Արդյունաբերություն

Անապատային արևային էներգիայի զանգվածները փոշուց զերծ պահելը

Անապատային արևային էներգիայի զանգվածները փոշուց զերծ պահելը

NOMADD ինքնամաքրման համակարգը [Պատկերի աղբյուրը ՝ NOMADD Desert Solar]

Պատկերացրեք 50 ° C ջերմաստիճանի ամեն օր այրված միջավայրը, որը գիշերը ընկնում է 40 ° C, ուժեղ քամու արագությամբ և խիտ փոշով, ինչը դժվարացնում է շնչելը: Նման պայմաններն, իհարկե, սովորական երեւույթ են աշխարհի անապատներում: Այնուամենայնիվ, անապատները, հաշվի առնելով արևի ճառագայթման իրենց բարձր մակարդակները, կատարյալ վայր են արևի էլեկտրաէներգիայի արտադրության համար, այսինքն ՝ բացառությամբ մեկ հիմնական խնդրի ՝ փոշի:

Ըստ Արաբական Միացյալ Էմիրությունների (ԱՄԷ) NOMADD անապատային արևի, ավազի և փոշու կուտակումը ամենամեծ տեխնիկական մարտահրավերներից մեկն է անապատում կառուցված արևային էներգիայի զանգվածների առջև: Դա ստեղծում է օրական 0-4-ից 0,8 տոկոս եկամտաբերության կորուստ, և 60 տոկոսով էներգիայի բերքի կորուստները լայնորեն հաղորդվում են ավազային փոթորիկների ընթացքում և դրանից հետո: Ավելին, եթե տեղում ավելի քան մեկ օր մնա, փոշու մասնիկները կպչում են վահանակներին:

Մինչ այժմ փոշու մաքրման գործողությունները հիմնված էին բազմազան մոտեցումների վրա, բոլորը անբավարար: Դրանք ներառել են մարդու աշխատանքը, որը թանկ է և անվստահելի. ջրով մաքրում, որն անիմաստ է ջրի բարձր սթրեսի վայրերում; բարդ և զգայուն սարքավորումներ, որոնք ձգտում են ձախողվել ծանր պայմաններում; և 7-14 օրվա մաքրման ցիկլեր, ինչը մեծացնում է արտադրանքի կորուստները խոցելիությունից մինչև հավատարիմ փոշու և փոշու փոթորիկները: Այս մոտեցումները ձգտում են առաջացնել բարձր գործառնական ծախսեր և կախված են մարդկային անկայուն աշխատանքի շուկաներից:

Դաժան պայմաններն ապահովում են ձեռքով մաքրման գործողությունների ձախողումը, այն պարզ պատճառով, որ շատ անապատային միջավայրերում անհնար է ֆիզիկապես գործել օրվա կամ գիշերվա ցանկացած երկար տևողությամբ: Waterուրը միշտ չէ, որ մատչելի է, և պաշարները կարող են խոցելի լինել ընդհատումների կամ բարձրացող ծախսերի համար:

Հետևաբար, արևի արևի վահանակների մաքրման գործողությունը պետք է կատարի որոշակի չափանիշներ: Օրինակ ՝ այն պետք է կարողանա արագությամբ մաքրել ամբողջ զանգվածը, սովորաբար մեկ օրից էլ պակաս ժամանակահատվածում ՝ անկախ նրանից, թե զանգվածը որքան մեծ է: Սա պահանջում է ավտոմատացում ՝ վերացնելով ձեռքի աշխատուժի հետ կապված բոլոր խնդիրները: Լուծույթը պետք է ի վիճակի լինի հեռացնել փոշին `առանց ջուր օգտագործելու, բայց առանց վահանակների մակերեսը քերծելու: Այն նաև պետք է լինի տեղական աղբյուրներով, պարզ և դիմացկուն:

Որոշ ժամանակ, 2013 և 2014 թվականներին, Բոստոնի համալսարանի (BU) հետազոտողների խումբը աշխատում էր ինքնամաքրման սարքի վրա, որը կոչվում է թափանցիկ էլեկտրադինամիկ համակարգ (EDS), որը հնարավոր է ներառվի արևային վահանակների շարքում ՝ ներկառուցված վահանակների մեջ: իրենք կամ կիրառվել են վահանակի մակերեսների վրա ՝ մետաքսանման տպագիր ֆիլմի միջոցով: Սարքն աշխատում է ՝ օգտագործելով փոքր էլեկտրական լիցքը, որը առաջացել է հենց վահանակներից, վահանակի մակերեսներից փոշու մասնիկները բարձրացնելու համար: Մինչ այժմ անցկացված փորձարկումները ցույց են տվել, որ սարքը կարող է արմատախիլ անել արևի պանելների մակերեսների վրա նստած ավազի և փոշու մասնիկների 90 տոկոսը:

Գլխավոր հետազոտող պրոֆեսոր Մալայա Մազումդերը գաղափարը մշակեց մարդու թոքերի օրինակով, որոնք ունեն ինքնամաքրվող մազեր, որոնք շնչառական համակարգից փոշին են հեռացնում: Մազումբերը հավատում էր, որ կարող է այս գաղափարը կիրառել այլ համակարգերի վրա:

Գաղափարը ՆԱՍԱ-ի ուշադրությունը գրավել էր 2003 թ.-ին: Նրանք փնտրում էին համակարգ, որը կարող է մաքրել տիեզերական փոշու սարքավորումները Մարսի ապագա առաքելություններում, և այդպիսով նրանք Mazumder- ին հանձնեցին երեք տարվա դրամաշնորհ 750,000 ԱՄՆ դոլար `նախագիծը հետագա զարգացնելու համար: Հետագա ֆինանսավորումը ստացվել է BU- ի Տեխնոլոգիայի զարգացման գրասենյակից, որը ժամանակավոր չափման դեպքում նրան շնորհել է $ 50,000 Ignition Award ֆինանսավորում: 2010 թ.-ին Բոստոնում կայացած Ամերիկյան քիմիական հասարակության համաժողովին ներկայացված շնորհանդեսը հանգեցրեց հոդվածների հրատարակությանը New York Times եւ Daily Telegraph, Դրանից հետո Mazumder- ի հետ կապվեց Abengoa Solar ընկերությունը, որը մասնագիտանում է արևային PV և կենտրոնացված արևային էներգիայի (CSP) մեջ Արիզոնայի Գիլա Բենդում գտնվող Solana Generating կայարանում և Marsave Solar Project- ում ՝ Բարսթոուում, Կալիֆոռնիա, գործողություններով: Ներկայումս հայտնի է, որ սարքը դեռ մշակման փուլում է:

Մեկ այլ տարբերակ մշակվել է Հյուսթոնի համալսարանի ֆիզիկայի դոցենտ և Նանոէներգետիկայի ինստիտուտի տնօրեն Սեյմուս Քուրանի կողմից, որը մասնագիտանում է նանոկառուցվածքների նախագծման, ճարտարագիտության և հավաքման մեջ: Curran- ը և նրա նանոֆիզիկայի թիմը նաև մշակել են ինքնամաքրման համակարգ, որը բաղկացած է նանոհիդրոֆոբիկ նյութից, որը ծածկում է վահանակը ՝ կանխելով փոշու կուտակումը, ինչպես նաև պաշտպանելով ջրի բծերից և եղանակային պայմաններից: Theածկույթը խոչընդոտ է ստեղծում, որը թույլ չի տալիս ջուրը կպչել մակերեսին. Փոխարենը այն գլորվում է մակերևույթից ՝ իր հետ տանելով փոշի և կեղտ:

Coatingածկույթը փորձարկվել է FOCAS ինստիտուտում, որը Իռլանդիայում գտնվում է Դուբլինի տեխնոլոգիական ինստիտուտի կազմում և աշխատում է ինչպես ծովային կլիմայական պայմաններում, այնպես էլ բարձր փոշու միջավայրում:

Մեկ այլ մոտեցում է Իսրայելի Նեգև անապատում գտնվող 20 հեկտար Ketura Sun արևային կայանի կողմից ձեռնարկված մոտեցումը, որը գործում է Siemens AG- ի և Arava Power- ի կողմից: Սա օգտագործում է Ecoppia E4 100 ռոբոտներից բաղկացած նավատորմ, որը տեղադրված է շրջանակի վրա, որը կողային կերպով շարժվում է վահանակի մակերևույթների երկայնքով, մինչ մաքրման գործողության ընթացքում ռոբոտները շարժվում են վերև և ներքև: Ռոբոտները օգտագործում են պտտվող խոզանակներ վահանակները մաքրելու համար, յուրաքանչյուր խոզանակ ունի փափուկ միկրոթելեր `քերծվածքներից խուսափելու համար: Նրանք ունեն նաև իրենց մինի-արևային վահանակները, որոնք տեղադրված են մաքրման գործընթացի համար անհրաժեշտ էներգիան ինքնուրույն արտադրելու համար ՝ այն արևային զանգվածից վերցնելու փոխարեն: Ecoppia- ն ասում է, որ այս մոտեցումը կարող է հեռացնել փոշու կուտակման 99 տոկոսը `առանց թանկարժեք ջրի պաշարների անհրաժեշտության:

Torresol Energy HECTOR ռոբոտը Իսպանիայի Սևիլիա նահանգի Gemasolar գործարանում [Պատկերի աղբյուրը ՝ Torresol Energy տեսանյութ]

Նման մոտեցում են ցուցաբերել NOMADD մաքրման համակարգը և Torresol Energy’s Gemasolar կայանը Իսպանիայի Սևիլիայի մերձակայքում: NOMADD համակարգը նախագծվել, մշակվել և փորձարկվել է NOMAD Desert Solar- ի կողմից Սաուդյան Արաբիայում Սաուդյան Արաբիայի Սաուդյան Արաբիայի Սաուդյան Արաբիայի edիդդայի մոտակայքում գտնվող Քինգ Աբդուլլահի գիտության և տեխնոլոգիայի համալսարանում (KAUST):

NOMADD (NO- ջրի մեխանիկական ավտոմատացված փոշոտման սարք) համեմատաբար ցածր գին ունի և նախատեսված է Մերձավոր Արևելքի և Հյուսիսային Աֆրիկայի (MENA) տարածաշրջանում օգտագործման համար: Ի տարբերություն Torresol Energy- ի մոտեցման, որն օգտագործում է փոքր քանակությամբ ջուր, որը կիրառվում է իր HECTOR ռոբոտների կողմից, NOMADD համակարգը ամբողջովին ջրազուրկ է:

Ներկայումս, այս երկու մոտեցումները ՝ ռոբոտները և էլեկտրաստատիկ լիցքերը, կարծես թե անապատային արևային էներգիայի համակարգերի ինքնամաքրման երկու խոստումնալից պողոտաներն են, բայց տեխնոլոգիան անընդհատ զարգանում է, և մի շարք նախագծեր դեռ շատ են մշակման փուլում:

Դա նշանակում է, որ առաջիկայում կարող են լինել որոշ ավելի նորարարական լուծումներ:


Դիտեք տեսանյութը: Արևային էներգիան 90% ով կկրճատի գազի ծախսը (Հունվարի 2022).