ابتكاراتنا

نظام طاقة شمسية مركزة مبتكر مع نظام استعادة الحرارة.

وسيتم تطوير دورة مبتكرة للطاقة الشمسية المركزة باستخدام مزيج ثاني أكسيد الكربون جنبًا إلى جنب مع نظام استعادة الحرارة لاستخدام الحرارة المهدرة لمحطة الطاقة الشمسية المركزة في تشغيل محطة تحلية المياه. وسيتم اختبار التقنية الجديدة لمدة عام واحد في الموقع التجريبي لمحطة الطاقة الشمسية المركزة الموجودة في جامعة الملك سعود بالرياض.

وسيضمن مخطط التكامل إمكانية الجمع بين الدورات عالية الأداء للوصول إلى إنتاج عالي من الماء النقي والكهرباء.

      نظام تحلية المياه المدمج للتناضح الأمامي والتقطير الغشائي.

      بالتوازي مع ذلك، فإن نظام تحلية المياه المبتكر الذي يجمع بين التناضح الأمامي والتقطير الغشائي، باستخدام حل السحب، سوف يستغل الحرارة المهدرة المستردة من محطة الطاقة الشمسية المركزة لتحلية المياه، وإنتاج مياه عذبة ذات تأثير بيئي منخفض وزيادة استغلال الطاقة الشمسية.

      دورة اقتران تكيفي لتحسين النظام بشكل مثالي.

      أخيرًا، سيقوم الشركاء بتطوير نظام تحكم مُكيَّف لإدارة الإنتاج المستمر للمياه العذبة أثناء تشغيل محطة الطاقة الشمسية المركزة.

      دورة طاقة مبتكرة تتكيف مع الجيل القادم من محطات الطاقة الشمسية المركزة.

      يعالج هذا المشروع الجيل الجديد من دورات الطاقة الشمسية المركزة. يصبح سائل العمل قائمًا على ثاني أكسيد الكربون ويتم تكييف الآلات التوربينية مع مستويات جديدة من درجات الحرارة والضغط. سيتم تكييفها مع محطات الطاقة الشمسية المركزة المستقبلية. سيقترح النظام دورة طاقة مبتكرة حيث يتم استهداف مزيج ثاني أكسيد الكربون فوق الحرج باعتباره الجيل التالي من سوائل العمل.

      فوائد هذه الابتكارات هي:

      1) مستويات درجة حرارة قابلة للتكيف مع المتطلبات من ناحية الدمج.

      2) آلات توربينية أصغر. أي : تكاليف أقل.

      سيتم تركيب دورة الطاقة الجديدة في جامعة الملك سعود ومقارنتها بالدورة الحالية. سيتم إعادة توجيه الحرارة المستردة عبر المبادل الحراري النهائي لتشغيل عملية تحلية المياه.

      دورة اقتران تكيفي لتحسين النظام بشكل مثالي.

      سيتم إضافة دورة وسيطة بين مجمع الطاقة الشمسية المركزية ومجمع تحلية المياه وذلك ل: 1) زيادة مرونة الإستخدام والتنوع في الحاجةإلى طاقة وإلى إمدادات الطاقة. 2) التعامل مع الحالة العابرة، وإضافة تحكم إضافي. 3) تقييم دورة طاقة خلائط ثاني أكسيد الكربون ونظام تحلية المياه بصورة مستقلة.

      سيتم استخدام أدوات الاقتران التكيفية لتقليل مخاطر عملية الاقتران والتأكد من فهم جميع خطوات عملية استعادة الحرارة قبل الشروع في عملية الدمج المباشر لكل من الطاقة الشمسية المركزة وتحلية المياه.

      وبالتالي يتم استخدام أنظمة التحكم الذكية في خزان المياه لجمع بيانات درجات الحرارة والضغط بعد كل دورة واختبار الاستجابات الأكثر ملاءمة للمبادلات الحرارية والسوائل.

      وبعد الدمج الغير المباشر بين نظام الطاقة الشمسية المركزة و نظام تحلية المياه، سيتم ربط النظامين بشكل مباشر، مع إزالة نظام التحكم الذكي ودمج المبادلات الحرارية بين دورة الطاقة ومحلول السحب.

      يمكن أن تتخذ المبادلات الحرارية أشكالًا مختلفة اعتمادًا على العديد من العوامل: درجات الحرارة والضغط، والخواص الكيميائية للسوائل، وما إلى ذلك. ولكنها مهمة لنقل الحرارة ضمن دورات الطاقة الشمسية المركزة لاستعادة الحرارة من الشمس وتشغيل التوربين.

      في هذا المشروع , سيتم العمل بشكل محدد على تبادل الحرارة بين دورة الطاقة (الهواء في المحطة الحالية، وثاني أكسيد الكربون في المحطة المبتكرة) ومحلول سحب المياه (محلول عالي التركيز) وبالتالي سيتم إنتاج مبادلات حرارية جديدة للدوائر المطبوعة .(PCHEs) ومبادلات حرارية ذات زعانف مطبوعة (PFHEs)

      كخطوة أولى، ستوفر دورة التخزين التكيفية بيئة أسهل لاختبار استعادة الحرارة (سيكون التبادل مع الماء على جانب واحد بدلاً من بيئتين غير معروفة وصعبة) حتى يتم معرفة مجموعتي العوامل بشكل أفضل ويصبح الدمج المباشر ممكنًا.

      حل أمثل لتحويل الطاقة الشمسية إلى تحلية المياه

      1. التناضح الأمامي: يتم استخراج مياه البحر من البحر، ويتم دفع المياه عبر الغشاء بواسطة محلول السحب ويتم رفض المعادن المتبقية (المحلول الملحي). في هذا المشروع ,تتم معالجة المياه المالحة لتثمين معادنها.

      1. التقطير الغشائي: باستخدام الحرارة المستردة، يتم فصل الماء عن محلول السحب ويمر عبر الغشاء ليتم تجميعه كمياه عذبة بينما يعود محلول السحب إلى بداية الحلقة.

      لتحسين كلتا العمليتين، تم ضبط حل السحب لخدمة عدة أغراض: جذب المياه من مياه البحر بكفاءة، واستخدام الحرارة المستردة من دورة الطاقة الشمسية المركزة بكفاءة، وفصلها بسهولة عن الماء في خطوة التقطير الغشائي.