Güneş enerjisi kulesi veya güneş kulesi, güneş enerjisini daha güçlü bir yenilenebilir enerji kaynağı haline getirmenin bir yoludur.
Güneş kuleleri bazen heliostat enerji santralleri olarak da adlandırılır çünkü güneşi kulede toplamak ve odaklamak için bir alana yerleştirilmiş hareketli aynalar (heliostatlar) kullanırlar.
By Koza1983 - wikimedia.org
Güneş enerjisini yoğunlaştırarak toplayan güneş kuleleri bir tür yenilenebilir enerji olarak kabul edilir. Güneş kuleleri, konsantre bir güneş enerjisi (concentrated solar power CSP) sistemi oluşturabilen bir tür güneş teknolojisidir.
Güneş Enerjisi Endüstrileri Birliği'ne göre, ABD'deki CSP tesisleri yaklaşık 1.815 megawatt enerji kapasitesine sahip.
Güneş kulesi nasıl çalışır?
Güneş bir güneş kulesinin heliostat alanında parladığında, bilgisayar kontrollü aynaların her biri güneşin konumunu iki eksende izler. Heliostatlar, gün boyunca, o ışığı kulenin tepesindeki bir alıcıya verimli bir şekilde odaklayacak şekilde ayarlanır.Grafik: Enerji Verimliliği ve Yenilenebilir Enerji Ofisi / ABD Enerji Bakanlığı
Heliostatlar olarak bilinen büyük, düz, güneş takip aynaları güneş ışığını bir kulenin tepesindeki bir alıcıya odaklar. Alıcıda ısıtılan, ısı transfer sıvısı, buhar üretmek için kullanılır, bu da geleneksel bir türbin jeneratöründe elektrik üretmek için kullanılır.
Güneş kuleleri ilk versiyonlarında suyu ısıtmak için güneşin odaklanmış ışınlarını kullanıyordu ve ortaya çıkan buhar elektrik üretmek için bir türbine güç veriyordu.
Daha yeni modeller artık %60 sodyum nitrat ve %40 potasyum nitrat dahil olmak üzere sıvı tuzların bir kombinasyonunu kullanıyor. Bu tuzlar sudan daha yüksek bir ısı kapasitesine sahiptir, bu nedenle bu ısı enerjisinin bir kısmı türbinleri tahrik eden suyu kaynatmak için kullanmadan önce depolanabilir.
Bu yüksek çalışma sıcaklıkları daha fazla verimlilik sağlıyor, bu da bulutlu günlerde bile bir miktar güç üretilebileceği anlamına geliyor. Bir çeşit enerji depolama cihazı ile birleştiğinde, güneş kuleleri 24 saat güvenilir enerji üretebilir.
Güneş kulelerinin olumlu ve olumsuz çevresel etkileri
By afloresm - wikimedia.org
Kömür veya doğal gaz tesisleri gibi fosil yakıt yakan santrallerle karşılaştırıldığında, enerji üretim sürecinde tipik olarak oluşturulan hava kirliliği, su kirliliği veya sera gazları yoktur.
Ancak, bir güneş kulesinin inşasında, tıpkı başka tipte bir elektrik santralinde olduğu gibi, bazı emisyonlar oluşuyor. Çünkü inşaat malzemelerinin araziye taşınması ve inşa edilmesi gerekiyor ki bunların hepsi de genellikle fosil yakıt enerji kullanımını gerektirir.
Olumsuz çevresel etkiler diğer enerji santrallerine benzer: Santralin bileşenlerini yapmak için bazı toksik malzemeler kullanılır (bu durumda fotovoltaik hücreler).
Yeni bir santral için araziyi temizlediğinizde, orada yaşayan hayvanlar ve bitkiler etkilenir ve yaşam alanları tahrip olur.
Ancak bu etkilerin bir kısmı yerel bitkiler ve hayvanlar üzerinde minimum etkisi olan bir yer seçerek hafifletilebilir. Güneş kuleleri genellikle doğası gereği biraz kırılgan olan çöllerde inşa edilir, bu nedenle işletme ve inşaatta özel dikkat gösterilmelidir.
Bazı güneş kuleleri hava soğutmalıdır, ancak diğerleri soğutma için yeraltı suyu veya mevcut yüzey suyu kullanır.
Su diğer elektrik santrallerinde olduğu gibi zehirli atıklarla kirlenmez ancak su hala kullanılmaktadır ve bu yerel ekosistemi etkiler.
Bazı güneş kuleleri ayrıca heliostatları ve diğer ekipmanları temizlemek için suya ihtiyaç duyabilir. (Bu aynalar tozla kaplanmadığında ışığı konsantre etmek ve yansıtmak için en iyi sonucu verir.)
ABD Enerji Bilgi Merkezi'ne göre, "güneş enerjisi sistemleri ısıyı aktarmak için potansiyel olarak tehlikeli sıvılar kullanır." Bu kimyasalların fırtına veya diğer olağandışı durumlarda çevreye yayılmamasını sağlamak önemlidir.
Güneş enerjisi kulelerine özgü diğer bir sorun kuş ve böcek ölümleridir.
Heliostatların ışığı ve ısıyı yoğunlaştırma yolu nedeniyle, kuleye iletilirken ışından uçan herhangi bir hayvan yüksek sıcaklıklarla yanacak veya ölecektir. Kuş ölümlerini en aza indirmenin basit bir yolu, kuleye aynı anda dörtten fazla aynanın hedeflenmemesini sağlamaktır.
Dünyadaki güneş kuleleriİlk güneş kulesi, ABD Enerji Bakanlığı için Sandia National Laboratories tarafından işletilen National Solar Thermal Test Facility (NSTTF) idi. 1979 yılında enerji krizine bir yanıt olarak inşa edilen tesis, bugün hala bilim insanlarına ve üniversitelere eğitim almaya açık bir test tesisi olarak faaliyet göstermektedir.
İlk ticari güneş enerjisi kulesi, Mohave Çölü'nde 1982'den 1988'e kadar uzanan Solar One kulesi oldu. Akşam için biraz enerji depolayabilse de (sabah çalışmaya başlamak için yeterli), verimli değildi, bu yüzden Solar Two olacak şekilde değiştirildi.
2009 yılında Sierra Sun Tower, Kaliforniya'nın Mojave Çölü'nde inşa edildi ve 5 megawatt kapasitesi, çalışırken CO2 emisyonlarını yılda 7.000 ton azalttı. Bir model olarak inşa edildi, ancak 2015 yılında işletilmesi pahalı olduğu için kapatıldı.
ABD dışında, güneş kulesi projeleri arasında İspanya'nın Seville yakınlarındaki 11 MW güç üreten ve 300 MW üretmeyi amaçlayan daha büyük bir sistemin parçası olan PS10 güneş enerjisi santrali yer alıyor. 2007 yılında inşa edilmiştir.
2008 yılında inşa edilen Almanya'nın deneysel Jülich güneş kulesi, ülkenin bu teknolojiyi kullanan tek tesisidir. 2011 yılında Alman Havacılık ve Uzay Merkezi'ne satıldı ve kullanımda.
Kaynak: mnn.com
Editor - yesilodak.com