كيف تولد أبراج الطاقة الشمسية الكهرباء أثناء الليل ؟

كيف تولد أبراج الطاقة الشمسية الكهرباء أثناء الليل ؟ – يُعد توليد الطاقة خلال الأوقات غير المناسبة كالطقس السيئ من أكبر التحديات التي تواجه الطاقة المتجددة، فمثلًا؛ لا تستطيع الألواح الشمسية وعنفات الهواء أثناء الليلة الهادئة إنتاج الطاقة. هنا يأتي دور أبراج الطاقة الشمسية إذ تلتقط وتخزن طاقة الشمس أثناء النهار لتُستخدم بعد غروب الشمس.

يُعد (Planta solar 10) أول برج تجاري للطاقة الشمسية المركزة ويعمل بالقرب من إشبيلية في الأندلس بإسبانيا، فكيف يعمل؟

إذا استخدمتَ سابقًا عدسة مكبرة في يوم مشمس فقد تلاحظ في حال وضعتها بزاوية ومسافة مناسبة عن جسم ما فإنها تركز الضوء على نقطة وبشدة، هكذا يجمع برج الطاقة الشمسية الحرارة. توجد الآلاف من المرايا المتحركة على الأرض والتي تدعى بالمتتبّعات الشمسية تنحرف بزاوية مناسبة لتعكس أشعة الشمس إلى مستقبِل مركزي في أعلى البرج.

تركز المرايا أشعة الشمس على البرج في المنتصف

يمكن أن تحول هذه الحرارة المركزة الماء إلى بخار لتشغيل العنفات، أو في النماذج الحديثة يمكن أن تخزن في خزانات تدعىhot tank مليئة بالصوديوم المذاب أو الأملاح (كخليط من نترات الصوديوم والبوتاسيوم) بدرجة حرارة تقارب 550 درجة مئوية.

لهذه المواد سعة حرارية عالية؛ ما يعني أنها تحتاج إلى كميات كبيرة من الطاقة الحرارية لرفع درجة حرارتها. في الواقع، يمكنها البقاء في الحالة السائلة لساعات في خزان معزول لتوفر إمكانية حفظ الحرارة التي تعتمد عليها أبراج الطاقة الشمسية.

تتحول المياه المنقولة بالأنابيب في الخزان الساخن المليء بالصوديوم المذاب والأملاح بسرعة إلى بخار يُستخدم لتشغيل العنفات وتخزين الكهرباء وتجميعها أثناء الليل. وبالتأكيد، يفقد الصوديوم والأملاح الحرارة عند تشكل البخار، وإذا انخفضت حرارتهما بشكل زائد يصبحان أكثر صلابة وتماسك.

ولتجنب الانسداد وتوقف منظومة العمل، تُضخّ السوائل الباردة لخزان بارد حيث يُضاف الغاز الطبيعي إليها لإبقاء حرارتها أعلى من درجة الانصهار.
وعندما تشرق الشمس مرة أخرى وتصطف المتتبّعات الشمسية، تُضخ هذه السوائل من الخزان البارد إلى المستقبل حيث تُسخن وتُخزن في الخزان الساخن مرة أخرى.

طالما أن الشمس تشرق، قد تستمر دورة التسخين والتبريد لأجل غير مسمى. ومع أن هذا النظام هو تطوير لأنظمة أخرى تحول الحرارة مباشرة إلى بخار دون أن تخزّن الملح، إلا أنه لم يتخطَّ اعتماده الكامل والثابت على ضوء الشمس. وهذا سبب بناء أبراج الطاقة الشمسية في الأماكن التي لا تغيب فيها الشمس على مدار العام، مثل صحراء (Mojave) في الولايات المتحدة والأندلس في إسبانيا.