آیا استیل در ساخت صفحات خورشیدی استفاده می‌شود؟

امروزه تمامی کشورهای جهان به دنبال راه‌حل‌هایی برای استفاده از انرژی‌های پاک به‌جای سوخت‌های فسیلی هستند. استفاده از چنین انرژی‌هایی نه‌تنها در بلند مدت هزینه‌های کمتری برای دولت‌ها خواهد داشت؛ بلکه می‌تواند به حفظ محیط‌زیست نیز کمک کند. امروزه کارشناسان پی برده‌اند که استفاده از استنلس استیل در صفحات خورشیدی باعث افزایش کارایی و بهبود عملکرد این سیستم‌ها می‌شود؛ ازاین‌رو رفته‌رفته پنل‌ها و صفحات خورشیدی از جنس فولاد ضدزنگ تولید می‌شوند.

نیروگاه‌های خورشید با انرژی خورشیدی متمرکز (CSP) بااینکه به نظر فناوری جدیدی می‌آیند؛ اما تقریباً 35 سال است که مورداستفاده قرار می‌گیرند. ما در ادامه به‌صورت کامل در خصوص کاربرد فولاد ضدزنگ در ساخت صفحات خورشیدی صحبت می‌کنیم.

تاریخچه نیروگاه‌های خورشیدی

در سال 1948، ایالات‌متحده اولین نیروگاه‌ با سیستم‌های تولید انرژی خورشیدی (SEGS) را راه‌اندازی کرد. البته این نیروگاه‌ در سال 1990 دست از فعالیت کشید و تا سال 2004 فعالیتش کاملاً را متوقف گردید. به نظر می‌رسید که جهان به دلیل هزینه راه‌اندازی بالا، از به‌کار گیری CSP پشیمان شده است؛ اما امروزه استفاده از انرژی خورشید، به یکی از بهترین گزینه‌های انرژی‌های تجدیدپذیر تبدیل شده است. این فناوری قابلیت کاهش انتشار میلیاردها تن کربن را دارد که برای پایداری این کُره خاکی حیاتی است.

علاوه بر این، به کمک نیروگاه‌های خورشیدی می‌توان بخش عظیمی از انرژی جهان را تأمین کرد. بااین‌وجود، در این مسیر چالش‌هایی نیز وجود خواهد داشت؛ برای مثال نیاز به یک آلیاژ منحصربه‌فرد بود تا بتوان به کمک آن، انرژی دریافتی از خورشید را به حداکثر رساند؛ به همین دلیل شرکت‌های فولاد دریافتند که استفاده از استنلس استیل در صفحات خورشیدی می‌تواند راه‌حلی مناسب برای این مشکل باشد.

نیروگاه‌های خورشیدی، محلی برای تولید انرژی برق

ظهور نیروگاه‌های خورشیدی

در سال‌های اخیر، نصب جهانی CSP به‌طور چشمگیری افزایش پیدا کرد. نسبت به سال 2004 نیروگاه‌های خورشیدی در سراسر جهان ده‌ها برابر شده‌اند. تنها در همین پنج سال گذشته، توسعه این نیروگاه‌ها به‌طور متوسط در هرسال 50 درصد رشد را تجربه کرده‌اند. به کمک چنین نیروگاه‌هایی که از استیل در صفحات خورشیدی استفاده می‌کنند، 160 مگاوات در مراکش، 150 مگاوات در آفریقای جنوبی و 110 مگاوات در ایالات‌متحده نیروی الکتریسیته تولید شده است.

بیشترین کشورهایی که از فناوری CSP در جهان استفاده می‌کنند، کشورهای ایالات‌متحده و اسپانیا هستند. اگرچه که هر دو این کشورها در حال حاضر بیش از چهار گیگاوات ظرفیت نصب‌شده دارند؛ اما می‌توانند مزایای این فناوری را به‌تمامی نقاط جهان انتشار دهند. کارشناسان پیش‌بینی کرده‌اند که با تکیه بر قابلیت‌های استیل در صفحات خورشیدی، می‌توان در آینده‌ای نه‌چندان دور بخش قابل‌توجهی از انرژی جهان را به کمک انرژی خورشیدی تأمین کرد.

گرم کردن سیال و ایجاد انرژی الکتریکی در صفحات خورشیدی

نحوه کار صفحات خورشیدی

صفحات خورشیدی می‌توانند به کمک آینه‌ها، نور خورشید را روی یک سیال متمرکز کرده و آن را گرم کنند. سیال داغ شده برای تولید بخار مورداستفاده قرار گرفته و سپس توربین‌های تولید برق را به حرکت در می‌آورند. با گردش شدن این توربین‌ها، برق پاک تولید خواهد شد.

این انرژی با انرژی خورشیدی فتوولتائیک (PV) که در آن از یک واکنش شیمیایی برای تبدیل نور به برق استفاده می‌شود، فرق دارد. حال در برخی از مواقع می‌توان از استیل در صفحات خورشیدی برای انعکاس و جذب حداکثری انرژی گرمایی استفاده کرد. اجازه دهید تا چهار مورد از فناوری‌های CSP مورد استفاده را به شما معرفی کنیم.

1. بازتاب‌دهنده سهمی

یک بازتابنده سهمی می‌تواند نور و انرژی تابشی را روی گیرنده‌ای که در کنار خط کانونی بازتابنده قرار دارد، متمرکز کند. اولین نیروگاه‌های خورشیدی که از این فناوری استفاده می‌کردند، نیروگاه‌ی در کالیفرنیا بودند.

