سیصد هزار آینه: بزرگ‌ترین نیروگاه گرمایی با تجمیع نور خورشید

فناوری و به تبع آن زندگی ما روز به روز وابستگی بیشتری به منابع انرژی پیدا می‌کند. این نیاز و مصرف بالای انرژی باعث شده است که بی‌رویه نفت استخراج کنیم، سوخت بسوزانیم، هوا را آلوده کنیم و تنها سکونت‌گاه‌مان در این جهان را بیشتر به نابودی بکشیم. اما بسیاری از ما هم با خوش‌بینی امیدواریم که فناوری خود راه‌حلی برای این معضل بیافریند. دستگاه‌هایی با مصرف بهینه‌تر بسازد، منابع جدید انرژی بیابد یا استفاده از انرژی‌های پاک موجود را برای ما ساده‌تر کند.

در میان انرژی‌های پاک، نور خورشید شاید ارزان‌ترین و دایمی‌ترین آن‌ها باشد. صحبت از انرژی خورشیدی همواره من را به یاد سال‌های اول دهه 60 و کتاب «آفتاب در سیم‌ها» از انتشارات کانون پرورش فکری کودکان می‌اندازد که با زبانی ساده توضیح می‌داد که حتی انرژی که ما از طریق سوزاندن سوخت به دست می‌آوریم، توسط خورشید حیات‌بخش تامین می‌شود. این انرژی چندین میلیون سال قبل جذب گیاهان یا از طریق گیاهان خوراک جانورانی شده است که پس از مرگ و دفن شدن در دل زمین، ذخایر نفتی را برای ما فراهم کرده‌اند.

آنچه در ادامه می‌آید شرحی تصویری است از راه‌اندازی بزرگ‌ترین نیروگاه گرمایی با تجمیع نور خورشید که در صحرای موهاوی یا Mojave (در جنوب شرقی کالیفرنیا) برپا خواهد شد.

بزرگ‌ترین نیروگاه کنونی تجمیع نور خورشید  با توان 100 مگاوات اکنون در ابوظبی قرار دارد، اما مدت زیادی در این مقام باقی نخواهد ماند. شرکت انرژی برایت‌سورس (Brightsource Energy) در حال انجام آخرین مراحل راه‌اندازی نیروگاه تجمیع نور خورشید عظیم خود در موهاوی کالیفرنیا است. اگر همه چیز درست پیش برود، این نیروگاه همین امسال راه‌اندازی خواهد شد.

این نیروگاه که نام آن ایوانپاه (Ivanpah) است ظرفیتی برابر 377 مگاوات دارد که می‌تواند برق مورد نیاز 140هزار خانه را تامین کند. طراحی این نیروگاه، کسب مجوزها، تامین اعتبار و ساختن آن 5 سال به طول انجامیده است. عکس بالا یکی از فازهای اولیه این نیروگاه را نشان می‌دهد.

این تصویر آینه‌هایی را نشان می‌دهد که برای نصب در نیروگاه به آن‌جا حمل می‌شوند. در ایوانپاه 300هزار آینه که توسط نرم‌افزار کنترل می‌شوند، نور خورشید را به دیگ‌های جوشانی منعکس می‌کنند که در ارتفاع 459 فوتی (139.9 متر) از سطح زمین و بر روی سه برج قرار گرفته‌اند. این انرژی آب را به بخار تبدیل کرده و باعث به گردش درآمدن توربین‌ها خواهد شد.

برایت‌سورس می‌گوید که این پروژه باعث ایجاد شغل برای 2100 نفر در بخش ساخت‌وساز و پشتیبانی شده است و ادعا می‌شود که 650 میلیون دلار درآمد برای آن‌ها ایجاد خواهد کرد.  مطمئنا بیشتر این موارد به دوران ساخت‌وساز نیروگاه مربوط می‌شود. زمانی که این نیروگاه راه‌اندازی شود، به کمتر از 100 نفر پرسنل برای نگهداری نیاز دارد! اما در آن زمان هم کارگران می‌توانند به ساخت نمونه‌های مشابه پرداخته یا یک مزرعه توربین‌های بادی را راه‌اندازی کنند.

این تصویر نشان می‌دهد که چه تعداد آینه در این نیروگاه مورد استفاده قرار خواهد گرفت. عظمت این نیروگاه و میزان انرژی که تولید می‌کند واقعا قابل‌توجه است. تمام این انرژی در برج به نسبت کوچک مرکزی متمرکز می‌شود.

این تصویر یکی از این برج‌ها را به خوبی نشان می‌دهد.

این یکی از برج‌های 459 فوتی است. برایت‌سورس پیش از این برنامه‌ریزی برای ساخت یک جفت برج بسیار بزرگ‌تر با ارتفاع 750فوت  (228.6 متر) را آغاز کرده است.

این تصویر سیستم کار کردن این نیروگاه را نشان می‌دهد. در مرحله نخست منعکس کننده‌هایی که با نرم‌افزار کنترل می‌شوند(1)، نور را روی دیگ بالای برج(2) متمرکز می‌کنند و دیگ با این انرژی آب را به بخار تبدیل می‌کند. بخار در مرحله بعد توربینی(3) را به گردش در می‌آورد که باعث تولید برق می‌شود. در کنار این توربین بخش مهم و حیاتی دیگر ذخیره‌کننده‌های گرمایی(4) هستند. وجود این ذخیره‌کنندها به دو دلیل الزامی است. اول اینکه تابش خورشید دایمی نیست و دیگر اینکه زمان اوج مصرف نیرو معمولا در شب اتفاق می‌افتد.

این تصویر که یک شبیه‌سازی کامپیوتری است نیروگاه را پس از تکمیل مراحل ساخت نشان می‌دهد.

درنهایت برای داشتن تصوری از ابعاد و اندازه خارق‌العاده نیروگاه، به ماشین‌ها که به صورت نقطه‌های کوچکی دیده می‌شوند دقت کنید.

منبع (+)