مقایسه برج‌ خورشیدی و آینه‌ سهموی

دو سیستم متداول خورشیدی یکی برج‌های خورشیدی یا هلیواستات و دیگری آینه‌های سهموی هستند. برج‌های خورشیدی با آئینه‌ها پوشیده شده‌اند که دارای دنبال کننده‌های دو محوره می‌باشند و نور را بر برج منعکس می کنند. مایع سیال این سیستم نمک مذاب و همچنین آب است و قابل ذخیره‌سازی انرژی را می‌توان در آنها پیاده سازی نمود. اما آینه‌های سهموی، آئینه‌های طویل و سهموی هستند که با تمرکز نور بر روی لوله‌ای حامل سیال روغن و آب به جذب حرارت خورشید می‌پردازد.

 

از مزایای سیستم برج خورشیدی می توان به بازدهی بالاتر، لوله کشی کمتر، واحد دریافت کننده ثابت، آئینه‌های تخت، ایده‌آل برای سیستم‌های هایبرید و منعطف در تعریف سیستم می‌باشند اما متاسفانه پیشینه صنعتی و رکورد داده وجود ندارد.

 

در سیستم آئینه‌های سهموی، سیستم یک سیستم تائید و تثبیت شده است و از دنبال کننده یک محوره استفاده می‌کنند اما درجه گرمای دریافتی پایین‌تر است و از آئینه‌های منحنی که که گرانتر هستند استفاده می‌کنند و به دلیل سنگینی سازه مفاصل سریعتر معیوب می‌شوند. در ادامه به دلیل استفاده از روغن با محیط زیست رابطه خوبی نخواهد داشت.

 

برج‌های خورشیدی به دلیل تمرکز نور شدیدتر حرارت بالاتر در نتیجه فشار سیال بالاتری ایجاد میکنند و در نتیجه دارای بازدهی بیشتری هستند و همچنین تا ۹۰ درصد مصرف آب را کاهش می‌دهند. البته در هر دو سیستم بخار آب و استفاده از توربین بخار برق تولید می‌شود. در شکل زیر می توان دید بر اساس تحقیقی که آزمایشگاه انرژی آمریکا انجام داده است تقریبا پارامترهای توربین بخار سیستم برجی و سهموی یکسان است در طول سال اما موضوع مهم ثبات این پارامترها در طول سال برای سیستم برجی و سینوسی بودن برای سیستم سهموی است که از تغییر زاویه تابش خورشید در فصول مختلف نشآت می‌گیرد.

 

طبق محاسبه آزمایشگاه انرژی آمریکا، سیستم سهموی در سال ۲۰۱۵ انرژی با هزینه ۱۶.۵ سنت برای هر کیلووات تولید میکند و سیستم برج خورشیدی انرژی با قیمت ۱۰.۴ سنت و این در سال ۲۰۲۵ به مراتب کمتر خواهد بود. مهمترین عامل قیمت کمتر سیستم برج خورشیدی درجه حرارت بالاتر و فشار سیال بالاتر می توان دانست. همچنین سیستم برجی به دلیل درجه حرارت بالاتر و ثبات در فصول مختلف دارای این امتیاز است که می توان سیستم ذخیره راحتتری برای آن طراحی کرد تا تهیه الکتریسیته در شب هم میسر باشد.