انواع نیروگاه های خورشیدی

وقتی بحث استفاده از انرژی خورشید میشود ذهن ما به سمت پنل های خورشیدی میرود، اما جالب است بدانیم استفاده از انرژی خورشید تنها محدود به پنل های خورشیدی نمیباشد. در ادامه به معرفی انواع نیروگاه های خورشیدی میپردازیم.

به طور کلی میتوان گفت استفاده از انرژی خورشید به دو دسته تقسیم میشود:

1. استفاده از نور خورشید(Photovoltaic)

2. استفاده از گرمای خورشید

1. استفاده از نور خورشید:

این نوع نیروگاه خورشیدی رایج ترین نوع بهره بری از انرژی خورشید است. که به ان فتوولتاییک(PV) میگویند. این نوع نیروگاه انرژی تابشی خورشید را به برق تبدیل میکند. در حقیقت پنل های خورشیدی از نیمه هادی هایی ساخته میشوند که وقتی نور خورشید به پنل خورشیدی بتابد ان را به برق تبدیل میکند. جنس این نیمه هادی ها معمولا سیلیکونی است.

انواع پنل های خورشیدی

پنل های خورشیدی را میتوان به سه دسته رایج تر تقسیم کرد.

1. پنل خورشیدی MONO FACIAL

2. پنل خورشیدی POLY FACIAL

3. پنل خورشیدی BIO FACIAL

رایج ترین نوع پنل خورشیدی نوع MONO است. این نوع پنل خورشیدی به خاطر راندمان بالاتر در شرایط ابری نسبت به پنل های خورشیدی POLY در دهه اخیر محبوب تر شده است. و نوع تازه تر پنل های خورشیدی BIO FACIAL است که توانایی تولید برق از پشت پنل هم دارد. این نوع پنل گران تر از دو نوع پنل خورشیدی قبلی است. و معمولا در نیروگاه های خورشیدی بزرگ استفاده میشود.

انواع نیروگاه های پنل خورشیدی

1. متصل به شبکه(ON Grid)

این نیروگاه برق تولیدی خود را به شبکه سراسری برق میفروشد. این نوع نیروگاه ها اغلب در توان های بالاتر از 10 کیلووات احداث میشوند و تا چند هزار مگاوات هم میروند. بزرگ ترین نیروگاه خورشیدی دنیا در اورومچی چین است که 3500 مگاوات توان تولیدی دارد و میتواند مصرف برق 600000 خانه را تامین کند.

ابر نیروگاه های خورشیدی

2. منفصل از شبکه

این نوع نیروگاه ها معمولا در مکان هایی که دسترسی به برق شهری ندارند استفاده میشود. و ظرفیت ان ها معمولا از 20 کیلووات فراتر نمیرود. در این نیروگاه ها استفاده از پنل خورشیدی به منظور فروش برق و درامدزایی نبوده و به منظور تامین برق مورد نیاز خانه، ویلا یا… میباشد. در صورت نیاز این اماکن به استفاده از برق در شب باید برای این سیستم باتری هم لحاظ شود تا برق مورد نیاز شب را هم تامین کند. این نوع نیروگاه ها به دلیل وجود باتری قیمت زیادی دارند.

2. استفاده از حرارت خورشید

این نوع نیروگاه ها نسبت به پنل خورشیدی کمتر رایج بوده و با استفاده از حرارت خورشید انرژی مورد نیاز را تامین میکند.

نیروگاه سهموی خطی:

این نیروگاه با استفاده از حرارت ساطع شده از طرف خورشید به ایینه ها و بازتاب اینه به سمت لوله مرکزی، سیال داخل لوله را داغ میکند. و این سیال با استفاده از سیستم انتقال حرارت، گرمای خود را به اب داده و موجب بخار شدن اب، کارکرد ژنراتور و در نتیجه تولید برق میشود.

