وتشغل الطاقة الشمسية المركزة (]CSP]) مكاناً متميزاً في مشهد الطاقة المتجددة، وخلافاً لألواح الفولطية الضوئية التي تحول ضوء الشمس مباشرة إلى الكهرباء، تستخدم شركة CSP مرايا أو عدسات لتركيز الضوء الشمسي على جهاز استقبال لتوليد الحرارة العالية، وتحتوي الطاقة الحرارية على ترسبات تقليدية.

ومع زيادة شبكات الكهرباء العالمية حصتها من المتجددات المتغيرة مثل الرياح وفولاذ الطاقة الشمسية، تصبح الحاجة إلى الطاقة النظيفة المرنة والمطلوبة على الطلب أمرا بالغ الأهمية، ويمكن أن توفر هذه الشبكة، بالاقتران مع تخزين الملح المغنطيسي، الكهرباء لمدة 10-15 ساعة بعد غروب الشمس، مما يجعلها بديلا مباشرا لمصانع ذروة الوقود الأحفوري وميسرا رئيسيا لشبكات التغلغل التي تجدد في المستقبل، وتدرس أحدث الابتكارات التكنولوجية،

التقدم الخلقي في تكنولوجيا نظام المعلومات الاستراتيجية

والنباتات الحديثة في نظام المعلومات المسبقة عن علم هي بُكاء بعيد عن أول منشآت تجارية في دير موجاف كاليفورنيا في الثمانينات، وتستفيد نظم اليوم من عقود من علوم المواد، ونظام المراقبة، والتحسينات الهندسية الحرارية، وتندرج ناقلات الابتكار الرئيسية في عدة فئات.

المُحَرِّفين والمستقبلين

إن قلب أي مصنع من محطات نظام المعلومات الاستراتيجية هو ميدانه الشمسي، وقد تركزت التطورات الأخيرة في مواد المفكر على مدى القابلية للتحمل والأداء البصري، حيث أن المعاطف المضادة للتربة والزجاج المنظف ذاتيا تقلل من استهلاك المياه اللازم للحفاظ على التأمل، وهو ميزة حرجة في المناطق القاحلة حيث يتم تحديد موقع نظام التصنيف المركزي للجسيمات، وتستخدم الآن أجهزة الترم الخفيف ذات المقاييس المتوسطة التي تحقق نتائجها في عام 94.

Thermal Energy Storage: The Game-Changer

أما المميز الأكبر لـ " CSP " مقابل PV فهو قدرته على تخزين الطاقة الحرارية بسعر رخيص وبمقياس. كما أن مخزن الملح المتحرك هو مزيج من نترات الصوديوم ونترات البوتاسيوم الأقل حجماً (الثانية عشرة) التي تستخدم فيها أجهزة تخزين متطورة (الثانية والدقيقة) (الحد الأدنى من درجات الحرارة في المميتة) (الخامسة والدقيقة: 1)

مركبات ثنائي الفينيل متعدد الكلور

وربما يكون أكثر انجازات الكفاءة واعدة هو الانتقال من دورات البخار إلى ثاني أكسيد الكربون فوق درجة حرارة (SCO2) برايتون (CCO2)

النظم الهجينة لنظام CSP-PV

ويتزايد عدد مطوري المشاريع الذين يتشاركون في موقع الخطة الاستراتيجية القطرية مع صفائف كبيرة من الفول السوداني لإنشاء محطات هجينة تحقق أقصى قدر من الاقتصاد وإمكانية الإرسال، وفي ضوء النهار، توفر الطاقة المنخفضة التكلفة، بينما تشحن الخطة الاستراتيجية المركزية تخزينها الحراري، بينما تُخزن محطات الغاز المحتوية على الغازات السائلة في الهواء الطلق، وتُدرج في هذه الحالات عوامل الوزن المنخفض Atacama[FT]

التوقعات العالمية المتعلقة بدمات السوق ونشرها

وبعد تباطؤ في منشآت جديدة في إطار برنامج دعم البرامج القطرية بين عامي 2015 و2020-وبشكل رئيسي بسبب الانخفاض السريع في التكلفة في الطاقة الشمسية - ويعاد نمو السوق، مدفوعاً بالولايات المتعلقة بالسياسات المتعلقة بمصادر الطاقة المتجددة والموثوقية على الشبكة، ووفقاً لـ ] الوكالة الدولية للطاقة المتجددة ، بلغت القدرة العالمية لنظم البرامج الاستراتيجية العالمية نحو 6.5 غيغاواط بحلول نهاية البناء.

