حل متكامل للطاقة الشمسية الحرارية المركزة والتخزين والهيدروجين

تجميع حراري شمسي مركّز، تخزين حراري، توليد طاقة وهيدروجين

نظرة عامة

يستخدم نظام الطاقة الشمسية الحرارية المركزة والتخزين والهيدروجين الطاقة الشمسية المركزة كمصدر حراري نظيف. تقوم مجمعات أحواض القطع المكافئ أو مجمعات فرينل الخطية بالتقاط الطاقة الحرارية الشمسية لتسخين الزيت الحراري أو الأملاح المنصهرة بغرض التخزين الحراري، مما يتيح خرجاً مستمراً ومستقراً للحرارة والبخار على مدار الساعة. يمكن للنظام إما إمداد الحرارة مباشرة (بكفاءة تتراوح بين 40% و50%) أو تشغيل مولدات توربينية لتوليد الطاقة الكهربائية (بكفاءة تتراوح بين 22% و25%)، إلى جانب إنتاج الهيدروجين الأخضر بشكل مستقر عبر التحليل الكهربائي للماء. وبهذا يحقق النظام تكاملاً متعدداً للطاقة يشمل الطاقة الشمسية والحرارة والكهرباء والهيدروجين. وبالمقارنة مع محطات الطاقة الشمسية الحرارية المركزة التقليدية، فإن إضافة إنتاج الهيدروجين تعزز الجدوى الاقتصادية والمرونة التشغيلية بشكل أكبر. يُعد النظام مثالياً للمناطق المرتفعة الباردة، والمناطق النائية، ومشاريع الطاقة الوطنية واسعة النطاق، وتطبيقات الحرارة الصناعية.

 
 
 

المكونات الأساسية للنظام

حقل المجمعات الشمسية الحرارية المركزة: مرايا قطع مكافئ ذات أحواض أو مرايا فرينل الخطية، مع تتبع شمسي عالي الدقة أحادي المحور، ونسبة تركيز تتراوح بين 70 و80 ضعفاً، وكفاءة تجميع تتراوح بين 60% و65%.

نظام التخزين الحراري: تخزين بخزانين للأملاح المنصهرة (نترات ثنائية: 60% نترات الصوديوم + 40% نترات البوتاسيوم)، نطاق تشغيل حراري من 290 إلى 565 درجة مئوية، ومدة تخزين تتراوح بين 8 و12 ساعة.

نظام التبادل الحراري وتوليد البخار: مبادل حراري زيت-ملح مع مولد بخار لتحويل الطاقة الحرارية عالية الحرارة إلى بخار محمص.

نظام التوربينات والمولدات: وحدة توربينية بخارية تكثيفية مع إعادة تسخين، بمواصفات بخار رئيسي عند درجة حرارة 380-395 مئوية وضغط 100-120 بار، وكفاءة توليد طاقة تتراوح بين 22% و25%.

نظام إنتاج الهيدروجين: تحليل كهربائي للماء باستخدام الطاقة النظيفة المستقرة لإنتاج الهيدروجين الأخضر.

الأنظمة المساعدة: تتبع حراري كهربائي للحماية من التجمد، ومكثف مبرد بالهواء (للمناطق الجافة)، وغلاية مساعدة (للتشغيل الأولي وفترات الإشعاع الشمسي المنخفض).

المعايير الفنية

Parameter Specification Description
CSP Collection Efficiency 60%–65% (trough/Fresnel system)
Direct Heating Efficiency 40%–50%
Thermal-to-Power Efficiency 22%–25% (reheat cycle)
Thermal Storage Duration 8–12 hours (customizable)
Molten Salt Operating Range 290°C–565°C
Molten Salt Composition Binary nitrate (60% NaNO₃ + 40% KNO₃)
Main Steam Parameters 380°C–395°C / 100–120 bar
Cooling Method Air-cooled (for arid/water-scarce regions)
Receiver Tube Max Temperature 600°C (TRX aerospace-grade coating technology)
Concentration Ratio 70–80x
Tracking Accuracy ≤0.1°

المزايا الأساسية

كفاءة حرارية عالية

تسخين مباشر بنسبة 40-50%، وكفاءة تجميع 60-65%، متجاوزة أنظمة الطاقة الشمسية الحرارية المركزة التقليدية.

تخزين طويل الأمد ومستقر

تخزين بالأملاح المنصهرة لمدة 8-12 ساعة، مما يتيح تشغيلاً مستمراً على مدار الساعة.

تكامل متعدد للطاقة

إمداد مشترك بالحرارة والكهرباء والهيدروجين، مما يعظم عوائد المشروع.

ملاءمة للبيئة الصحراوية

تصميم مكيف لدرجات الحرارة المرتفعة والعواصف الرملية، مع تقنيات تنظيف آلي وتبريد جاف. متوافق مع معايير SASO/SABER ومتطلبات القيمة المحلية (LC/ICV).

سيناريوهات التطبيق

National-Large-Scale-Energy-Projects.jpg

مشاريع الطاقة الوطنية واسعة النطاق

jimeng-2026-04-14-8713-1.National-Large-Scale-Energy-Projects2.jpg

إمداد الحرارة والهيدروجين للمجمعات الصناعية

Urban-District-Heating-Cold-High-Altitude-Areas.jpg

تدفئة المناطق الحضرية (المناطق الباردة والمرتفعة)

Large-Hydrogen-Production-Refueling-Hubs.jpg

مراكز إنتاج الهيدروجين الكبيرة ومحطات التزود به