مصرف 75 درصد منابع فسیلی تا سال 2050/ موفقیت محققان کشور در تولید برق از خورشید

به گزارش خبرنگار علمی «خبرگزاری دانشجو»، کلکتور (جمع آوری کننده) یا پنل، اصلی‌ترین جز سیستم گرمایش خورشیدی است که عمل جذب تابش خورشید و انتقال گرما به سیال توسط این قسمت انجام می‌شود. کلکتورهای خورشیدی باید دارای خواص انتقال حرارت خوب، ضریب هدایت حرارتی و ضریب جذب بالا، ضریب صدور پایین بوده و در مقابل دماهای بالا پایدار باشد. همچنین در مقابل خوردگی داخلی و خارجی باید مقاوم باشند. راندمان کلکتور بستگی کامل به شرایط و جنس مواد استفاده شده در ساخت آن دارد.

این سیستم‌ها به منظور جمع آوری انرژی خورشید برای تامین گرما و برق استفاده می‌شود و با توجه به تمام شدن منابع سوخت‌های فسیلی محققان دانشگاه تهران اقدام به طراحی و ساخت کلکتورهای خورشیدی برای تولید انرژی از خورشید کردند.

از کل انرژی خورشید تنها یک دو میلیاردیوم آن به کره زمین می‌رسد و اگر از این میزان به اندازه یک ساعت در سال مورد بهره‌برداری کامل قرار گیرد می‌توان کل انرژی مورد نیاز دنیا را تامین کرد. با این مقدار ساعت می‌توان چند میلیون نیروگاه راه اندازی کرد.

از سوی دیگر تا سال 2000 تنها 10 درصد منابع فسیلی مصرف شده بودند و پیش بینی می‌شود تا سال 2050 حدود 75 درصد کل منابع انرژی فسیلی دنیا تمام می‌شود از این رو نیاز است تا از منابع تجدیدپذیر انرژی مورد نیاز را تامین کنیم.

برای این منظور پژوهشگران دانشگاه تهران اقدام به طراحی و ساخت کلکتورهای خورشیدی از نوع کلکتورهای سهموی خطی کردیم. این سیستم دارای اجزایی چون آینه و سیستم خلا است که کلیه قطعات آن بومی شده است. شیشه خلا این سیستم دارای خلا مطلق است  و در لایه داخلی شیشه خلا لوله هایی قرار گرفته است که دارای پوشش‌های خاصی است که ضریب جذب نور خورشید را افزایش می‌دهند.

عملکرد کلکتور طراحی شده به این صورت است که زمانی که آفتاب به این کلکتور تابیده می‌شود طبق محاسبات دقیق هندسی تمامی انرژی خورشیدی به ناحیه لوله داخل شیشه خلا منعکس می‌شود که دقیقا در فضا و کانون این سهمی قرار دارد.  کل حرارت داده شده به دلیل خلا بودن حرارت پس زده نمی‌شود از این رو دمایی حدود 200 تا 300 سیلسیوس ایجاد می‌کند.

همچنین از میان این سیستم روغن حرارتی عبور داده می‌شود و با عبور از به مبدل حرارتی بخار را تولید می‌کند. بخار وارد میکرو توربین ‌شده و میکروتوربین الکتریسیته تولید می‌کند.

استفاده از نانو سیالات از مزایای طراحی این کلکتور است. نانو سیال ضریب انتقال حرارت همرفت را برای کلکتور افزایش می‌دهد و در نتیجه کارایی آن را بالا می‌برد.

تاکنون در دنیا در سیستم‌های کلکتور سهمی مورد استفاده قرار داده نشده است و با مطالعاتی که در این زمینه انجام شد چند مقاله به چاپ رسیده است ضمن آنکه در کنفرانس علمی در ایتالیا که در مورد مدلینگ و شبیه سازی با نانو سیالات در کلکتور بود ارائه شد که مورد استقبال قرار گرفت.

این نوع کلکتورها رابطه خطی با میزان تابش دارند. هر چه میزان تابش بیشتر باشد کلکتور عملکرد بهتری دارد این سیستم برخلاف سیستم‌های فتوولتائیک که تجمع حرارت باعث آسیب رساندن به آن می‎‌شود نیست بلکه بر عکس موجب ارتقای عملکرد در آن خواهد شد.