هناك اتجاه حديث في مجال استخدام الطاقة الشمسية يتمثل في الدخول في «تنافس» مع محطات الطاقة التقليدية مثل الغلايات المعتمدة على الوقود الحفري أو تلك القائمة على الطاقة النووية، وإنما ...

ما هي تطبيقات الطاقة الحرارية الشمسية؟

في القرن العشرين، اختُرع سخان الماء الشمسي وأُدخلت عليه تحسينات عديدة، وأصبح مشهورًا على نحو متزايد. وقد عرضنا نبذة تاريخية عنه في الفصل الأول من هذا الكتاب. على الجانب الآخر، تُعد الكهرباء الحرارية الشمسية المُركزة نقطة مضيئة في مجال توليد الطاقة الشمسية. وفي الأقسام التالية، سنستعرض فيزياء تطبيقات الطاقة الحرارية الشمسية.

ما هي التطبيقات الحرارية الشمسية؟

بالنسبة للتطبيقات الحرارية الشمسية، لا يكون سائل التشغيل داخل الأنبوب ماءً ساخنًا؛ فهو يكون زيتًا عند درجة حرارة عالية (300 درجة مئوية أو أكثر) أو بخار فائق الحرارة عند ضغط عالٍ (10–100 atm). والأنبوب الزجاجي لن يتحمل هذا الضغط ودرجة الحرارة هذه؛ لذا يجب أن يكون الأنبوب الداخلي مصنوعًا من معدن قوي؛ صلب مقاوم للصدأ في الغالب.

ما هي الطاقة الشمسية الحرارية المتركزة؟

ومع ذلك فهناك مصطلح يستخدم لكلا التطبيقين. الطاقة الشمسية الحرارية المتركزة تستخدم لتلبية متطلبات الصناعات والطاقة الشمسية المتركزة عندما تجمع الحرارة لتستخدم في توليد الطاقة. مرفق إڤانوپاه للطاقة الشمسية هو أكبر محطة طاقة شمسية في العالم، يقع في صحراء موهاڤي بكاليفورنيا.

ما هي ميزات المجمعات الحرارية الشمسية ذات الأنابيب المفرغة؟

ويُوضع طلاء امتصاص انتقائي على السطح الخارجي للأنبوب الزجاجي الداخلي. هناك ميزة أخرى للمجمعات الحرارية الشمسية ذات الأنابيب المفرغة على تلك ذات الألواح المسطحة، التي تكمن في أن المواد التي تُصنَع منها غير باهظة الثمن ومتوفرة ويمكن إنتاجها على نطاق واسع بتكلفة قليلة جدًّا. وحاليًّا، يُنتَج سنويًّا في الصين 200 مليون أنبوب مفرغ.

ما هو أكبر صرح للطاقة الشمسية في العالم؟

شكل ١١-١٩: صورة جوية لأكبر صرح للطاقة الشمسية في العالم. إن محاور مرايا القطع المكافئ شمالية-جنوبية، والتي تتحول من الشرق للغرب يوميًّا. يُستبدل نحو 3 آلاف من المرايا كل عام بسبب تعرضها للضرر من جانب الريح. ويظهر أيضًا في هذه الصورة عدد من المرايا المتضررة. ولتجنب الظلال الساقطة من المرايا المجاورة، تصل المسافة بين المرايا نحو ضعف عرضها.

ما هي مزايا المجمعات الحرارية الشمسية المعتمدة على طريقة الثعب الحراري؟

ومقارنة بالأنابيب المفرغة الزجاجية بالكامل، فإن للمجمعات الحرارية الشمسية المعتمدة على طريقة الثعب الحراري مزايا عديدة؛ أولًا: نظرًا لعدم وجود ماء جارٍ في الأنابيب، يمكنها تحمل البرد القارص دون أن ينكسر الزجاج. ثانيًا: لأن الكتلة الحرارية للأنبوب أصغر بكثير من الماء الموجود في الأنابيب الزجاجية بالكامل، فإن وقت بدء العمل يكون أقصر بكثير.