نیروگاه استرلینگ(بشقابک سهموی)

این نیروگاه‌ها که در ظاهر شبیه به یک دیش ماهواره می‌باشند در نقطه کانونی خود یک موتور استرلینگ دارند.این نیروگاه‌ها با ردیاب‌های خورشیدی دو محوری کار می‌کند تا در طول روز حداکثر تابش خورشید را دریافت کنند. این بشقاب دریافت‌کننده گرمای خورشید، گرما را در موتور استرلینگ کوچکی که پشت نقطه کانونی اش قرار دارد مورد استفاده قرار می ‌دهد.وقتی‌ که گرمای دریافت‌ کننده به گاز درون موتور استرلینگ که عموماً هیدروژن و یا هلیوم است برخورد می ‌کند، موتور حرکت کرده و در نهایت ژنراتوری که با آن موتور کوپل است نیز حرکت می ‌کند و برق تولید می‌شود.

کلکتور های فرزنل:

اساس کار این نوع نیروگاه مانند نیروگاه های خورشیدی سهموی خطی است. با این تفاوت که در این نیروگاه ها دریافت کننده خورشیدی به صورت تخت مانند است. سیال این نوع نیروگاه ها معمولا روغن است.

دودکش خورشیدی:

این نیروگاه بر اساس اختلاف چگالی هوای گرم با هوا سرد کار میکند. چون هوای گرم سبک تر است به سمت بالا میرود.

در این نیروگاه کلکتور های خورشیدی که وظیفه گرم کردن هوا با استفاده از نور خورشید را دارند. این هوا گرم شده و تمایل دارد به سمت بالا حرکت کند(به دلیل اختلاف چگالی هوای گرم با سرد). در سر راه این هوای گرم توربین گذاشته میشود تا از نیروی حرکتی هوا استفاده کرده و برق تولید کند.

هلیوستاتی:

این نیروگاه ها با استفاده از تابش نور خورشید توسط آیینه ها عمل می کند. این آیینه ها زوایای افقی و قائم آن هر لحظه با حرکت خورشید تغییر می کند به عبارتی دارای ردیاب نور خورشید هستند. تمامی آیینه ها نور خورشید را به سمت یک برج مرکزی هدایت می کنند و نور در برج مرکزی متمرکز می شود. نورمتمرکز شده در برج باعث ایجاد گرما با توان زیاد می شود و در نهایت گرمای تولید شده باعث گرم شدن آب یا سیال داخل برج می شود. با بخار شدن و گرم شدن اب(سیال) داخل برج توربین به حرکت در می آید و درنهایت باعث تولید برق می شود.

خوب است بدانیم که استفاده از خورشید به این نیروگاه ها محدود نمیشود و میتوان با ترکیب این نیروگاه ها با نیروگاه های دیگر یا استفاده های متفاوت از این انرژی برای اهداف دیگر نیز از خورشید بهره جست.

استفاده های دیگر از انرژی خورشید:

ابگرمکن خورشیدی

این ابگرمکن با استفاده از کلکتور(جمع کننده) حرارت خورشید را به اب داخل تانکر منتقل کرده و منجر به گرم شدن اب میشود. این نوع ابگرمکن با عایق بندی مناسب میتواند در شب هم اب را گرم نگه دارد. با توجه به لوله های خلا که منجر به جذب گرمای بالا و تعبیه هیتر برقی، استفاده از این ابگرمکن خورشیدی در فصول سرد نیز میتواند گزینه منطقی باشد.

نیروگاه های خورشیدی در فضا

با توجه به عدم دسترسی به برق در ایستگاه های فضایی استفاده از پنل های خورشیدی ارزان ترین و منطقی ترین راه موجود است.

استفاده از پنل خورشیدی برای تولید هیدروژن

استفاده از پنل خورشیدی برای استخراج هیدروژن یک روش سبز و نواورانه است. که اخیرا محبوبیتش در حال افزایش است. این نواوری میتواند در صنعت حمل و نقل تاثیر عمیقی داشته باشد.