كيف يعمل مولد الطاقة الشمسية؟

يستخدم مولد الطاقة الشمسية طاقة الشمس لتوليد الكهرباء. على عكس الألواح الكهروضوئية ، التي تحول ضوء الشمس مباشرة إلى تيار كهربائي ، يستخدم المولد الحراري الشمسي حرارة الشمس لتوليد الكهرباء. تقدم هذه التقنية العديد من مزايا توليد الطاقة التقليدية دون انبعاثات ثاني أكسيد الكربون التي تأتي من محطات توليد الطاقة بالفحم والغاز الطبيعي.

قلب معظم محطات توليد الطاقة هو مولد التوربينات. ينتج هذا الجهاز تيارًا عندما يتحول ، مما يحول الطاقة الميكانيكية إلى طاقة كهربائية. تستخدم مزارع الرياح شفرات مروحة كبيرة متصلة بمولدات التوربينات لالتقاط الرياح وتحويل الطاقة الطبيعية لتحريك الهواء إلى كهرباء. تحرق محطات الطاقة التقليدية الفحم لتسخين المياه ، وبمجرد أن يغلي الماء ، يتدفق البخار الناتج عبر الأنابيب ويحول مولد التوربينات. تستخدم محطات الطاقة الشمسية الحرارية سلسلة من المرايا لتجميع أشعة الشمس وتكثيفها لإنتاج الحرارة اللازمة دون الانبعاثات الناتجة عن حرق الوقود.

مفتاح أي محطة حرارية شمسية هو سلسلة المجمعات الشمسية المستخدمة لتسخين المياه. عادةً ما تكون المجمعات الشمسية عبارة عن سلسلة من المرايا الكبيرة التي تشبه الحوض الصغير الموضوعة في صفوف مع سلسلة من الأنابيب التي تشق طريقها عبر كل سطر من المجمعات. تعكس المرايا طاقة الشمس بطريقة تركز فيها الحرارة على أنابيب المياه ، مما يؤدي إلى تسخين المياه إلى حوالي 300 درجة مئوية (572 درجة فهرنهايت). يتدفق الماء والبخار عبر الأنابيب إلى التوربين المركزي ، منتجين الكهرباء.

يستخدم نوع آخر من محطات الطاقة الشمسية برجًا مركزيًا لتجميع وتسخين السائل بدلاً من السماح بتدفق المياه عبر حقل مجمعات الأحواض. في هذا النظام ، تكون المرايا على شكل قطع مكافئ ، وتركز جميعها على نفس النقطة بدلاً من تركيز كل مرآة على طول مختلف من الأنبوب. يتيح ذلك للمنطقة المستهدفة أن تصبح أكثر سخونة ، مما ينتج عنه مزيد من البخار ويسمح للنظام بقيادة توربين أكبر لإنتاج المزيد من الكهرباء.

تسمح أنظمة الأبراج المركزية أيضًا باستخدام مواد بديلة لتوليد الطاقة. الملح المصهور عبارة عن مزيج من الأملاح المصممة لتذوب وتتدفق في درجات حرارة عالية للغاية توفرها أنظمة الطاقة الشمسية المركزة. بمجرد تسخينها ، يتدفق الملح عبر الأنابيب المتصلة بمولد بخار تقليدي ، لتسخين المياه وتوفير البخار للتوربين. ميزة هذا النوع من النظام هي أن الملح المصهور يحتفظ بالحرارة لفترة أطول بكثير من الماء ، مما يحافظ على أنابيب النظام ساخنة لفترة طويلة بعد غروب الشمس. يسمح هذا لمولد الملح المصهور بالاستمرار في إنتاج الكهرباء ليلاً ، عندما تكون معظم المولدات الشمسية التقليدية في حالة سبات.