بؤر ساخنة إقليمية

MLT: MFLT: Middle East and North Africa (MENA)) benefit from direct normal irradiance (DNI) levels exceeding 2,500 kWh/m2/year-the highest in the world. Countries like Morocco (Noor complex), Saudi Arabia (planned Giawat-scale projects), and the United Arab Emirates (Shams and forthcoming NoPVi)

اتجاهات التكاليف والإسقاطات المتعلقة بمنطقة البحيرات الكبرى

قبل عقد من الزمن، كان لمصانع CSP أن تبلغ من العمر 0.15 إلى 0.25 دولار/كيلوواط، واليوم، مع وجود أحجام أكبر من النباتات (100 إلى 200 ميغاواط)، وتحسين تكامل التخزين، ومبادرة OM إلى أقصى حد، انخفضت قيمة الـ 0.08 دولار/كيلوواط بالنسبة للتشكيلات التي تبلغ 8-12 ساعة من التخزين.

آليات دعم السياسات والتمويل

ونظراً لأن الخطة الاستراتيجية القطرية تعتمد اعتماداً كبيراً على اتفاقات شراء الطاقة الطويلة الأجل، أو تعريفات التغذوية (المركبات الصغيرة والأسلحة الخفيفة)، أو المناقصات التي تنطوي على أقساط للإرسال، فإن المغرب وجنوب أفريقيا والصين قد استخدموا أدوات التمويل التقني بشكل فعال، وقد بدأ صندوق الابتكار التابع للاتحاد الأوروبي ومختلف مصارف الاستثمار الأخضر في تقديم قروض وضمانات ميسرة.

التغلب على التحديات المستمرة

وعلى الرغم من مزاياها، تواجه اللجنة عقبات حقيقية تحد من الانتشار بالنسبة للنفاذ والرياح، وتتطلب معالجة هذه العقبات ابتكاراً محدد الأهداف وتصميماً للسياسات.

كثافة رأس المال واستخدام الأراضي

وتتحمل محطات نظام الأفضليات المعمم تكاليف رأسمالية عالية - تتراوح بين ضعفين وأربعة أضعاف ما تنتجه مزرعة متطورة مماثلة لكل وعاء مركب، ويعود ذلك جزئيا إلى تعقيد الحقل الشمسي (المرايا المثبتة بدقة، والرق، والمبادلات الحرارية) وإلى الحاجة إلى أرض كبيرة ومسطحة ذات قدرة عالية على الخفض، وقد يتطلب إنشاء محطة تراولة تبلغ ٠٠٣ و٠٠٥ هكتار، بينما تبلغ مساحة مليتها الكلية ٠٠٠ ٥٠٢.

استهلاك المياه

وتستهلك النباتات التقليدية التابعة لبرنامج دعم البرامج التي تستخدم نظماً للعزل الرطب كميات كبيرة من المياه (تصل إلى 500 3 لتر لكل ميغاواط) لتكثيف البخار وغسل المرايا، وهذا يؤدي في المناطق الجافة إلى تضارب في الزراعة والإمدادات البلدية، وتشمل الحلول التبريد الجاف للمياه، مما يقلل استهلاك المياه بنسبة 90 في المائة، ولكن يضاف التكاليف ويقلل من الكفاءة (وبخاصة في التنظيف المبرد والماء الساخن).

العمليات والتعقيد في الصيانة

وتتطلب النظم الحرارية العالية الحرارة موظفين ذوي مهارات لصيانة المضخات والصمامات وأجهزة سائل نقل الحرارة وخزانات التخزين.() ويُعتبر تدهور قوة العمل البشرية، وحماية الملح المميت، وترسيخ الصعاب، مسائل مستمرة.() ويُستعان بالرصد عن بعد، والتنبؤات التحليلية، والتشغيل الآلي، تكاليف الصيانة الآلية للمراة (OM)، مثلا، تخفض الاحتياجات من المحركات الآلية العاملة والمصانع الآلية.()

المنافسة من البطاريات ومناجم PV-Plus-Storage

وقد أدى الانخفاض السريع في تكاليف بطارية الليثيوم -يون - من أكثر من 000 1 دولار/كيلوواط في عام 2010 إلى أقل من 140 دولاراً/كيلوواط في عام 2024 - هكتار إلى جعل نظم البوليتروجين متعدد الأطياف منافساً مباشراً للتخزين القصير الأجل (ساعتان إلى 4 ساعات) وتصبح البطاريات التي تستهلك فترات زمنية أطول مدة طويلة (ثماني ساعات إلى 16 ساعة) حيث تصبح البطاريات ذات قيمة باه رخيصة.