2. برج برق خورشیدی

برج‌های برق خورشیدی می‌توانند تا 160 متر ارتفاع داشته و توسط ده‌ها هزار آینه احاطه شوند. این آینه‌ها که به‌عنوان هلیو استات شناخته می‌شوند، می‌توانند حرکت خورشید را دنبال کرده و پرتوهای آن را روی قسمت‌های بالایی برج متمرکز کنند. در این قسمت سیال گرم شده و از آن برای تولید بخار استفاده می‌شود.

3. بازتابنده‌های فرنل

این بازتابنده‌ها از نوارهای آینه‌ای نازک ساخته شده‌اند که نور خورشید را روی لوله‌های شفاف متمرکز می‌کنند. لوله‌ها، سیال را گرم کرده و سپس آن را به اطراف سیستم تبدیل انرژی پمپ می‌کنند. از مهم‌ترین مزایای این بازتابنده‌ها در مقایسه با بازتابنده‌های سهمی می‌توان به کارآمدتر بودن و ارزان‌تر بودن آن‌ها اشاره کرد.

4. دیش استرلینگ

این دیش‌ها یک بازتابنده سهمی مستقل بوده که نور خورشید را در یک گیرنده متمرکز می‌کنند. دیش استرلینگ می‌تواند حرکت خورشید را ردیابی کرده و از آن برای گرم کردن مایع استفاده کند؛ سپس از موتور استرلینگ برای تولید برق استفاده می‌شود.

استیل، گزینه‌ای مناسب برای استفاده در پنل‌های خورشیدی

مزایای استفاده از استیل در صفحات خورشیدی

امروزه استفاده از استیل یا همان فولاد ضدزنگ در صفحات خورشیدی رونق بسیار زیادی پیدا کرده است. درواقع به تمام دانشمندان و کارشناسان ثابت شده است که استیل می‌تواند گزینه‌ای مناسب برای استفاده در پروژه‌هایی باشد که نیاز به تکنولوژی بالایی دارند. خواص طبیعی استیل آن را برای استفاده در نیروگاه‌ها و صفحات خورشیدی به یک گزینه بی‌همتا بدل کرده است. از مهم‌ترین خواصی که باعث شده تا کاربرد فولاد ضدزنگ در ساخت صفحات خورشیدی تا به این اندازه محبوبیت پیدا کند، می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• مقاومت در برابر خوردگی

استیل می‌تواند به‌سادگی در برابر خوردگی و شرایط جوی مقاومت بالایی داشته باشد. ازاین‌رو برای استفاده در نیروگاه‌هایی که در شرایط سخت کاری مانند محیط‌های دارای شن و ماسه، رطوبت و … قرار دارند، گزینه‌ای مناسب است.

• مقاومت در برابر حرارت‌های بالا

موادی که در صفحات خورشیدی مورداستفاده قرار می‌گیرند، باید بتوانند تا 500 درجه سانتیگراد را تحمل کنند. از سوی دیگر، قطعاتی که در پنل‌های آینه‌ای استفاده می‌شود، باید در برابر دماهای منفی بیابان‌ها نیز کارایی داشته باشند. به همین دلیل استفاده از استیل در صفحات خورشیدی می‌تواند کاربرد فراوانی به‌همراه داشته باشد. استنلس استیل توانایی حفظ عملکرد و خواص در دماهای بالا و همچنین دماهای پایین و شرایط برودتی را دارد.

• خواص ظاهری و کیفیت سطح

استنلس استیل دارای سطحی درخشان است و قابلیت فوقالعاده‌ای برای پرداخت و پولیش دارد. درضمن به دلیل مقاومت بالا به خوردگی کیفیت سطح خود را در بلند مدت حفظ می‌کند. بنابراین گزینه‌ای مناسب برای کاربرد در شرایطی است که بحت انعکاس و جذب نور مطرح است.

مقاومت قطعات ساخته‌شده از استیل در صفحات خورشیدی بالا است

• طول عمر بالا

استیل برای استفاده مادام‌العمر طراحی شده است. بیشتر نیروگاه‌های خورشیدی نیز برای اهداف بالای 30 سال ساخته می‌شوند. برای همین باید از آلیاژی استفاده کرد که مقاومت بالایی دارد، نمی‌شکند و خورده نمی‌شود.

• قیمت مناسب

استیل با توجه به خواصی و ویژگی‌هایی که دارد و پیش‌تر به آنها اشاره کوتاهی کردیم؛ قیمت مناسبی دارد. در مقایسه با خیلی از مواد و آلیاژهای جایگزین و با توجه به طول عمر بالای استیل، استفاده از این آلیاژها صرفه اقتصادی دارد و به راحتی برای چنین پروژه‌هایی توجیه پذیر است.

نتیجه‌گیری

نیروگاه‌های خورشیدی، راه‌حلی مطمئن برای تولید انرژی پاک در نظر گرفته می‌شوند. روزبه‌روز بر شمار کشورهایی که از چنین نیروگاه‌هایی برای تولید انرژی برق استفاده می‌کنند، افزوده می‌شود. در این نیروگاه‌ها نیاز است تا از آلیاژهایی استفاده شود که متناسب با شرایط سخت محیطی بوده و دوام طولانی مدتی داشته باشند. استیل به‌دلیل مقاومت بالا در برابر خوردگی، زنگ‌زدگی، نوسان حرارت و … می‌تواند گزینه‌ای مناسب در نظر گرفته شود؛ به همین دلیل است که امروزه استفاده از استیل در صفحات خورشیدی، رونق زیادی پیدا کرده است.