ليالٍ تعمل بالطاقة الشمسية

غالباً ما تكون مصادر الطاقة المتجددة الخالية من الوقود الأحفوري متقلبة ويصعب استخدامها باستمرار. خذ الطاقة الشمسية على سبيل المثال: في بعض مناطق العالم، تتوفر وفرة من أشعة الشمس، ولكن إذا لم يتم حفظ الفائض، فلن يكون بالإمكان استخدامه عند حلول الليل.

تتصدى شركة راي-جن، المتخصصة في الطاقة الشمسية ومقرها أستراليا، لهذا التحدي. فقد طورت نظامًا متطورًا لتخزين الطاقة في محطة تجريبية في كاروارب، فيكتوريا، يستخدم كلاً من الطاقة الشمسية الكهروضوئية والطاقة الشمسية الحرارية لتوفير الطاقة المتجددة لشبكة الكهرباء المحلية.

الكهرباء عندما تكون الشبكة في أمس الحاجة إليها

تقوم شركة راي-جن بتجميع الطاقة الشمسية باستخدام حقل كبير من المرايا وتحويلها إلى كهرباء باستخدام الخلايا الكهروضوئية. تجمع المرايا ضوء الشمس، الذي يُعاد توجيهه إلى برج شمسي، والذي بدوره يُولّد الكهرباء. تُستخدم هذه الكهرباء بعد ذلك لتزويد الشبكة الكهربائية بالطريقة المعتادة، أو لتبريد مسطح مائي إلى درجة حرارة قريبة من التجمد كشكل من أشكال تخزين الطاقة.

كيف يمكن للماء البارد تخزين الطاقة الشمسية؟ نظرًا لتركيز الخلايا الشمسية العالي، فإنها تولد كمية كبيرة من الحرارة، والتي يمكن استخدامها لتسخين كمية أخرى من الماء إلى درجة حرارة تقارب الغليان. وبفضل فرق درجات الحرارة هذا، يتيح استخدام دورة رانكين العضوية (ORC - انظر مربع منفصل) وتقنية التوربينات التوسعية من أطلس كوبكو جروب إمكانية توليد الكهرباء في أي وقت، حتى بعد غروب الشمس.

يقول لويس مان، مدير التسويق والبحث والتطوير في شركة أطلس كوبكو مافي-ترينش في كاليفورنيا: "عندما نتحدث عن تخزين الطاقة، يفكر الناس أولاً في البطاريات، لكن تخزين الطاقة لمدة تتراوح بين 12 و24 ساعة يصبح مكلفاً للغاية. تقوم موسعاتنا بتحويل الطاقة الحرارية إلى كهرباء عندما تكون الشبكة في أمس الحاجة إليها".

وتضيف إيزابيل مورغيا، زميلة لويس ومهندسة المبيعات والتطبيقات: "لا توجد تطبيقات كثيرة في العالم تستخدم تخزين الطاقة بالطريقة التي يستخدمها هذا المصنع".

توسيع النطاق

تواصلت شركة راي-جن مع شركة أطلس كوبكو نظراً لخبرة الأولى الطويلة في تكنولوجيا التوربينات التوسعية بتقنية دورة رانكين العضوية، والتي تعود إلى ثمانينيات القرن الماضي. بدأ تشغيل المحطة التجريبية في عام 2022، وقد أدى النجاح الأولي والاهتمام المتزايد من شركات المرافق في مختلف أنحاء العالم إلى توسيع نطاق الطموحات.

توضح إيزابيل قائلة: "بالنسبة للمحطة التجريبية، قمنا ببناء مولد توسيع من النوع الرابع، وهو متصل بشكل متكامل بصندوق التروس. يُعدّ النوع الرابع آلة متوسطة الحجم، بينما سيتطلب النظام التجاري حجماً أكبر تم تطويره حديثاً. ونحن الآن نعمل على تطوير حل متكامل بالتعاون مع شركة راي-جن."

حل طويل الأمد

إن البرهان الحقيقي يكمن في النطاق التجاري؛ لإظهار للعالم أن هذا النوع من تخزين الطاقة ليس ممكناً من الناحية التقنية فحسب، بل إنه مجدٍ تجارياً أيضاً.

يقول لويس: "هناك اتجاه نحو استخدام آلات أكبر في التحول الطاقي بشكل عام لجعل هذه التقنيات تعمل من خلال وفورات الحجم".

وبالتالي، تساعد هذه الشراكة في إرساء تقنية تحويلية يمكنها أن تمنح قطاع الطاقة طاقة متجددة أكثر موثوقية واتساقًا مع الحد الأدنى من النفايات.

"إن تخزين الطاقة بهذه الطريقة ليس شائعاً، ولكنه يمتلك القدرة على تغيير نظرة العالم إلى إمدادات الطاقة المتجددة"، كما تقول إيزابيل.

هل أنت مهتم بهذا الحل أو بتقنية التوربينات التوسعية بشكل عام؟ اقرأ المزيد في هذا المقال.