يعمل برج الطاقة الشمسية على تركيز أشعة الشمس لجعلها مصدر طاقة أكثر قوة وفعالية. وذلك عن طريق استخدم مجموعة من المرايات المتحركة لتوجيه وتركيز أشعة الشمس نحو جهاز الاستقبال الموجود أعلى البرج. ويتم استخدام سائل نقل الحرارة الذي يتم تسخينه في جهاز الاستقبال لتوليد البخار. بعد ذلك، يعمل مسخن المياه كجهاز لإعادة تسخين الماء المكثف قبل دخوله للتوربين، مما يساهم في تحسين كفاءة عملية دوران التوربين وزيادة إنتاج الطاقة عبر المولد الكهربائي.
عادةً يتم استخدام مزيج من الأملاح السائلة كوسيلة لنقل وتخزين الحرارة .وتتمتع هذه الأملاح بقدرة حرارية أعلى من الماء، مما يتيح تخزين الطاقة الحرارية لفترة زمنية أطول قبل استخدامها لتوليد البخار. ونتيجة لذلك، يمكن لبرج الطاقة الشمسية توليد الطاقة على مدار 24 ساعة في اليوم، وهو خيار متقدم يتفوق على الألواح الشمسية التقليدية والتي تنتج الطاقة خلال ساعات النهار فقط.
الشكل 1: برج الطاقة الشمسية [1]
فوائد استخدام الأبراج الشمسية في توليد الطاقة:
1- الاستدامة البيئية: تنتج الأبراج الشمسية كهرباء نظيفة بدون أي انبعاثات أو ملوثات.
2- مصدر طاقة متجدد ووفير: تُعد الطاقة الشمسية مصدرًا غير محدود ومستدام، ويمكن الاعتماد عليها بشكل دائم.
3- تكاليف منخفضة: بمجرد بناء البرج الشمسي، يكون لديه تكاليف تشغيل وصيانة منخفضة، مما يقلل من النفقات المالية على المدى الطويل.
تطبيقات الأبراج الشمسية في العالم:
1- توليد الطاقة على نطاق واسع: تستخدم الأبراج الشمسية في محطات توليد الطاقة لتوفير الكهرباء للآلاف من المنازل والمصانع والشركات، مما يجعلها حلاً قوياً وفعالاً لتلبية احتياجات الطاقة الكبيرة.
2- تحلية المياه: من الممكن استخدام أبراج الطاقة الشمسية في محطات تحلية المياه لإنتاج مياه عذبة، حيث تستفيد من الطاقة الشمسية للتبخر وتكثيف مياه البحر، وهو تطبيق حيوي لتوفير مياه نقية وصالحة للشرب.
3- الحرارة الصناعية: كذلك تستخدم الأبراج الشمسية لتوفير حرارة عالية للعمليات الصناعية، مثل تصنيع الإسمنت والإنتاج الكيميائي، مما يسهم في تحسين كفاءة هذه العمليات وتقليل الاعتماد على مصادر الطاقة التقليدية.
التحديات التي تواجه استخدام البرج الشمسي:
1- يمكن أن يؤثر التقطع في الإشعاع الشمسي على موثوقية النظام، مما يتطلب الاعتماد على أنظمة تخزين الطاقة لتعويض تلك التقلبات.
2- ارتفاع التكاليف الأولية: يتطلب بناء برج للطاقة الشمسية والبنية التحتية المطلوبة استثمارًا كبيرًا في المرحلة الأولية.
مستقبل الابراج الشمسية في توليد الطاقة:
من المتوقع أن تشهد حصة الإنتاج العالمي للطاقة من أبراج الطاقة الشمسية زيادة في المستقبل، نتيجة لاستمرار انخفاض تكاليف البناء والتشغيل. يُعتبر الموقع المثالي لهذه الأبراج أن يكون مسطحًا وجافًا، وأن يحتوي على كمية كبيرة من الإشعاع الشمسي، وتتوفر هذه الصفات في عدة بلدان حول العالم، بما في ذلك الشرق الأوسط وجنوب إسبانيا والهند وجنوب أفريقيا والصين.
يُعد برج نور للطاقة في دبي من أكبر أبراج الطاقة الشمسية في العالم. وهو مشروع بقدرة 700 ميجاوات من برج الطاقة الشمسية، بالإضافة إلى 250 ميجاوات من طاقة الألواح الكهروضوئية. ويدعم المشروع استراتيجية دبي النظيفة لزيادة حصة الطاقة النظيفة إلى 25% بحلول عام 2030، فضلاً عن توفير 2.4 مليون طن من ثاني أكسيد الكربون.
الشكل 2: محطة نور للطاقة [3]
المراجع:
[1]: https://www.treehugger.com/what-solar-tower-and-how-does-it-work-4865294
[2]: https://newatlas.com/energy/double-solar-updraft-cooling/
[3]: https://noorenergy.ae/a-about/
