ظرفیت ایران برای راه‌اندازی نیروگاه‌‌های‏ دودکش خورشیدی

تصویری از یک ویدئوی آموزشی درباره نیروگاه دودکش خورشیدی

بر اساس تحقیق اخیر دانشگاه صنعتی امیرکبیر، ظرفیت راه‌اندازی نیروگاه‌‏های دودکش خورشیدی در ایران وجود دارد.

محسن رحیمی لرکی، محقق دانشگاه صنعتی امیرکبیر، ۱۵ اسفندماه ضمن اعلام این خبر توضیح داده است که نیروگاه دودکش خورشیدی یکی از فناوری‌های نسبتاً جدید و در عین حال کارآمد انرژی خورشیدی است که با وجود برخی از محدودیت‌ها نظیر بازده پایین تبدیل انرژی، به‌دلیل سادگی ساختار و عملکرد، هزینه نسبتاً کمِ ساخت و بهره‌برداری، ملاحظات تعمیر و نگهداری و عمر کاری به‌عنوان یکی از گزینه‌های مطرح و رقابت‌پذیر برای تولید توان الکتریکی از انرژی خورشیدی در مناطق بیابانی و نیمه بیابانی مطرح است.

به‌گفتۀ این محقق دانشگاه امیرکبیر، در ایران با شناسایی مناطق مستعد و مناسب برای احداث چنین نیروگاه‏‌هایی می‏‌توان گام مهمی در جهت فناوری‌‏های خورشیدی و در نتیجه تأمین انرژی ارزان و باثبات و همچنین کاهش مشکل روزافزون آلودگی هوا برداشت.

هزینۀ احداث چنین نیروگاهی، به‌خصوص پیکربندی شیبدار، در مقایسه با سایر فناوری‌های خورشیدی کمتر است و با فناوری‌های تکامل‌یافتۀ تجدیدپذیر نظیر نیروگاه توربین بادی و فتوولتائیک هم‌تراز است.

همچنین این نوع از نیروگاه نیازمند هیچ‌گونه آب مصرفی در چرخۀ اصلی یا به‌عنوان سیال خنک‌کاری نیست و در مقایسه با نیروگاه‌های تجدیدپذیر و خورشیدی دیگر هم مزیت نسبی دارد.

نیروگاه دودکش خورشیدی چگونه کار می‌کند؟

در سیستم دودکش خورشیدی هوا در زیر یک سقف شفاف که تشعشع خورشیدی را جذب می‌کند، گرم می‌شود. در وسط این مجموعه یک دودکش با برج عمودی وجود دارد که هوای زیادی از پایین آن وارد می‌شود. هوای گرم‌شده در زیر این دودکش با فشار جریان پیدا می‌کند و به سمت بالای برج صعود می‌کند.

فشار هوای بالای ایجاد‌شده از سمت پایین به بالا را می‌توان با استفاده از توربین‌هایی خاص به انرژی الکتریکی تبدیل کرد. مزیت اصلی این سیستم نسبت به دیگر نیروگاه‌های خورشیدی استفادۀ کم از آب است که برای مناطق بیابانی ایران مناسب به‌ نظر می‌رسد.

بیشتر در این باره: جهش مصرف سوخت‌های بسیار آلاینده در نیروگاه‌های برق ایران

منطقۀ خاورمیانه از بهترین مناطق جهان برای تولید انرژی الکتریکی از نور خورشید است. ایران هم پس از عربستان از نظر میزان تابش آفتاب بهترین وضعیت را دارد.

در جنوب ایران، هر متر مربع توان دریافت شش کیلو وات انرژی خورشیدی در هر ساعت را دارد و در باقی نقاط ایران این میزان پنج کیلو وات است. بیشترین میزان قدرت جذب انرژی خورشید متعلق به جنوب عربستان سعودی با عدد هفت کیلو وات ساعت در هر متر مربع است.

برخلاف آن‌که تصور می‌شود بهترین روش در زمینۀ تولید برق خورشیدی پنل‌های تولیدکنندۀ الکتریسته است، مؤثر‌ترین راه استفاده از آینه است. آینۀ مقعر می‌تواند نور را در نقطه‌ای متمرکز کند که این عامل سبب تولید درجه حرارت بالا می‌شود. هم‌اکنون چندین روش برای بکارگیری از این روش قدیمی‌ برای تولید حرارت از نور خورشید در حال استفاده است.

در یکی از مؤثر‌ترین روش‌ها که در مراکش هم از آن استفاده شده، از میان آینه‌های مقعر (آینه‌های سهموی‌گون) لوله‌هایی رد شده که در آن نمک مذاب جریان دارد. تمرکز نور خورشید توسط آینه‌های مقعر بر روی این لوله‌ها دمای نمک مذاب را تا ۵۵۰ درجه سانتی‌گراد بالا می‌برد.

این نمک مذاب پس از جذب انرژی و رسیدن به این دما در مجاورت لوله‌های آب قرار می‌گیرد. آب توسط حرارت نمک مذاب بخار می‌شود و بخار آب هم توربین‌های بخار را می‌چرخاند که در نهایت انرژی این توربین‌ها ژنراتور‌های برق را برای تولید الکتریسته به حرکت درمی‌آورد.

البته بخشی از این نمک مذاب با دمای بالا در مخازن بزرگی ذخیره می‌شود تا هنگام شب و نبودِ نور خورشید لوله‌های آب را گرم و بخار تولید کند.

هم‌اکنون در ایران در دو شهر شیراز و یزد دو نیروگاه کوچک خورشیدی ساخته شده یا در حال ساخت است که از چنین روش‌هایی استفاده می‌کنند.

پژوهش انجام‌شده در دانشگاه صنعتی امیرکبیر از پژوهش‌های کلیدی در صنعت نیروگاهی و فناوری‌های تجدیدپذیر است که بخش‌های از آن بخش‏‌هایی از آن با همکاری دانشگاه فنی دانمارک به انجام رسیده است.

با این حال، به‌گفتۀ محسن رحیمی لرکی، محقق دانشگاه صنعتی امیرکبیر، ادامۀ کار بر روی این پروژه مربوط به ساخت یک پایلوت بزرگ و مقایسه عملکرد آن با مدل ارائه‌شده در پژوهش کنونی است.

بیشتر در این باره: اختصاص ۲ میلیارد دلار برای ساخت یک نیروگاه اتمی جدید در ایران