پیشرفت‌های فناوری در زمینه انرژی خورشیدی

چکیده ای از مقاله

گذار جهانی به سمت سیستم‌های تولید و مصرف پایدارتر در حال انجام است. این گذار به ویژه در سیستم‌های انرژی قابل مشاهده است، جایی که انرژی‌های تجدیدپذیر مدرن، عمدتاً انرژی خورشیدی فتوولتائیک و انرژی بادی، حدود 10 درصد از تولید برق جهانی در سال 2020 را تشکیل داده‌اند. در این زمینه، فناوری‌های انرژی خورشیدی متمرکز به عنوان یکی از امیدوارکننده‌ترین روش‌ها برای تولید برق در دهه‌های آینده شناخته می‌شوند.

با این حال، به دلیل ماهیت ناپایدار و متناوب در دسترس بودن انرژی خورشیدی، یکی از عوامل کلیدی تعیین‌کننده توسعه فناوری انرژی خورشیدی متمرکز، یکپارچه‌سازی سیالات انتقال حرارت کارآمد و مقرون به صرفه و سیستم‌های ذخیره‌سازی انرژی حرارتی است. نیروگاه‌های خورشیدی متمرکز تجاری فعلی بر اساس چرخه رانکین، با استفاده از توربین‌های بخار برای تبدیل انرژی حرارتی خورشیدی به انرژی الکتریکی، استوار هستند. دمای عملیاتی توربین بخار توسط سیال انتقال حرارت نمک خورشیدی در 565 درجه سانتی‌گراد محدود می‌شود، که منجر به راندمان نقطه طراحی خالص 42-45 درصد می‌شود. بنابراین، یکی از چالش‌های اصلی برای فناوری‌های انرژی خورشیدی متمرکز نسل بعدی، توسعه سیالات انتقال حرارت جایگزین و مواد ذخیره‌سازی انرژی حرارتی با هزینه‌های کمتر است که بتوانند در دماهای بالاتر از 565 درجه سانتی‌گراد مخلوط‌های نمک مذاب نیترات فعلی کار کنند.

در این زمینه، طی ده سال گذشته، علاقه به گیرنده‌های ذرات جامد به عنوان یک راه حل بالقوه برای غلبه بر محدودیت‌های دمای کاری موجود مطرح شده است. این به دلیل پایداری ذاتی محیط ذرات در دماهای نزدیک به 1000 درجه سانتی‌گراد است. این مقاله مروری جامع بر فناوری‌های گیرنده ذرات جامد خورشیدی برای کاربردهای انرژی خورشیدی متمرکز و به‌روزرسانی آخرین پیشرفت‌های فناوری‌های مختلف سیستم‌های گیرنده ذرات که در دسترس تجاری هستند یا در حال تحقیق هستند را ارائه می‌دهد. هدف، درک و توضیح اصول مفاهیم نوآورانه، جهت‌گیری‌های تحقیقاتی آینده و استراتژی‌های توسعه‌یافته در 10 سال گذشته برای تنظیم علوم مهندسی و حرارتی سیستم‌های گیرنده ذرات است. بینش‌هایی در مورد کلاس‌های مختلف سیستم گیرنده ذرات خورشیدی با جزئیاتی مانند پیکربندی‌های هندسی، پارامترهای طراحی، خواص فیزیکی، مسائل عملیاتی، هزینه، سطح آمادگی فناوری و مناسب بودن برای کاربردهای انرژی خورشیدی متمرکز ارائه می‌شود.

