دانشمندان آلمانی بزرگ‌ترین سیستم خورشید مصنوعی جهان را روشن کردند

دانشمندان آلمانی بزرگ‌ترین سیستم خورشید مصنوعی جهان را روشن کردند
دانشمندان آلمانی سیستم نور جدید و قدرتمندی توسعه داده‌اند که قادر است با شدتی ۱۰ هزار برابر نور طبیعی خورشید، انرژی تولید کند. این دانشمندان امیدوارند، خورشید مصنوعی برای تولید انرژی‌های سازگار با محیط زیست مورد استفاده قرار گیرد.

این سیستم نوری فوق‌العاده قدرتمند که سیانلایت (Synlight) نام دارد، در مرکز هوافضای آلمان (DLR) در ناحیه یولیش در فاصله 14 کیلومتری غرب شهر کلن آلمان واقع شده است. دانشمندان مرکز هوافضای آلمان برای توسعه این سیستم خورشید مصنوعی از آرایه‌ای متشکل از 149 لامپ قوس کوتاه زنون بهره برده‌اند. از این نوع لامپ‌های قوس کوتاه معمولا در ساخت پروژکتورهای بزرگ سینما استفاده می‌شود.

هدف نهایی این آزمایش، توسعه سیستمی برای تمرکز نور طبیعی خورشید است
هدف نهایی این آزمایش، توسعه سیستمی برای تمرکز نور طبیعی خورشید است

محققان برای تست این خورشید مصنوعی، آرایه 350 کیلوواتی لانه‌زنبوری شکل را بر روی ورقه فلزی 20 در 20 سانتی‌متری متمرکز کردند. برنهارد هوفشمیت، مدیرعامل مرکز هوافضای آلمان، می‌گوید، این سیستم قادر به تولید حرارتی معادل 5432 درجه فارنهایت (3000 درجه سانتی‌گراد) است. سیستم خورشید مصنوعی سیانلایت، 14 متر ارتفاع و 16 متر عرض دارد.

محققان هم‌اکنون در حال آزمایش روش‌های مختلف برای تولید هیدروژن هستند. هیدروژن برخلاف بسیاری دیگر از سوخت‌ها، زمانی که می‌سوزد، منجر به انتشار گاز گلخانه‌ای کربن نمی‌شود و درنتیجه تأثیری در گرم شدن کره زمین ندارد. اما سوخت هیدروژنی به‌صورت طبیعی بر روی زمین به دست نمی‌آید.

بلکه برای این منظور نیاز به اعمال شرایط خاصی است. هنگامی‌که این آرایه نوری بر روی نقطه واحدی متمرکز می‌شود، دمای ورقه فلزی را تا 1475 درجه فارنهایت (800 درجه سانتی‌گراد) بالا می‌برد، پس‌ازآن به آن بخارآب پاشیده می‌شود. این ورقه فلزی با اکسیژن موجود در آب واکنش نشان می‌دهد و هیدروژن باقی می‌ماند. با حرارت بیشتر،  اکسیژن هم از فلز جدا می‌شود.

انرژی تولید شده در سیستم خورشید مصنوعی برای استخراج هیدروژن از بخار آب مورد استفاده قرار می‌گیرد.
انرژی تولید شده در سیستم خورشید مصنوعی برای استخراج هیدروژن از بخار آب مورد استفاده قرار می‌گیرد.

مورد دیگر اینکه هیدروژن، عنصری ناپایدار است. هیدروژن در حالت مایع، با یک‌دهم انرژی موردنیاز برای سوختن بنزین، مشتعل می‌شود. به‌این‌ترتیب، انرژی خطرناکی هم محسوب می‌شود و استفاده از آن نیازمند ایمنی بالای است. بااین‌حال، هیدروژن می‌تواند به‌عنوان سوخت اتومبیل‌ها و هواپیماها مورداستفاده قرار گیرد.

 خوشبختانه می‌توان با انجام اقداماتی از سوخت هیدروژن به‌عنوان یک سوخت امن استفاده کرد، همچون استفاده از مخازن تحت‌فشار بسیار بادوام. همچنین می‌توان با ترکیب این سوخت با مونوکسید کربن، سوخت نفت سفید سازگار با محیط‌زیست به دست آورد که می‌تواند در صنعت هوافضا و موشک‌ها مورد استفاده قرار گیرد.

محدودیت فعلی سیستم پیشرفته سیانلایت میزان مصرف برق است. این خورشیدی تنها در عرض 4ساعت، برقی معادل برق مصرفی معادل میانگین برق یک ‌خانه در سال را مصرف می‌کند. محققان به‌خوبی از این مسئله آگاه‌اند، آن‌ها امیدوارند، در نسخه‌های آینده سیانلایت، از انرژی خورشیدی تولیدشده به‌وسیله پنل های خورشیدی استفاده کنند.

این سیستم خورشید مصنوعی هنوز در مرحله آزمایشی قرار دارد، اما وقتی مرحله اثبات کانسپت را پشت سر بگذارد، سیانلایت در مقیاس کامل، یعنی 10 برابر بزرگ‌تر از مقیاس فعلی، برای کاربردهای صنعتی منبع انرژی بسیار مناسبی خواهد بود.

خورشید مصنوعی، سیانلایت پروژه‌ای از بخش تحقیقات خورشیدی مرکز هوافضای آلمان هوا است
خورشید مصنوعی، سیانلایت پروژه‌ای از بخش تحقیقات خورشیدی مرکز هوافضای آلمان هوا است

سیستم مشابهی توسط محققان موسسه پلی تکنیک فدرال لوزان (EPFL) در سوئیس مورد آزمایش قرار گرفته است. این سیستم متشکل از 18 منبع نوری در یک جفت دایره هم‌مرکز است. محققان موسسه پلی تکنیک فدرال لوزان از این سیستم نوری برای تبدیل و ذخیره‌سازی انرژی خورشیدی، آزمایش تجهیزات خورشیدی، اندازه‌گیری انتقال حرارت بین مواد مختلف و همچنین تجزیه‌وتحلیل مواد در حالت‌های خاص بهره می‌برند.

.

منبع: gizmodo



ارسال نظر