نیروگاه خورشیدی متمرکز، بررسی جامع فناوری CSP در ایران و جهان 2026
نیروگاه خورشیدی متمرکز (Concentrated Solar Power یا CSP) یکی از فناوریهای پیشرفته تولید برق از انرژی خورشیدی است که با تمرکز پرتوهای خورشید بر یک نقطه یا خط، حرارت بسیار بالایی تولید میکند و از طریق سیکل بخار یا موتورهای حرارتی، برق پایدار و قابل برنامهریزی (dispatchable) ایجاد مینماید.
این نیروگاه برخلاف سیستمهای فتوولتائیک (PV)، امکان ذخیرهسازی انرژی حرارتی را فراهم میآورد و میتواند برق را حتی پس از غروب آفتاب یا در روزهای ابری تأمین کند. این ویژگی منحصربهفرد، نیروگاه خورشیدی متمرکز را به گزینهای ایدهآل برای تأمین بار پایه و پیک در شبکههای برق تبدیل کرده است.
نیروگاه خورشیدی متمرکز در سال ۲۰۲۵ (۱۴۰۴ شمسی) با ظرفیت جهانی بیش از ۷٫۵ گیگاوات، نقش مهمی در تأمین انرژی پاک ایفا میکند. در ایران، با وجود پتانسیل بسیار بالای تابش مستقیم خورشیدی (DNI)، توسعه این فناوری محدودتر بوده اما پروژههای آزمایشی و برنامههای آینده نشاندهنده پتانسیل رشد آن است.
اصول کارکرد نیروگاه خورشیدی متمرکز
بر پایه تمرکز پرتوهای خورشید بر یک گیرنده حرارتی عمل میکند. سیستمهای CSP از مجموعه آینهها (هلیوستاتها، سهمویها یا لنزها) برای متمرکز کردن نور خورشید بر یک نقطه یا خط استفاده میکنند. این تمرکز، دمای سیال انتقال حرارت (مانند روغن حرارتی، نمک مذاب یا آب) را تا ۳۰۰ تا ۶۵۰ درجه سانتیگراد افزایش میدهد. حرارت تولیدشده برای تولید بخار به کار میرود و توربینهای بخار یا موتورهای استرلینگ را به حرکت درمیآورد تا ژنراتور برق تولید کند.
ویژگی کلیدی این نیروگاه، قابلیت ذخیرهسازی حرارت است. سیال گرمشده در مخازن ذخیره (معمولاً نمک مذاب با دمای ۵۶۵ درجه سانتیگراد) نگهداری میشود و میتواند تا ۱۵ ساعت (یا بیشتر) برق تولید کند. این ذخیرهسازی، نیروگاه خورشیدی متمرکز را از سایر فناوریهای خورشیدی متمایز میکند و امکان تأمین بار پایه را فراهم میآورد.
انواع اصلی نیروگاه خورشیدی متمرکز
در چهار نوع اصلی اجرا میشود:
۱. برج خورشیدی (Solar Power Tower)
در این نوع، صدها یا هزاران آینه هلیوستات (heliostat) پرتوهای خورشید را به گیرنده مرکزی در بالای برج متمرکز میکنند. دمای گیرنده میتواند به بیش از ۶۰۰ درجه سانتیگراد برسد. سیستمهای برج خورشیدی معمولاً از نمک مذاب بهعنوان سیال ذخیرهسازی استفاده میکنند. برج خورشیدی Gemasolar در اسپانیا (۱۹٫۹ مگاوات) با ۱۵ ساعت ذخیره، یکی از موفقترین نمونههاست.
۲. سهموی خطی (Parabolic Trough)
آینههای سهموی طولانی، پرتوها را بر لوله گیرنده خطی متمرکز میکنند. روغن حرارتی در لوله جریان دارد و حرارت را به مبدل بخار منتقل میکند. این نوع رایجترین فناوری CSP در جهان است و پروژههایی مانند SEGS در آمریکا (۳۵۴ مگاوات مجموع) از آن استفاده کردهاند.
