فهرست مطالب
چین نخستین واحد تولید برق مرتفع‌ترین نیروگاه خورشیدی حرارتی جهان متصل به شبکه سراسری را با ظرفیت کل ۱۵۰ مگاوات و فناوری ذخیره انرژی در نمک مذاب راه‌اندازی کرد.
به گزارش سرویس انرژی تکناک، این اقدام، گام مهمی در توسعه انرژی‌های تجدیدپذیر در ارتفاعات به حساب می‌آید. این نیروگاه در ارتفاع متوسط ۴۳۰۰ متری از سطح دریا قرار دارد و می‌تواند انرژی خورشیدی را به صورت حرارت ذخیره کند. این قابلیت امکان تولید برق در ساعات شب و زمان نبود تابش خورشید را فراهم می‌کند.
نخستین واحد تولید برق این مجموعه در ۶ نوامبر ۲۰۲۶ به شبکه برق متصل شد. شرکت چاینا جنرال نوکلیر پاور گروپ (CGN) توسعه این پروژه را برعهده دارد. ظرفیت نصب‌شده مجموعه به ۱۵۰ مگاوات می‌رسد و شامل یک نیروگاه فتوولتائیک ۱۰۰ مگاواتی و یک نیروگاه خورشیدی حرارتی ۵۰ مگاواتی است.
این پروژه پس از بهره‌برداری کامل می‌تواند سالانه حدود ۲۷۰ میلیون کیلووات‌ساعت برق تولید کند. همچنین انتظار می‌رود فعالیت آن انتشار دی‌اکسیدکربن را سالانه حدود ۱۶۸ هزار و ۲۰۰ تن کاهش دهد.
مجموعه شهرستان گار در منطقه نگاری واقع شده است و به عنوان مرتفع‌ترین نیروگاه خورشیدی حرارتی متصل به شبکه برق جهان شناخته می‌شود. اهمیت این پروژه تنها به ارتفاع محل احداث آن محدود نیست. استفاده هم‌زمان از پنل‌های خورشیدی و فناوری ذخیره انرژی حرارتی می‌تواند یکی از محدودیت‌های اصلی تولید برق خورشیدی را برطرف کند.
نیروگاه‌های فتوولتائیک معمولی برای تولید برق به تابش خورشید وابسته هستند. در مقابل، مجموعه جدید چین می‌تواند بخشی از انرژی تولیدشده در ساعات آفتابی را ذخیره کند و در زمان افزایش تقاضا یا کاهش تابش خورشید، دوباره به برق تبدیل نماید.
فناوری ذخیره انرژی مرتفع‌ترین نیروگاه خورشیدی حرارتی
نیروگاه‌های خورشیدی فتوولتائیک و حرارتی از روش‌های متفاوتی برای تولید برق استفاده می‌کنند. پنل‌های فتوولتائیک نور خورشید را مستقیما به انرژی الکتریکی تبدیل می‌کنند. در مقابل، نیروگاه‌های خورشیدی حرارتی متمرکز (CSP) ابتدا انرژی خورشید را به گرما تبدیل می‌کنند و سپس از این گرما برای تولید برق بهره می‌برند.
در نیروگاه‌های خورشیدی حرارتی متداول، آینه‌های مخصوص نور خورشید را روی یک گیرنده متمرکز می‌کنند. این فرایند دمای سیال یا ماده ذخیره‌کننده انرژی را افزایش می‌دهد. گرمای به‌دست‌آمده برای تولید بخار استفاده می‌شود و بخار نیز با به حرکت درآوردن توربین، انرژی الکتریکی تولید می‌کند.
مزیت اصلی این فناوری، امکان ذخیره انرژی گرمایی برای استفاده در زمان‌های دیگر است. برخلاف سیستم‌هایی که تنها هنگام تابش خورشید برق تولید می‌کنند، نیروگاه‌های مجهز به ذخیره‌ساز حرارتی می‌توانند فعالیت خود را پس از غروب خورشید نیز ادامه دهند.
شرکت CGN در مرتفع‌ترین نیروگاه خورشیدی حرارتی جهان در شهرستان گار از ساختاری ترکیبی استفاده کرده است. این سیستم تولید برق فتوولتائیک را با گرمایش الکتریکی نمک مذاب و ذخیره انرژی حرارتی ادغام می‌کند.
در این فرایند، پنل‌های خورشیدی ابتدا برق تولید می‌کنند. سپس بخشی از برق تولیدشده برای گرم کردن نمک مذاب به کار می‌رود. نمک داغ، انرژی را به شکل حرارت در خود نگه می‌دارد و هنگام نیاز، گرمای ذخیره‌شده را به سیستم تولید بخار منتقل می‌کند. بخار نیز توربین را به حرکت درمی‌آورد و برق تولید می‌شود.
این روش امکان استفاده از برق مازاد ساعات آفتابی را فراهم می‌کند. در نتیجه، نیروگاه مجبور نیست تمام انرژی تولیدشده را بلافاصله به شبکه منتقل کند.
یکی از مشکلات اصلی انرژی خورشیدی، هماهنگ نبودن زمان تولید برق با زمان مصرف آن است. ممکن است پنل‌ها هنگام ظهر بیشترین برق را تولید کنند، اما تقاضای شبکه در ساعات دیگری افزایش یابد.
