247Solar، محصول جانبی MIT، فناوری سیستم انرژی خورشیدی پیوسته را رونمایی کرد
سیستم نوآورانه انرژی خورشیدی متمرکز 247Solar، نور خورشید را برای تولید انرژی پاک و مداوم، در شب و روز ذخیره می‌کند.
برای دو دهه گذشته، مزارع نیروگاه خورشیدی و نیروگاه بادی تبدیل به منظره‌ای آشنا شده‌اند و انقلابی در نحوه تولید برق ایجاد کرده‌اند. با این حال، کربن‌زدایی کامل به مجموعه‌ای وسیع‌تر از فناوری‌ها نیاز دارد. این به این دلیل است که منابع تجدیدپذیری مانند خورشید و باد متناوب هستند، به این معنی که به طور مداوم برق تولید نمی‌کنند. علاوه بر این، آنها نمی‌توانند دمای بالایی را که برای بسیاری از فرآیندهای صنعتی حیاتی است، ارائه دهند.
پروژه 247Solar پیشگام رویکردی نوآورانه برای انرژی خورشیدی متمرکز (CSP) است که این محدودیت‌ها را برطرف می‌کند. سیستم‌های دما-بالای آنها دارای ذخیره‌سازی انرژی حرارتی شبانه است که به آنها امکان می‌دهد شبانه‌روز برق پاک و گرمای صنعتی ارائه دهند.
نوآوری الهام گرفته از MIT داستان 247Solar ریشه‌های عمیقی در مؤسسه فناوری ماساچوست (MIT) دارد. بروس اندرسون، مدیرعامل شرکت (فارغ‌التحصیل ۱۹۶۹ و فوق‌لیسانس ۱۹۷۳)، بین سال‌های ۱۹۹۶ تا ۲۰۰۰ مدیر برنامه ارتباط صنعتی (ILP) بود. ILP با اتصال شرکت‌ها به شبکه گسترده دانشجویان، اساتید و فارغ‌التحصیلان MIT، نوآوری را تقویت می‌کند. این تجربه باعث جرقه روحیه کارآفرینی اندرسون شد و او را در معرض تحقیقات پیشگامانه‌ای که از MIT بیرون می‌آمد قرار داد.
یکی از این نوآوری‌ها، مبدل حرارتی با دمای بالا بود که توسط پروفسور فقید MIT، دیوید گوردون ویلسون ساخته شد. اندرسون با ویلسون برای تجاری‌سازی این فناوری همکاری کرد که منجر به تأسیس شرکت 247Solar در اوایل دهه ۲۰۰۰ شد.
مسیر اولیه آنها هموار نبود. یک گیرنده نیروگاه خورشیدی حیاتی در طول آزمایش آسیب دید و شرکت با محدودیت‌های مالی مواجه شد. با این حال، اندرسون همچنان پیگیر بود. تا سال ۲۰۱۵، پیشرفت‌های علم مواد به او اجازه داد تا مبدل حرارتی سرامیکی را با یک آلیاژ فلزی جدید با دمای بالا جایگزین کند و پروژه را احیا کند.
این سیستم ها می توانند به عنوان ریزشبکه های مستقل برای جوامع یا برای تامین برق در مکان های دور افتاده مانند معادن و مزارع استفاده شوند. منبع: 247 خورشیدی
یک طراحی تغییر دهنده بازی سیستم 247Solar از مجموعه‌ای از آینه‌های ردیاب خورشید (هلیostat) برای متمرکز کردن نور خورشید روی یک برج مرکزی استفاده می‌کند. این برج دارای یک گیرنده خورشیدی اختصاصی است که هوا را تا دمای سوزان ۱۰۰۰ درجه سانتیگراد در فشار اتمسفر گرم می‌کند. سپس این هوای داغ توربین‌های منحصر به فرد شرکت را هدایت می‌کند و برق و گرمای صنعتی تولید می‌کند.
درخشش سیستم در ذخیره انرژی حرارتی آن نهفته است. هوای داغ اضافی به یک سیستم ذخیره‌سازی با دوام طولانی هدایت می‌شود، جایی که مواد جامدی را گرم می‌کند که گرما را برای استفاده بعدی نگه می‌دارند. این انرژی حرارتی ذخیره شده در طول شب به نیروی کار تبدیل می‌شود و زمانی که خورشید غروب می‌کند، توربین‌ها را تامین می‌کند.
اندرسون بر تطبیق‌پذیری سیستم تاکید می‌کند. او توضیح می‌دهد: «ما ۲۴ ساعت شبانه‌روز برق ارائه می‌دهیم، اما همچنین یک گزینه ترکیبی گرما و برق را با توانایی ارائه گرما تا ۹۷۰ درجه سانتیگراد برای فرآیندهای صنعتی ارائه می‌دهیم. این یک سیستم بسیار انعطاف پذیر است.»
