در بسياري از نيروگاه ها به کمک سوخت هاي فسيلي  آب جوشانده می شود تا بخاري با شرايط خاص فشار و دما توليد شود و از انرژي آن براي گرداندن يك توربين بخار بزرگ استفاده می كنند و در نهايت این توربین بخار ژنراتوری را براي توليد برق به چرخش در می آورد. اما امروزه نسل جديد از نيروگاه ها وارد ميدان شده اند كه نياز كمتري به سوخت هاي فسيلي دارند و به كمك آن ها مي توان مصرف سوخت هاي فسيلي را به حداقل ممكن كاهش داد یکی از اين نيروگاه ها، نيروگاه هاي خورشيدي با قابليت متمركز كردن انرژي تابشی هستند. در حال حاضر سه نوع از اين نوع نيروگاه ها وجود دارند كه عبارتند از:

• خطي
• ديش/موتور
• پاور تاور

در نيروگاه هاي متمركز شده خطي، انرژي خورشيد به كمك آينه هاي بزرگ U شكل در يك ناحيه كوچك متمركز مي شود. در اين نوع همه آينه ها در جهتي قرار مي گيرند كه نور خورشيد را بر روي لوله ها يا جذب كننده هاي انرژي متمركز كنند و همچنين يك سيستم كنترل-موتوري آينه ها را در تمامي ساعات روز در جهت مناسب قرار مي دهد. و اين گرماي متمركز شده سيالي را كه در داخل لوله ها هستند گرم مي كند، كه با استفاده از انرژي آن توربين و در نهايت ژنراتوري گردانده مي شود و توليد الكتريسته مي كند.

دو نوع متمركز كننده خطي وجود دارد نوع اول كه از نوع شلجمي است لوله اي از خط كانوني هر آينه شلجمي مي گذرد تا گرماي تابشي را مستقيما جذب كند، در نوع دوم كه لوله ها يا جذب كننده هاي گرما در بالاي چند آينه قرار مي گيرند به گونه اي كه نور خورشيد را همه آن ها بر اين جذب كننده گرما متمركز كنند مزيت اين نوع در قابليت تحرك آسان تر آينه در ساعات مختلف روز و راندمان حداكثري آن است.

در نوع ديش/ موتوري كه شباهت بسياري به يك ديش ماهواره دارد يك ديش خيلي بزرگ كه داخل آن از آينه پوشانده شده است گرما را در نقطه كانوني خود متمركز مي كند. بعضی مواقع براي كاهش هزينه ساخت، داخل ديش را با آينه هاي تخت با عرض كم مي پوشانند به جاي اينكه يك آينه شلجمي با آن حجم بسازند. همان طور كه گفته شد ديش همه گرما را بر روي رسيور در يك نقطه متمركز مي كند و از آن جا كه در اين روش محدوديت هايي وجود دارد و در حجم بالا اقتصادي نيست معمولا از اين روش براي جوشاندن آب استفاده نمي شود و فقط به كمك آن آب را گرم مي كنند و به كمك روش استرلينگ مي توان موتوري پيستوني را كه با سيال كار مي كند به گردش در آورد و در نهايت ژنراتور را براي توليد الكتريسته به حركت در آورد.

سيستم پاور تاور که از تعداد زيادي آينه هاي تخت استفاده مي كند و همه آينه ها در اطراف برجي در فضايي وسيع قرار مي گيرند این آینه ها نور خورشيد را بر جذب كننده گرما در روي برج متمركز مي كنند و هر آينه سيستمي براي رد گيري نور خورشيد دارد که يك سيستم كنترل-موتوری است. به اين ترتيب مي توان به راحتي در بالاي برج آب را جوشاند با انرژی بالای بخار آب می توان توربيني را به حركت در آورد. در برخي از سيستم هاي پيشرفته پاور تاور از نيترات مذاب به خاطر ضريب انتقال دماي فوق العاده بالا و ظرفيت گرمايي بالا استفاده مي كنند. ظرفيت گرمايي بالا يا توان بالاي ذخيره انرژی گرمايي به شما اجازه مي دهد تا تغييرات دمايي را پوشش دهيد و حتي شبها گرماي مورد نياز را در اختيار داشته باشيد.

روش هواي داغ فشرده يكي از جالب ترين و در عين حال بهينه ترين روش ها استفاده از انرژي خورشيدي پاورتاور ها در مقياس بالاست. در اين روش يك كمپرسور هوا را تا 15 بار فشار دار مي كند و آنرا به سمت جاذب گرمای خورشید مي راند  هوای فشرده با انرژي خورشيدي گرم مي شود انرژی گرمايي كه روي جاذب دما متمركز شده است توسط شبكه اي لانه زنبوري به هواي فشرده منتقل می شود هوای داغ به سمت داكت برنر (اگر دمای مورد نظر توسط خورشید بدست نیاید این بخش می تواند به عنوان کمکی اضافه شود) می رود  و آنرا تا 1100 درجه يا كمتر گرم مي كند براي گرم كردن هوا محدوديتي وجود دارد كه به جنس پره هاي توربين بستگي دارد و هر چه بتوان دما را بالاتر برد راندمان بيشتر مي شود. هواي فشرده و داغ از داكت به سمت توربين مي رود و آنرا به گردش در مي آورد از شفت توربين براي گرداندن ژنراتور و كمپرسور استفاده مي شود ولي هواي خروجي از توربين آنقدر داغ است كه مي تواند به راحتي آب را به بخار خشك كه مورد نياز يك توربين بخار است تبديل كند بنابراين از خروجي آن براي يك توربين بخار استفاده مي شود که آن هم به نوبه خود ژنراتور دیگری را به گردش در می آورد به اين ترتيب راندمان اين نيروگاه سيكل تركيبي به بيش از 50 درصد مي رسد.

ترجمه  و تحقيق: علي يزدي مقدم

مطالب مرتبط:

• اساس كار راه اندازهاي الكترونيكي در موتور هاي القايي
• كاربرد ذغال به عنوان جاروبك الكتريكي در صنعت
• تولید انرژی الکتریکی