ذخیره انرژی حرارتی می‌تواند بخشی از این اختلاف زمانی را جبران کند. برنامه SolarPACES وابسته به آژانس بین‌المللی انرژی نیز تأکید کرده است که این فناوری امکان تولید برق برنامه‌ریزی‌شده را در شرایط ابری و پس از غروب خورشید فراهم می‌کند.
چالش‌های ساخت نیروگاه در ارتفاع بیش از ۴۰۰۰ متر
ساخت نیروگاه در ارتفاع ۴۳۰۰ متری با چالش‌هایی متفاوت از پروژه‌های معمولی همراه است. مناطق مرتفع تراکم هوای کمتری دارند و معمولا با تابش شدید خورشید، بادهای قدرتمند و تغییرات قابل توجه دما مواجه هستند.
اختلاف دمای شب و روز و سرمای شدید زمستان نیز می‌تواند بر نصب تجهیزات و عملکرد سیستم‌های حرارتی تأثیر بگذارد. علاوه‌براین، شرایط جغرافیایی دشوار، عملیات ساخت‌وساز و نگهداری نیروگاه را پیچیده‌تر می‌کند.
شرکت CGN پیش‌تر اعلام کرده بود که پروژه‌های خورشیدی حرارتی در ارتفاعات بالا به تجهیزات و روش‌های اجرایی ویژه نیاز دارند. این تجهیزات باید با محیط‌های کم‌اکسیژن، دمای پایین و فصل کوتاه مناسب برای ساخت‌وساز سازگار باشند.
چین علاوه بر پروژه شهرستان گار، نیروگاه خورشیدی حرارتی دیگری را نیز در فلات تبت توسعه می‌دهد. این مجموعه در شهرستان آمدو و در ارتفاع بیش از ۴۶۵۰ متری از سطح دریا قرار دارد.
نیروگاه آمدو با ظرفیت ۱۰۰ مگاوات از فناوری خورشیدی حرارتی متمرکز و برج مرکزی استفاده می‌کند. شرکت Xizang Development Investment Group مسئولیت توسعه این پروژه را برعهده دارد.
در این نیروگاه تاکنون ۱۵ هزار و ۹۲۷ آینه خورشیدگرد موسوم به هلیوستات نصب شده است. این آینه‌ها در زمینی به وسعت بیش از ۸۰۰ هزار مترمربع قرار دارند و نور خورشید را به سمت گیرنده مرکزی هدایت می‌کنند.
تمرکز تابش خورشید باعث افزایش دمای نمک مذاب تا حدود ۵۶۰ درجه سانتی‌گراد می‌شود. سپس انرژی حرارتی به‌دست‌آمده برای تولید بخار و تأمین نیروی محرکه توربین استفاده می‌شود.
این مجموعه به سیستم ذخیره انرژی حرارتی با ظرفیت هشت ساعت تولید برق مجهز است. انتظار می‌رود نیروگاه آمدو پس از بهره‌برداری، سالانه حدود ۲۶۰ میلیون کیلووات‌ساعت برق تولید کند.
تفاوت اصلی دو نیروگاه در روش تأمین انرژی حرارتی است. مجموعه گار از برق تولیدشده توسط پنل‌های فتوولتائیک برای گرم کردن نمک مذاب استفاده می‌کند. در مقابل، نیروگاه آمدو با کمک آینه‌های خورشیدگرد، تابش خورشید را مستقیما روی گیرنده برج مرکزی متمرکز می‌کند.
بیشتر بخوانید: بلندترین توربین بادی جهان با ارتفاع ۳۶۵ متر در آلمان ساخته شد
اهمیت ذخیره انرژی حرارتی برای تأمین پایدار برق
توسعه این دو نیروگاه بخشی از تلاش چین برای افزایش قابلیت اطمینان انرژی‌های تجدیدپذیر در مناطق دورافتاده است. تأمین برق در فلات تبت به دلیل شرایط سخت آب‌وهوایی و محدودیت زیرساخت‌ها با مشکلات متعددی همراه است.
نیروگاه‌های خورشیدی می‌توانند در طول روز برق قابل توجهی تولید کنند، اما هنگام غروب یا کاهش تابش خورشید، میزان تولید آنها افت می‌کند. ذخیره‌سازی حرارتی امکان انتقال بخشی از انرژی تولیدشده به ساعات بعد را فراهم می‌کند.
این قابلیت برای جوامع دورافتاده شیزانگ اهمیت ویژه‌ای دارد. سرمای شدید زمستان و مسیرهای صعب‌العبور می‌توانند دسترسی پایدار به منابع انرژی را دشوار کنند.
روزنامه گلوبال تایمز اعلام کرده است که ساخت نیروگاه شهرستان گار برای بیش از ۵۰۰ کشاورز و دامدار محلی فرصت شغلی ایجاد کرده است. بنابراین این پروژه علاوه بر توسعه زیرساخت انرژی، در ایجاد اشتغال محلی نیز نقش داشته است.
با وجود این، هیچ‌یک از این دو نیروگاه به‌تنهایی نمی‌توانند مشکلات تأمین پایدار برق در سراسر فلات تبت را برطرف کنند.
اهمیت اصلی این پروژه‌ها در نمایش قابلیت ترکیب تولید برق خورشیدی با ذخیره انرژی حرارتی است. این فناوری می‌تواند وابستگی تولید برق تجدیدپذیر به ساعات روشنایی روز را کاهش دهد و امکان استفاده گسترده‌تر از انرژی خورشیدی را حتی در دشوارترین شرایط جغرافیایی فراهم کند.
