استرالیا توانسته است با بهره‌گیری از آینه‌ها، گام مهمی در تولید انرژی خورشیدی بردارد. اهمیت این فناوری در آن است که امکان ذخیره‌سازی و استفاده بیشتر از انرژی‌های تجدیدپذیر را فراهم می‌کند.
بر اساس گزارش هورآیش به نقل از برق‌نیوز، فناوری حرارتی متمرکز خورشیدی یا CST از مجموعه‌ای از سامانه‌های جمع‌آوری نور خورشید برای تولید گرما یا برق استفاده می‌کند. اساس کار این فناوری ساده به نظر می‌رسد، اما اجرای مؤثر آن نیازمند آینه‌ها یا لنزهای بزرگی است که نور خورشید را روی نقطه‌ای کوچک به نام گیرنده متمرکز کنند؛ موضوعی که از نظر فنی چالش‌برانگیز است.
این آینه‌ها که با عنوان کلکتورهای خورشیدی نیز شناخته می‌شوند، در مدل‌های مختلفی طراحی می‌شوند؛ از جمله سامانه‌های بشقابی، برج‌های خورشیدی و ساختارهای سهموی. هر یک از این مدل‌ها با روش خاصی نور خورشید را متمرکز می‌کنند.
در این فناوری، گیرنده در مرکز سامانه قرار می‌گیرد و وظیفه آن تبدیل نور متمرکز خورشید به انرژی حرارتی است. درون این گیرنده معمولاً موادی مانند نمک مذاب یا روغن‌های دما بالا قرار دارد که گرما را جذب و منتقل می‌کنند.
یک دستاورد مهم
البته فناوری حرارتی متمرکز خورشیدی بدون ایراد نیست. این روش برای عملکرد مطلوب به شرایط جوی مناسب و تابش پایدار خورشید نیاز دارد و از طرفی هزینه اجرای آن نیز نسبتاً زیاد است.
با این حال، سازمان ملی علوم استرالیا (CSIRO) به پیشرفت چشمگیری در این حوزه دست یافته که می‌تواند نه‌تنها برای استرالیا، بلکه در مقیاس جهانی نیز اثرگذار باشد.
پژوهشگران استرالیایی برای نخستین بار موفق شده‌اند دمای ۸۰۳ درجه سانتی‌گراد را در این گیرنده‌ها ثبت کنند؛ رقمی که یک نقطه عطف مهم در توسعه این فناوری به شمار می‌رود.
دکتر جین سو کیم، سرپرست تیم فناوری‌های خورشیدی در CSIRO، در این‌باره می‌گوید این موفقیت اهمیت زیادی دارد، زیرا در صورت ترکیب این فناوری با مبدل حرارتی اختصاصی آن‌ها، امکان ذخیره‌سازی حجم بیشتری از انرژی تجدیدپذیر فراهم می‌شود.
او همچنین تأکید می‌کند که این فناوری می‌تواند نقش مهمی در تأمین انرژی ارزان‌قیمت و گسترده برای صنایع سنگین استرالیا داشته باشد و به کاهش انتشار کربن کمک کند. به گفته او، رسیدن به این دستاورد حاصل بیش از هشت سال تحقیق، تلاش مداوم و سرمایه‌گذاری گسترده بوده است.
نقش ذرات سرامیکی در بهبود عملکرد
در این فناوری تازه، از ذرات سرامیکی استفاده می‌شود؛ موادی که توان تحمل دماهای بالاتر از ۱۰۰۰ درجه سانتی‌گراد را دارند. این ذرات با جذب و ذخیره گرمای خورشید، موجب ساده‌تر شدن ساختار سیستم و کاهش هزینه‌های انرژی می‌شوند.
این نوآوری در مقایسه با روش‌های رایج CST بسیار مهم است؛ زیرا در مدل‌های قدیمی‌تر معمولاً از موادی استفاده می‌شد که تنها توان تحمل دمایی بین ۴۰۰ تا ۶۰۰ درجه سانتی‌گراد را داشتند. به همین دلیل، این پیشرفت می‌تواند جایگزینی قدرتمند برای سامانه‌های خورشیدی فتوولتائیک (PV) در برخی کاربردها باشد.
رقابت با فتوولتائیک یا تکمیل آن؟
با این حال، کارشناسان معتقدند فناوری حرارتی متمرکز خورشیدی قرار نیست رقیب مستقیم فتوولتائیک باشد. دومینیک زال، رئیس مؤسسه تحقیقات حرارتی خورشیدی استرالیا، توضیح می‌دهد که این دو فناوری در واقع مکمل یکدیگر هستند.
به گفته او، سامانه‌های فتوولتائیک زمانی برق تولید می‌کنند که خورشید در حال تابش باشد، اما فناوری حرارتی متمرکز خورشیدی می‌تواند انرژی خورشید را جذب و ذخیره کند تا در زمان‌هایی مانند شب یا روزهای ابری نیز قابل استفاده باشد.
چشم‌انداز توسعه این فناوری
در حال حاضر، در شهر نیوکاسل، حدود ۴۰۰ آینه در قالب سامانه آزمایشی CSIRO به کار گرفته شده است. با این حال، برای راه‌اندازی یک سیستم کامل و در مقیاس صنعتی، احتمالاً به بیش از ۱۰ هزار آینه بزرگ‌تر نیاز خواهد بود.
چنین سامانه‌ای می‌تواند توانی معادل یک نیروگاه زغال‌سنگی ۱۰۰ مگاواتی تولید کند؛ موضوعی که نشان می‌دهد این فناوری ظرفیت بالایی برای تأمین انرژی در مقیاس بزرگ دارد.
از نظر اقتصادی نیز این روش امیدوارکننده است. به گفته دومینیک زال، فناوری حرارتی تجدیدپذیر می‌تواند در حدود پنج سال به مرحله سوددهی برسد و بازگشت کامل سرمایه آن در حدود ده سال قابل دستیابی باشد.