۳. سهموی بشقابی با موتور استرلینگ (Dish Stirling)
هر بشقاب آینهای، پرتوها را بر موتور استرلینگ متمرکز میکند. این سیستمها راندمان بالایی (تا ۳۰ درصد) دارند اما در مقیاس کوچکتر (۱۰ تا ۲۵ کیلووات) اجرا میشوند.
۴. Fresnel خطی (Compact Linear Fresnel Reflector – CLFR)
آینههای تخت و متحرک، پرتوها را بر لوله گیرنده متمرکز میکنند. این فناوری ارزانتر از سهموی خطی است و در پروژههای آزمایشی مانند Liddell در استرالیا استفاده شده است.
در ایران، پروژه شیراز از نوع سهموی خطی و پروژه یزد (۱۷ مگاوات) از نوع سیکل ترکیبی با بخش CSP است.
مزایای فنی و عملیاتی نیروگاه خورشیدی متمرکز
مزایای منحصربهفردی دارد:
- تولید برق پایدار و قابل برنامهریزی: با ذخیره حرارتی، برق حتی پس از غروب یا در روزهای ابری تأمین میشود.
- راندمان بالا در مقیاس بزرگ: در سیستمهای هیبرید (با گاز طبیعی یا زیستتوده)، راندمان کلی تا ۴۰ درصد میرسد.
- عمر طولانی: عمر مفید ۳۰–۴۰ سال با کاهش حداقل عملکرد (کمتر از ۱ درصد در سال).
- چندمنظوره بودن: امکان تولید همزمان برق، گرمایش صنعتی، تصفیه آب یا هیدروژن سبز.
- کاهش انتشار کربن: هر مگاوات CSP سالانه حدود ۲۵۰۰ تن CO₂ کمتر تولید میکند.
در ایران، نیروگاه خورشیدی متمرکز میتواند به صرفهجویی در مصرف گاز طبیعی (بیش از ۵۶ میلیون مترمکعب به ازای هر ۱۰۰ مگاوات) کمک کند و منابع گازی را برای صادرات یا مصرف خانگی آزاد نماید.
کاربردهای عملی نیروگاه خورشیدی متمرکز در جهان و ایران
در جهان، این نیروگاه عمدتاً در پروژههای بزرگ مقیاس کاربرد دارد. پروژه Mohammed bin Rashid در دبی (۷۰۰ مگاوات) با ذخیره ۱۵ ساعته، برق شبانه تأمین میکند. در اسپانیا، Gemasolar (۱۹٫۹ مگاوات) با ۱۵ ساعت ذخیره، اولین نیروگاه CSP جهان بود که ۲۴ ساعته برق تولید کرد. در ایالات متحده، Ivanpah (۳۹۲ مگاوات) نمونهای از برج خورشیدی است. چین با بیش از ۱ گیگاوات ظرفیت CSP در حال توسعه، پیشرو در آسیا است.
در ایران، این نوع از نیروگاه محدودتر است اما پروژههای کلیدی وجود دارد:
- پروژه شیراز: ۲۵۰ کیلووات سهموی خطی، اولین CSP ایران (۱۳۹۰).
- پروژه یزد: ۱۷ مگاوات سیکل ترکیبی (CSP + گاز طبیعی)، بزرگترین در خاورمیانه تا ۱۴۰۴.
- پروژههای آزمایشی در کرمان و اصفهان با ظرفیتهای کوچکتر.
نیروگاه خورشیدی متمرکز در ایران برای صنایع پرمصرف (مانند فولاد، سیمان و معادن) و مناطق دورافتاده پتانسیل بالایی دارد. همچنین، ترکیب CSP با تصفیه آب شور یا تولید هیدروژن سبز، کاربردهای جانبی را گسترش میدهد.
