استخر خورشیدی

خورشید بزرگترین منبع انرژی در میان انرژی های تجدید پذیر است و این انرژی به فراوانی در همه ی قسمت های زمین قابل دسترسی است .

به گزارش برق نیوز،  به عقیده ی پژوهشگران یکی از راه های دستیابی به انرژی خورشیدی در مقیاس بزرگ استفاده از کلکتورهای خورشیدی است . یک نمونه از کلکتور های خورشیدی که با حداقل هزینه  می توان از آنها استفاده کرد استخر های خورشیدی بزرگ هستند که انرژی خورشید را بوسیله ی جذب هر دو جز مستقیم و پراکنده نور خورشید جمع اوری می کند.

به منظور کاهش قیمت تاسیسات گرمایی خورشیدی می بایست راههای اقتصادی تر برای جمع آوری و ذخیره ی انرژی اندیشیده شود ، برای این منظور استخر های خورشیدی بویژه استخر های خورشیدی با گرادیان نمک به عنوان یک منبع قابل اعتماد و ساده و راه حلی که برای سالهای زیادی پذیرفته شده است معرفی می گردد. دو نوع استخر خورشیدی وجود دارد : استخر با عمق کم و استخر های با گرادیان نمک.

در عمل استخر های خورشیدی با گرادیان ( تغییرات ) نمک شامل 3 لایه یا منطقه می باشند:

1-  منطقه ی با سطح جابه جایی که آب کم نمک است و ضخامت آن نسبتا کم می باشد و این لایه را لایه ی بالایی یا سطحی(Upper Convection Zone) می نامند.

2-لایه ی میانی(Non convection zone) که منطقه ی غیر جابه جایی یا منطقه ی گرادیان نمکی است ، که غلظت نمک با عمق افزایش می یابد و ضخامت آن بیشتر از لایه ی بالایی است .

3-  لایه ی پایینی(Lower Convection Zone) که منطقه ی ذخیره یا منطقه ی جا به جایی پایینی می نامند که بطور یکنواخت غلظت بالایی از نمک ( در حد اشباع یا نزدیک به آن ) دارد . در این منطقه گرما ذخیره شده و ضخامت آن قابل مقایسه با لایه NCZ است . آب نمکین سنگین تر از آب تازه با آب خالص است بنابراین در کف استخر قرار می گیرد.

سیستم استخر های خورشیدی قادر به ذخیره ی گرما است زیرا سیرکولاسیون بوسیله ی اختلاف دانسیته که مربوط به مقدار نمک در لایه های آب است متوقف می شود و به این ترتیب لایه گرادیانی یا NCZ مانع جابه جایی آب گرم به سطح می شود . بنابراین اگر چه انرژی خورشیدی می تواند در کل عمق استخر نفوذ کند ولی نمی تواند از منطقه ی ذخیره فرار کند.

درجه حرارت در منطقه ی UCZ مساوی یا نزدیک درجه حرارت محیط می باشد . در منطقه LCZ درجه حرارت می تواند به 90 درجه سانتیگراد نیز برسد ( در بعضی اوقات حتی بیشتر ) . LCZ در نرخی متناسب با تابش خورشیدی ورودی گرم می شود و نسبت معکوس با ضخامتش دارد . ( یعنی هر چه ضخامتش بیشتر باشد : کمتر گرم می شود ) درجه حرارت منطقه ی ذخیره LCZ وابسته به فاکتور های متعددی همچون شدت و مدت تابش خورشیدی ، ضخامت NCZ ، درجه ی حرارت محیط و پایداری گرادیان آب نمک است.

رنج مساحت سطح استخر از 1 تا 100 میلیون متر مربع و عمق آن از 2 تا 4 متر است . در این نوع استخر ها معمولا وسیله ای برای جلوگیری از ایجاد موج روی سطح شناور می شود.

کاربرد های استخر خورشیدی

کاربرد های بسیاری در استفاده از استخر های خورشیدی وجود دارد ، مانند :
-  تامین انرژی برای پروژه های نمک زدایی
-  تامین گرما برای گلخانه ها و استفاده از هوای گرم برای خشک کردن الوار ها ، ماهی و محصولات کشاورزی که نیاز به درجه حرارت کم می باشد
-  استفاده از گرمای استخر خورشیدی در سیستم های سرمایش جذبی برای نگه داری مواد غذایی فاسد شدنی و مواد دارویی مانند واکسن ها در درجه حرارت پایین
-  استفاده از گرمای استخر خورشیدی در پروسه های صنعتی مانند استفاده از آب گرم در صنعت نساجی و صنایع غذایی
-  استفاده از گرمای استخر خورشیدی برای تولید برق

پروژه ی استخر خورشیدی El Paso در تگزاس امریکا

یک پروژه ی تحقیقاتی توسعه ای و نمایشی است که بوسیله ی دانشگاه تگزاس در El Paso در 1983 پایه گذاری شد . این پروژه از 1985 شروع به کار کرده است و به طور موفقیت آمیزی نشان داده است که گرمای پروسه های صنعتی ، تولید برق و آب شیرین را می تواند در جنوب غربی آمریکا با استفاده از تکنولوژی استخر تولید کند.

این پروژه ثبت درجه حرارت های نزدیک درجه حرارت جوش، توسعه وآزمایش های روش های جدید ایجاد گرادیان نمک و مدیریت و نمایش موفقیت آمیز و عملی مفهوم استخر دوره ای را در سابقه ی خودش داراست.

پروژه های استخر خورشیدی در ایران

در ایران نیز پروژه های استخر خورشیدی مورد بررسی قرار گرفته و کارهای متعددی که بیشتر جنبه ی تحقیقاتی داشته است انجام شده که می توان به موارد زیر اشاره نمود :

-  استخر خورشیدی کوچک با گرادیان نمک به مساحت متوسط 1.8 متر مربع در دانشکده ی ژئوفیزیک دانشگاه تهران
-  استخر خورشیدی با گرادیان نمک به عمق 1.08 متر و به مساحت 4 متر مربع در دانشگاه فردوسی مشهد