تامین برق شهر با یک توربین به اندازه میز

مجله دیجی کالا - زهرا غلامی: واحد تحقیق و توسعه‌ی شرکت جنرال الکتریک در حال آزمایش توربینی به اندازه‌ی یک میز است که می‌تواند برق مورد نیاز شهری کوچک متشکل از ۱۰ هزار خانه را تامین کند. این دستگاه با استفاده از «کربن دی‌اکسید ابربحرانی» (supercritical carbon dioxide) این مقدار نیرو را تولید می‌کند. در این توربین کربن دی‌اکسید در وضعیتی با فشار بسیار بالا و دمایی تا ۷۰۰ درجه‌ی سانتیگراد قرار دارد. در این وضعیت کربن دی‌اکسید نه حالت گازی دارد و نه حالت مایع. پس از اینکه کربن‌دی‌اکسید از این توربین عبور می‌کند، خنک شده و سپس دوباره متراکم می‌شود تا مجددا به سامانه بازگردد.


اندازه‌ی جمع و جور این دستگاه و اینکه می‌تواند به سرعت خاموش و روشن شود، آن را به ابزار خوبی برای ذخیره‌ی انرژی تبدیل می‌کند. خروجی برق این توربین هم‌اندازه‌ی یک توربین بخار بوده، اما اندازه‌ی آن یک دهم توربین بخار است. علاوه بر این، بازدهی آن در تبدیل گرما به الکتریسیته ۵۰ درصد است، در حالی که اکثر سیستم‌های بخار حدود ۴۰ درصد بازدهی دارند. سیستم‌های کربن‌ دی‌اکسید ابربحرانی به دلیل کیفیت بهتر انتقال حرارت و نیاز کمتر به تراکم از سیستم‌های بخار بازدهی بالاتری دارند.

ظرفیت تولید نمونه‌ی اولیه‌ی جنرال الکتریک ۱۰ مگاوات است، اما این شرکت امیدوار است که ظرفیت آن را به ۳۳ مگاوات برساند. این فناوری علاوه بر اینکه بازدهی بیشتری دارد، سرعت آن هم بیشتر است. در حالت عادی، حرارت ناشی از انرژی خورشیدی، انرژی هسته‌ای یا احتراق، اول در قالب نمک مذاب ذخیره می‌شود، سپس بعدا از آن حرارت برای راه‌اندازی فرایند تولید برق استفاده می‌شود.

از این شیوه‌ی ذخیره‌ی حرارتی می‌توان برای جوشاندن آب و تامین نیروی توربین بخار استفاده کرد. این پروسه برای یک سیستم بخار ۳۰ دقیقه زمان می‌برد در حالی که مدت زمان آن در توربین کربن دی‌اکسید بین یک تا دو دقیقه است. به همین دلیل این سیستم برای مواقعی که نیاز فوری به برق وجود دارد، بسیار مناسب است.

علاوه بر این، سیستم جدید جنرال الکتریک ممکن است از تعداد زیادی باتری بزرگ هم بهتر باشد. اگر چند ساعت به فرایند این عملیات اضافه شود، ذخایر داغ‌تر و بزرگ‌تری از نمک مذاب حاصل می‌شود که این از افزودن باتری‌های بزرگ‌ بهتر است. «داگ هوفر»، مهندس مسوول این پروژه می‌گوید: «در نهایت بهینگی و صرفه‌جویی عامل تعیین‌کننده است. در این مرحله، ما فکر می‌کنیم که بهینگی پروژه‌ی ما در مقایسه با باتری‌ها مساعدتر است.»