پیشرفتهای اخیر فناوری CSP تا سال ۱۴۰۴
در جهان، ظرفیت CSP به بیش از ۷٫۵ گیگاوات رسیده و پروژههای جدید در عربستان، امارات و چین در حال اجرا هستند. پیشرفتهای کلیدی شامل:
- استفاده از نمک مذاب با دمای بالاتر (۶۵۰ درجه)
- ترکیب CSP با PV (هیبرید)
- کاهش هزینهها به کمتر از ۶ سنت بر کیلوواتساعت در پروژههای بزرگ
در ایران، تمرکز بیشتر روی PV بوده اما برنامههایی برای توسعه CSP در مناطق با DNI بالا (مانند یزد و کرمان) وجود دارد. پروژههای آزمایشی نشان میدهند که نیروگاه خورشیدی متمرکز در ایران میتواند با ذخیره حرارتی، برق پایدار تأمین کند.
چالشهای توسعه نیروگاه خورشیدی متمرکز در ایران
این نوع از نیروگاه در ایران با چالشهایی مانند هزینه اولیه بالا، نیاز به تابش مستقیم بالا، مصرف آب برای خنککاری (در برخی انواع) و کمبود تجربه فنی مواجه است. با این حال، با پیشرفت فناوری و کاهش هزینهها، این چالشها در حال رفع هستند.
سوالات متداول (FAQ) درباره نیروگاه خورشیدی متمرکز
۱. نیروگاه خورشیدی متمرکز چیست؟
فناوری تمرکز پرتوهای خورشید برای تولید حرارت و سپس برق از طریق توربین.
۲. تفاوت اصلی CSP با PV چیست؟
CSP قابلیت ذخیره حرارتی و تولید برق پایدار ۲۴ ساعته دارد.
۳. بزرگترین نیروگاه خورشیدی متمرکز جهان کدام است؟
Mohammed bin Rashid در دبی با ۷۰۰ مگاوات.
۴. آیا نیروگاه خورشیدی متمرکز در ایران اجرا شده است؟
بله، پروژههای شیراز و یزد نمونههای موجود هستند.
۵. مزایای اصلی نیروگاه خورشیدی متمرکز چیست؟
تولید برق پایه، ذخیرهسازی طولانیمدت و راندمان بالا در مقیاس بزرگ.
۶. هزینه نیروگاه خورشیدی متمرکز نسبت به PV چقدر است؟
بالاتر، اما با ذخیره حرارتی ارزش افزوده بیشتری دارد.
۷. آیا CSP در ایران پتانسیل دارد؟
بله، مناطق مرکزی و جنوبی با DNI بالا مناسب هستند.
۸. آینده نیروگاه خورشیدی متمرکز چگونه است؟
رشد با هیبرید CSP-PV و کاهش هزینهها.
نتیجهگیری: نیروگاه خورشیدی متمرکز، فناوری کلیدی برای انرژی پایدار
با قابلیت تولید برق پایه و ذخیرهسازی طولانیمدت، یکی از فناوریهای کلیدی برای آینده انرژی پاک است. در جهان، پروژههای بزرگ در خاورمیانه و چین نشاندهنده موفقیت CSP هستند و در ایران، پتانسیل بالای DNI و نیاز به برق پایدار، این فناوری را به گزینهای استراتژیک تبدیل میکند.
نیروگاه خورشیدی متمرکز نهتنها به کاهش وابستگی به سوختهای فسیلی کمک میکند، بلکه با کاربردهای جانبی مانند تصفیه آب و گرمایش صنعتی، چندمنظوره است. با پیشرفت فناوری و کاهش هزینهها، CSP میتواند نقش محوری در سبد انرژی ایران ایفا کند.
برای اطلاعات بیشتر یا مشاوره در زمینه توسعه نیروگاه خورشیدی متمرکز، با کارشناسان شرکت ره آورد آرا نیرو تماس بگیرید. آینده انرژی ایران پایدار و سبز است – با فناوریهایی مانند CSP.
