومتر، تقریبا ١٠٩ برابر شعاع زمین است. دمای سطح خورشید ٥٨٠٠ درجه کلوین و دمای هسته خورشید بیش از  ١٥میلیون درجه کلوین می باشد. جرم خورشید ٩٩,٨ درصد از جرم کل منظومه شمسی و ٣٣٣.٠٠٠ برابر جرم زمین است.

انرژی خورشید به واسطه واکنش های ترکیبی اتمی در اعماق هسته آن تامین می شود. در یک واکنش دو هسته اتم با یکدیگر همراه شده و هسته ای جدید را به وجود می آورند. هسته نهایی شامل دو پروتون و دو نوترون است که در واقع هسته هلیوم می باشد. جرم این هسته به مقدار بسیار اندکی کمتر از جرم چهار پروتونیست که هسته از آن تشکیل شده است. جرم از دست رفته به انرژی تبدیل شده است. این مقدار از انرژی به کمک فرمول مشهور آلبرت انیشتین، E=mc^٢  قابل محاسبه است. در این معادله E به معنای انرژی، m به معنای جرم و c به معنای سرعت نور می باشد.

جالب است بدانید که : طبق برآوردهای علمی در حدود ٤,٥ بیلیون سال از تولد این گوی آتشین می گذرد و تا ٥ میلیارد سال آینده همچنان می توان آن را به عنوان یک منبع عظیم انرژی به حساب آورد. در هر ثانیه تقریباٌ ١/١ در ١٠ به توان ٢٠ کیلووات ساعت انرژی از خورشید ساطع می شود. تنها یک دو میلیاردم این انرژی به سطح بیرونی جو زمین برخورد می کند. این انرژی معادل ١/٥ در ١٠ به توان ١٨ کیلووات ساعت در سال است.

بدلیل بازتاب، تفرق و جذب توسط گازها و ذرات معلق در جو تنها ٤٧% از این انرژی به سطح زمین می رسد. بدین ترتیب انرژی تابیده شده به سطح زمین سالانه حدوداً معادل ٧ در ١٠ به توان ١٧ کیلووات ساعت است.

یکی از کاربردهای مهم انرژی خورشیدی، تولید نیروی برق از طریق سیکل های ترمودینامیکی و تبدیل مستقیم به الکتریسیته با کمک سیستم های فتوولتائی PV می شود. همچنین ذخیره کردناینانرژی در سیستم های حرارتی نسبتا ارزان است.  کارهای تحقیقاتی بسیاری در ۲۰ سال گذشته در این زمینه انجام شده و حجم قابل توجهی اطلاعات در مورد تکنولوژی و کاربردهای انرژی خورشیدی به دست آمده است و پیشرفت های مهمی در زمینه توجیه اقتصادی و مقرون به صرفه بودن این انرژی انجام گرفته است. هرچند برخی از این کاربردها کاملا جنبه تجاری پیدا کرده اند، اما کاهش بیشتر هزینه ها عامل پیشترفت و گستردگی این موضوع است.

نیروگاه خورشیدی

در نیروگاه خورشیدی، انرژی الکتریکی، به روشهای مختلف تولید می شود. اما در حالت کلی، در این نیروگاه، بوسیله بخار، الکتریسیته تولید می شود. به این صورت که، تعداد زیادی آینه را به کار می گیرند تا نور خورشید را روی دیگ بخار متمرکز کنند که در لوله های درون آن مایعی مثل روغن جریان دارد. روغن گرمای خورشید را می گیرد و تا حدی گرم می شود که می تواند آب دیگ را به بخار تبدیل کند. بخار توربین را به حرکت وامی دارد و توربین ژنراتور را می چرخاند. و برق تولید میشود.

با مشاهده این فیلم، انرژی خورشیدی را بیشتر بشناسید :

این فیلم را که در مورد  سیستم ذخیره سازی انرژی در نیروگاه خورشیدی است، را ببینید :

با بزرگترین نیروگاه خورشیدی جهان آشنا شوید :

دانشمندان، صفحه های بی رنگی تولید کرده اند که می توان به عنوان صفحه های خورشیدی از آنها استفاده کرد. در این خصوص، این فیلم را مشاهد کنید :