اجرای توافقنامه پاریس و برنامه‌های بعدی پس از سال 2020 منجر به سرمایه‌گذاری‌های عظیم در بخش انرژی، همراه با چارچوب‌های نظارتی منسجم در بلندمدت خواهد شد. سیستم انرژی جهانی برای دستیابی به اهداف بلندمدت تعیین‌شده در توافقنامه پاریس – حفظ افزایش میانگین دمای جهانی بسیار کمتر از 2 درجه سانتی‌گراد بالاتر از سطح پیش از صنعتی شدن – نیاز به تحول اساسی به سمت منابع انرژی کربن‌خنثی در دهه‌های آینده دارد. هیچ درمان قطعی واحدی برای تغییرات آب و هوایی وجود ندارد. در عوض، برای کاهش وابستگی صنایع، تولید برق و حمل‌ونقل ما به سوخت‌های فسیلی، به تعداد زیادی از فناوری‌های نوآورانه نیاز خواهد بود. مسیرهای مختلفی برای کاهش تغییرات آب و هوایی مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته است. برای تحقق این مسیرهای مختلف، سیستم انرژی جهانی مقادیر عظیمی از منابع انرژی تجدیدپذیر، عمدتاً انرژی بادی و خورشیدی را ادغام خواهد کرد. همه کشورها به یک اندازه برای توسعه هر دو این فناوری و صنایع تولیدی مرتبط با آن‌ها موقعیت مناسبی نخواهند داشت و بنابراین سیاست صنعتی سبز مؤثر باید هنگام انتخاب فناوری‌ها و بخش‌هایی که بر روی آن‌ها تمرکز می‌کنند، ویژگی‌های خاص کشور و فناوری را در نظر بگیرn. علاوه بر این، به دلیل ماهیت متناوب انرژی‌های تجدیدپذیر (باد و خورشیدی فتوولتائیک)، معرفی گسترده آن‌ها چالش‌هایی را برای پایداری شبکه برق ایجاد خواهد کرد، زیرا تغییرات غیرمنتظره در شرایط جوی محلی …

… تولید برق بادی و خورشیدی فتوولتائیک را به طور قابل توجهی تغییر دهد. با این حال، با افزایش سهم منابع انرژی تجدیدپذیر قابل اعزام در سبد انرژی کل، می توان این مشکل را کاهش داد. تصور رایج این است که حرکت به سمت اقتصاد کم کربن، به طور اجتناب ناپذیری منجر به افزایش قابل توجه تقاضا برای ذخیره سازی انرژی در آینده نزدیک خواهد شد. یکی از اشکال تولید برق که قادر به برآورده کردن هر دو این نیازمندی ها است، انرژی خورشیدی متمرکز (CSP) می باشد. فناوری های CSP در بین قابل اعتمادترین و امیدوارکننده ترین فناوری های انرژی تجدیدپذیر هستند که می توانند برای گذار سریع به سمت سناریوهای استفاده بالا از انرژی های تجدیدپذیر مقیاس شوند [2-4].

در مقایسه با سایر فناوری های انرژی تجدیدپذیر، یکی از مزایای اصلی این فناوری های CSP، توانایی یکپارچه سازی آسان با تأسیسات ذخیره سازی حرارتی بزرگ مقیاس یا زیر سیستم های ترکیبی برای کاهش نوسانات تابش خورشیدی و ارائه خروجی های توان ثابت است که برای ادغام برق خورشیدی در مقیاس بزرگ با شبکه اهمیت دارد [5]. مطالعات متعدد نشان می دهد که CSP نقش مهمی در یک سیستم انرژی بدون کربن ایفا می کند: به عنوان مثال، گزارش “صفر خالص تا 2050” آژانس بین المللی انرژی (IEA) نشان می دهد که ظرفیت جهانی CSP باید به ترتیب تا سال های 2030، 2040 و 2050 به 73، 281 و 426 گیگاوات برسد [6]. به طور مشابه، طبق گفته آژانس بین المللی انرژی های تجدیدپذیر (IRENA)، CSP تا سال 2030 به بین 52 تا 83 گیگاوات خواهد رسید [7].

علاوه بر این، برای کاهش تغییرات آب و هوا، آژانس بین المللی انرژی می گوید که تا پایان قرن، برای حفظ افزایش دما در زیر 2 درجه، نیاز به حذف CO2 خواهد بود. بنابراین، همراه با تغییر به سمت انرژی های تجدیدپذیر، نیاز به حذف دی اکسید کربن از هوا خواهیم داشت. برای انجام فرآیند.