غلبه بر چالش‌ها و رویارویی با آینده
همه‌گیری کووید-19 طرح‌های 247Solar را برای یک مرکز نمایشی منحرف کرد. با وجود این عقب‌نشینی، علاقه شدید مشتریان شرکت را به جلو سوق داده است. در حالی که انرژی خورشیدی متمرکز در مناطقی با آسمان صاف مانند آریزونا رونق دارد، اندرسون در حال بررسی فرصت‌هایی در هند، آفریقا و استرالیا است.
با نگاهی به آینده، 247Solar به طور فزاینده‌ای در حال بررسی سیستم‌های هیبریدی است که فناوری آنها را با پنل‌های فتوولتائیک (PV) خورشیدی سنتی ترکیب می‌کند. این امر به مشتریان امکان می‌دهد تا از مقرون‌به‌صرفه بودن برق خورشیدی در طول روز استفاده کنند و در عین حال به طور یکپارچه به انرژی 247Solar در شب سوئیچ کنند.
اندرسون می‌گوید: «ما واقعاً به سمت این سیستم‌های هیبریدی حرکت می‌کنیم که مانند یک پریوس کار می‌کنند – گاهی اوقات از یک منبع انرژی و گاهی اوقات از منبع دیگر استفاده می‌کنید.»
باتری‌های حرارتی HeatStorE
این شرکت همچنین با باتری‌های حرارتی مستقل HeatStorE خود سروصدا به پا می‌کند. این باتری‌ها که با استفاده از برق شبکه، PV یا باد به طور الکتریکی گرم می‌شوند، می‌توانند بیش از 9 ساعت گرما را ذخیره کنند و سپس آن را به صورت برق و گرمای فرآیند صنعتی یا فقط گرمای با دمای بالا آزاد کنند. به طور قابل توجهی، اندرسون ادعا می‌کند که باتری‌های حرارتی آنها تنها یک هفتم قیمت باتری‌های لیتیوم یون به ازای هر کیلووات ساعت تولید شده است.
تعهد 247Solar به انعطاف‌پذیری تضمین می‌کند که سیستم‌ها برای پاسخگویی به نیازهای فردی مشتریان در مسیر کربن‌زدایی کامل طراحی شده‌اند. از تامین برق جوامع دورافتاده تا کمک به تلاش‌های کربن‌زدایی صنعتی، فناوری 247Solar راه‌حلی جذاب برای آینده‌ای پاک‌تر و روشن‌تر در زمینه انرژی ارائه می‌دهد.
نقاط قوت 247Solar:
ذخیره‌سازی انرژی حرارتی: این شرکت از یک سیستم ذخیره‌سازی منحصر به فرد برای ذخیره گرمای اضافی در طول روز و استفاده از آن برای تولید برق در شب استفاده می‌کند.
گرمای صنعتی: 247Solar نه تنها برق، بلکه گرمای صنعتی با دمای بالا را نیز ارائه می‌دهد که آن را برای کاربردهای مختلف صنعتی مناسب می‌کند.
انعطاف‌پذیری: سیستم‌های این شرکت را می‌توان با نیازهای خاص مشتریان تطبیق داد و آنها را برای طیف وسیعی از برنامه‌ها ایده‌آل می‌کند.
هزینه مقرون به صرفه: باتری‌های حرارتی HeatStorE به طور قابل توجهی ارزان‌تر از باتری‌های لیتیوم یون هستند که هزینه ذخیره‌سازی انرژی را کاهش می‌دهد.
چالش‌های 247Solar:
هزینه اولیه: سیستم‌های 247Solar ممکن است در مقایسه با سایر منابع انرژی تجدیدپذیر، هزینه اولیه بالایی داشته باشند.
مقیاس: این فناوری هنوز در مراحل اولیه توسعه است و نیاز به مقیاس‌بندی برای رقابت با منابع انرژی سنتی دارد.
رقابت: 247Solar با سایر فناوری‌های انرژی تجدیدپذیر مانند CSP و PV سنتی برای سهم بازار رقابت می‌کند.
نتیجه‌گیری:
موسسه 247Solar یک شرکت نوآور است که در حال توسعه فناوری CSP با ذخیره‌سازی انرژی حرارتی برای ارائه برق و گرمای صنعتی پاک و قابل اعتماد 24/7 است. این فناوری پتانسیل قابل توجهی برای کمک به کربن‌زدایی اقتصاد جهانی را دارد، اما قبل از اینکه به طور گسترده مورد استفاده قرار گیرد، باید بر برخی از چالش‌ها مانند هزینه و مقیاس‌پذیری غلبه کند.
نویسنده: دپارتمان خبری آرا نیرو
منبع: interestingengineering