الابتكارات بشأن الأفق

ويمكن أن تزيد عدة حدود بحثية من تعزيز اقتراح قيمة برنامج دعم البرامج.

أجهزة نقل متطورة لنقل المياه وأجهزة نقل حرارية

ويمكن أن تعمل الفلزات السائلة مثل الصوديوم وخامات البيوت في درجات حرارة تزيد عن 800 درجة مئوية دون تحلل، مما يتيح دورات الطاقة العالية الكفاءة، ويمكن أن تؤدي السائلات المحتوية على جسيمات النانوبات المعلقة إلى تعزيز السلوك الحراري بنسبة تتراوح بين 20 و40 في المائة، ويمكن أن يؤدي التخزين الحراري باستخدام ردود الفعل الكيميائية القابلة للتداول (مثلاً، دورات إعادة التحلل التي تُعدُّد فيها كميات من ثاني أكسيد الكربون)

إنتاج الوقود الشمسية

ويمكن استخدام الحرارة العالية الحرارة في نظام CSP في قيادة العمليات الحرارية الكيميائية لإنتاج الهيدروجين الأخضر عن طريق تقسيم المياه، أو توليد الغاز التوليفي (الغازات العالية) من ثاني أكسيد الكربون والطريق المائي إلى الوقود التركيبي (الوقود الإلكتروني) في الطيران والشحن، وعلى سبيل المثال، فإن مشروع Sun إلى الوقود السائل [الشمس المركزة: 1] في أوروبا قد يُظهر إيراداتها.

نظام الأفضليات المعاصر والصغيرة

ومعظم محطات نظام الأفضليات المعينة الحالية هي من مصادر الطاقة (50-200 ميغاواط) ويمكن أن تخدم نظم النظام الموحد للمرافق، المزودة بمقياس 1-20 ميغاواط، الطلب على الحرارة الصناعية، وعمليات التعدين، والشبكات المعزولة.

التوقعات والاستنتاجات الاستراتيجية

وليس نظام الأفضليات المعمم حلا عالميا، ولكنه حل حرج بالنسبة لتطهير شبكات الكهرباء والعمليات الصناعية من عمق الكربون، ونظرا لأن حصة المتجددات المتغيرة تزيد على 80 في المائة، فإن الحاجة إلى تخزين طويل الأجل ومرسل يمكن أن تصبح حادة، ويمكن أن يوفر نظام الأفضليات المعزوة للتخزين الحراري (15-20 ساعة) الكهرباء الخالية من الكربون في القاعدة 24/7، وهو مهرجان لا يمكن أن يضاهيه من حيث أسعار البولي فولطية الحالية لأكثر من 4 إلى 6 ساعات.

ويتطلب المسار إلى الأمام مواصلة الاستثمار في مجال البحث والتطوير، وخفض التكاليف عن طريق منحنى التعلم وتوسيع نطاق التصنيع، ووضع سياسات داعمة تقدر إمكانية الإرسال والقدرة الثابتة، والمشاريع المشتركة بين مطوري برنامج دعم البرامجيات وبرمجيات الطاقة، فضلا عن التكامل مع إنتاج الهيدروجين الأخضر، هي نماذج تجارية واعدة، وبالنسبة للبلدان ذات الموارد الشمسية الاستثنائية والحاجة إلى أمن الطاقة المحلية، فإن نظام الأفضليات المعمم هو فئة من الأصول لا ينبغي تجاهلها.

وباختصار، فإن مستقبل برنامج دعم البرامجيات مشرقة ومجازفة، ومع ما ثبت من الموثوقية، وانخفاض التكاليف، وقدرات التخزين الفريدة، فإنه يستعد لاحتلال حصة كبيرة من مزيج الطاقة العالمي للفترة ٢٠٣٠-٢٠٥٠، وتبني ابتكارات اليوم الأساس لشبكة الطاقة التي تحركها الطاقة الشمسية، وهي ليست نظيفة فحسب، بل أيضا مرنة ومتاحة دائما.