انروژی خورشیدی
ویروس hmpv

راهنمای ویروس hmpv

HMPV یک ویروس تنفسی شناخته‌شده است که می‌تواند به‌ویژه در فصل زمستان باعث عفونت‌های تنفسی شود. اگرچه این ویروس معمولاً علائم خفیفی ایجاد می‌کند، اما در برخی گروه‌ها می‌تواند منجر به عوارض جدی شود. با توجه به عدم وجود واکسن یا درمان اختصاصی، رعایت اصول بهداشتی بهترین راه برای پیشگیری از ابتلا است. آگاهی از نحوه انتقال و علائم این ویروس می‌تواند به کاهش شیوع آن و حفاظت از سلامت عمومی کمک کند.

ادامه مطلب »
چگونه استعداد خود را در زمینه شغلی پیدا کنیم ؟

استعدادیابی شغلی

چگونه استعداد خود را در زمینه شغلی پیدا کنیم ؟ (استعدادیابی شغلی) چگونه استعداد خود را در زمینه شغلی پیدا کنیم ؟   در دنیای

ادامه مطلب »
پیشرفت‌های فناوری در زمینه انرژی خورشیدی

پیشرفت‌های فناوری در زمینه انرژی خورشیدی متمرکز نسل بعدی با استفاده از گیرنده‌های ذرات جامد(قسمت اول)

گذار جهانی به سمت سیستم‌های تولید و مصرف پایدارتر در حال انجام است. این گذار به ویژه در سیستم‌های انرژی قابل مشاهده است، جایی که انرژی‌های تجدیدپذیر مدرن، عمدتاً انرژی خورشیدی فتوولتائیک و انرژی بادی، حدود 10 درصد از تولید برق جهانی در سال 2020 را تشکیل داده‌اند. در این زمینه، فناوری‌های انرژی خورشیدی متمرکز به عنوان یکی از امیدوارکننده‌ترین روش‌ها برای تولید برق در دهه‌های آینده شناخته می‌شوند.

ادامه مطلب »
لامپ UV

لامپ‌ ماورا بنفش UV: کاربردها، مزایا و چالش‌ها

لامپ‌های ماورا بنفش (UV) از منابع نوری خاصی هستند که تابش نور با طول موجی کوتاه‌تر از نور مرئی تولید می‌کنند. این نوع نور به دلیل خواص خاص خود در بسیاری از صنایع، پزشکی و محیط زیست کاربرد دارد. در این مقاله، به بررسی جامع انواع لامپ‌های UV، مزایا و معایب آن‌ها و نقش آن‌ها در فناوری‌های مدرن می‌پردازیم.

ادامه مطلب »
شیشه سایت گلاس

کاربرد های لوله کوارتز و شیشه کوارتز در فناوری های نوین

لوله‌های شیشه کوارتز با توجه به خواص منحصر به فردی که دارند، در صنایع مختلف کاربردهای بسیار گسترده‌ای پیدا کرده‌اند. این کاربردها روز به روز در حال افزایش و تنوع هستند. در این بخش، به برخی از کاربردهای نوین و پیشرفته لوله‌های شیشه کوارتز در صنایع مختلف می‌پردازیم.

ادامه مطلب »
کوره های تیوبی

کوره‌های تیوبی: شاهکار مهندسی در فرآیندهای حرارتی

کوره‌های تیوبی (Tube Furnaces) به عنوان یکی از پیشرفته‌ترین تجهیزات صنعتی و آزمایشگاهی، جایگاه ویژه‌ای در فرآیندهای حرارتی و مهندسی مواد دارند. این کوره‌ها، با طراحی خاص خود، قابلیت‌هایی همچون کنترل دقیق دما، ایجاد اتمسفرهای خاص، و اجرای فرآیندهای پیچیده‌ای را فراهم می‌کنند که در صنایع مدرن ضروری است. در این مقاله، ضمن معرفی ساختار و ویژگی‌های کوره‌های تیوبی، به نقش کلیدی شیشه‌های کوارتز در عملکرد این کوره‌ها پرداخته خواهد شد.

ادامه مطلب »

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *