مشروع إزالة الجليد يصل إلى مرحلة مهمة في المملكة العربية السعودية

مشروع إزالة الجليد يصل إلى مرحلة مهمة في المملكة العربية السعودية

بواسطة | نوفمبر 24, 2025 | Article, Milestones, News, Results - Pilot plant preparation

وصول المكونات الرئيسية إلى موقع العرض التوضيحي لجامعة الملك سعود 

تقترب شركة ديسولينايشن من التحقق من صحة نظام الطاقة الشمسية المركزة وتحلية المياه مع وصول مكونات النظام الحيوية إلى موقعنا التجريبي في جامعة الملك سعود في المملكة العربية السعودية. ويمثل ذلك خطوة كبيرة إلى الأمام في تقريب تقنية الطاقة الشمسية المركزة وتحلية المياه المبتكرة التي تجمع بين الطاقة الشمسية المركزة وتحلية المياه من مرحلة التشغيل. ومن المتوقع تشغيل المحطة التجريبية الكاملة اعتبارًا من فبراير 2026 فصاعدًا.

حاوية اقتران متكيفة في الموقع 

وقد وصلت الحاوية الأولى التي تضم نظام الاقتران التكيفي بنجاح إلى جامعة الملك سعود وتنتظر حالياً التوصيل. إن نظام الاقتران التكيفي هو نظام تحكم وتكامل متطور يدير بشكل ديناميكي تدفقات الطاقة بين الأنظمة الفرعية المتعددة. وهو يعمل بمثابة “الجسر الذكي” الذي يخزن ويوزع الطاقة الحرارية على النحو الأمثل بين دورة الطاقة الشمسية المركزة فوق الحرجة لثاني أكسيد الكربون ودورة الطاقة الشمسية المركزة الهوائية برايتون ووحدة تحلية المياه، ويتحكم في عمليات نقل الحرارة بين الأنظمة الفرعية للمحطة.  

اكتمل تركيب المبادل الحراري 

في مارس 2025، تم بنجاح تركيب المبادل الحراري DESOLINATION في الموقع، وهو مبادل حراري مبتكر يسهل نقل الحرارة بكفاءة بين دورة الطاقة sCO₂ ومكونات التخزين الحراري وتحلية المياه. ولاستيعاب هذا المكون الحيوي، تم تعديل الأبراج الحالية في جامعة الملك سعود، مما يضمن التكامل المناسب مع بنية النظام الشاملة ويتيح الكفاءة المثلى لنقل الحرارة في جميع أنحاء المحطة. 

ما هو المبادل الحراري؟

القادمون القادمون 

يستمر الجدول الزمني للمشروع في التقدم وفق الجدول الزمني المحدد، حيث من المتوقع وصول مكونين رئيسيين في ديسمبر 2025: 

  • وحدة تحلية المياه: هذه الحاوية حالياً في مرحلة التصنيع النهائية في ألمانيا، وقد استكملت جميع الشهادات اللازمة وتنتظر التصديق النهائي من السفارة السعودية قبل الشحن. 
  • مكثف المبرد الهوائي: تم تصميم المبرد الجاف وتصنيعه، وهو جاهز للنشر لتعزيز قدرات الإدارة الحرارية للنظام. 

    تكامل النظام الشامل 

    بخلاف الحاويات الرئيسية، تم إحراز تقدم كبير في جميع مكونات المشروع: 

    • وقد تم الانتهاء من تصميم نظام التخزين الحراري بالملح المنصهر وتكييفه ليتكامل داخل الحاويات قدر الإمكان، ويجري حاليًا عملية الشراء. 
    • تم الانتهاء من تصميم الخزانة الكهربائية، مع دمج جميع أنظمة التحكم والمراقبة اللازمة. 
    • تم تطوير التوصيفات الوظيفية لجميع مراحل النظام ويجري تنقيحها باستمرار لتتماشى مع مواصفات التصميم النهائي. 
    • يستمر إعداد الموقع، حيث يجري تطوير تصميم الأساسات لاستيعاب كل من نظام تحلية المياه ومكونات إمدادات الغاز. 
            استشراف المستقبل

            ومع الموافقة المسبقة على مصدر الكهرباء من قبل سلطات جامعة الملك سعود وبدء المناقشات مع موردي الغاز الرئيسيين (ثاني أكسيد الكربون وغاز النيتروز)، يتقدم المشروع نحو مرحلة التشغيل التجريبي. ومن المقرر أن يتم تشغيل القارنة التكيفية جنبًا إلى جنب مع نظام تحلية المياه بمجرد وضع جميع الحاويات وفقًا للتصميم التخطيطي النهائي. 

            يتقدم المشروع التجريبي لمحطة تحلية المياه بسرعة نحو إنتاج الطاقة الشمسية المركزة والمياه المحلاة معًا، وينتظر الشركاء افتتاح المحطة المخطط لها في الربع الأول من عام 2026 في جامعة الملك سعود.  

            شركاء مشروع "ديسولينايشن" يزورون محطة الطاقة الشمسية المركزة خلال فعالية "الطاقة الشمسية والتخزين المباشر في المملكة العربية السعودية 2024

            شركاء مشروع "ديسولينايشن" يزورون محطة الطاقة الشمسية المركزة خلال فعالية "الطاقة الشمسية والتخزين المباشر في المملكة العربية السعودية 2024

            بواسطة | أكتوبر 17، 2024 | Events, Milestones

            كجزء من أنشطته في مجال النشر، تم إبراز مشروع DESOLINATION بشكل بارز خلال الطاقة الشمسية والتخزين المباشر في المملكة العربية السعودية 2024 الذي أقيم في الرياض، المملكة العربية السعودية. شارك شريك المشروع شركة آلبورج للطاقة الشمسية المركزة (ACSP) في هذا الحدث من خلال جناح مخصص، حيث تفاعل مع جمهور محلي متنوع وواسع النطاق شمل شركات التركيب والمستخدمين التجاريين والصناعيين وملاك العقارات والأراضي وشركات المرافق.
            شاهد الحدث

            وتزامنًا مع هذه المشاركة، قام ممثلون رئيسيون من شركاء مشروع DESOLINATION، وهم: شركة ألبورج للطاقة الشمسية المركزة وهمام سليمان وميغيل هيرادور مورينو، بزيارة موقع العرض التوضيحي لمشروع DESOLINATION في جامعة الملك سعود في الرياض. وقد استضاف هذه الزيارة شركاؤنا في المشروع، الدكتور هاني الأنصاري وزياد المطيري من جامعة الملك سعود، مما أتاح فرصة عملية للاطلاع على التقنيات المبتكرة التي يقوم عليها المشروع.

            يعرض مشروع DESOLINATION حلولاً رائدة تدمج بين الطاقة الشمسية وأنظمة تحلية المياه المتقدمة. وكان من أبرز معالم زيارة الموقع محطة الطاقة الشمسية المركزة (CSP) في جامعة الملك سعود التي تبلغ قدرتها 200 كيلوواط، والتي تشغل برج الطاقة الشمسية بدورة برايتون الهوائية. تجسد هذه المنشأة مهمة المشروع من خلال تسخير الحرارة الشمسية التي كانت ستُهدر لولا ذلك، واستخدامها في تشغيل تقنيات تحلية المياه المتطورة. ويوفر هذا التكامل فائدة مزدوجة تتمثل في إنتاج الطاقة المستدامة وتوليد المياه العذبة - وكلاهما من الموارد الأساسية لمستقبل مستدام.

            ما هي محطة الطاقة الشمسية المركزة؟

            ومن المقرر أن يشهد الموقع التجريبي لتحلية المياه مزيدًا من التوسع في مرحلته الثانية، والتي ستشمل تركيب دورة طاقة بقدرة 2 ميجاوات باستخدام مزيج ثاني أكسيد الكربون. وعلى غرار نظام دورة برايتون، ستتكامل هذه التقنية الجديدة أيضًا مع عملية تحلية المياه، مما يعرض قابلية التوسع والتكيف مع الحلول التي تعتمد على الطاقة الشمسية لتلبية احتياجات الطاقة والمياه.

            من خلال مشاركته في فعالية ’لايف السعودية 2024" للطاقة الشمسية والتخزين المباشر في المملكة العربية السعودية، وصل مشروع "ديسولينايشن" إلى جمهور واسع، حيث شارك رؤيته لإحداث ثورة في مجال الطاقة المتجددة وتحلية المياه. وأكدت الفعالية التزام شركاء المشروع بدفع عجلة الابتكار وتطوير التقنيات التي تعالج التحديات العالمية في مجال كفاءة الطاقة واستدامة المياه.

            من خلال فعاليات مثل فعالية "الطاقة الشمسية والتخزين المباشر في المملكة العربية السعودية 2024"، يعمل مشروع "ديسولينايشن" على توسيع نطاق تأثيره، ويوضح كيف يمكن لتكنولوجيا الطاقة الشمسية المركزة أن تعالج تحديات الطاقة والمياه على مستوى العالم.

            ما هو

            محطة الطاقة الشمسية المركزة؟

            A محطة الطاقة الشمسية المركزة (CSP) هو نوع من منشآت الطاقة المتجددة التي تستخدم المرايا أو العدسات لتركيز ضوء الشمس على منطقة صغيرة، عادةً ما تكون جهاز استقبال، لتوليد كميات كبيرة من الحرارة. ثم تُستخدم هذه الطاقة الحرارية بعد ذلك لإنتاج الكهرباء، غالباً عن طريق تشغيل توربين بخاري أو محرك حراري. وتختلف محطات الطاقة الشمسية المركزة عن أنظمة الطاقة الشمسية الكهروضوئية (PV)، التي تحول ضوء الشمس مباشرة إلى كهرباء.

            المكونات الرئيسية لمحطة الطاقة الشمسية المركزة:

            1. المكثفات: تقوم المرايا أو العدسات بتركيز ضوء الشمس على جهاز استقبال. تستخدم تقنيات الطاقة الشمسية المركزة المختلفة أنواعاً مختلفة من المكثفات:

            2. جهاز الاستقبال: يقوم ضوء الشمس المركّز بتسخين سائل، عادةً ما يكون زيتاً أو ملحاً منصهرًا أو هواءً، ثم ينقل الحرارة إلى مولد بخار.

            3. دورة الطاقة: تُستخدم الحرارة من جهاز الاستقبال لإنتاج البخار الذي يحرك توربينات متصلة بمولد لإنتاج الكهرباء. وغالباً ما تستخدم محطات الطاقة الشمسية المركزة دورات رانكين التقليدية، ويمكن للأنظمة المتقدمة استخدام دورات طاقة برايتون أو دورات طاقة ثاني أكسيد الكربون.

            4. التخزين الحراري: تتمثل إحدى المزايا الرئيسية لمحطات الطاقة الشمسية المركزة في قدرتها على تخزين الحرارة في مواد مثل الملح المنصهر، مما يسمح لها بتوليد الكهرباء حتى بعد غروب الشمس.

            التطبيقات

            محطات الطاقة الشمسية المركزة مناسبة بشكل خاص للمناطق ذات أشعة الشمس المباشرة العالية، مثل الصحاري أو المناخات المشمسة. ويتم دمجها بشكل متزايد مع أنظمة مثل تحلية المياه and التخزين الحراري, وتحسين كفاءتها وتوسيع نطاق استخدامها إلى ما هو أبعد من إنتاج الكهرباء.

            تطوير المبادلات الحرارية المطبوعة ثلاثية الأبعاد في مشروع DESOLINATION: علامة فارقة في جامعة LUT

            تطوير المبادلات الحرارية المطبوعة ثلاثية الأبعاد في مشروع DESOLINATION: علامة فارقة في جامعة LUT

            بواسطة | أكتوبر 6، 2024 | Milestones, Results - Combination of CSP pland and forward osmosis desalination, Results - Pilot plant preparation

            كجزء من المهمة المستمرة لمشروع DESOLINATION لإزالة الكربون من عملية تحلية المياه، تم تحقيق إنجاز كبير في جامعة LUT: تم تحقيق التحقق التجريبي لطباعة ثلاثية الأبعاد heat exchanger. يوضح هذا الإنجاز أن التصنيع المضاف (المعروفة أيضًا باسم الطباعة ثلاثية الأبعاد) يمكن أن تعزز أداء المبادلات الحرارية المستخدمة في دورات ثاني أكسيد الكربون فوق الحرجة (sCO2) دورات برايتون, مما يمهد الطريق لأنظمة طاقة أكثر كفاءة.

            في الآونة الأخيرة، حقق فريق مشروع DESOLINATION إنجازًا كبيرًا من خلال التحقق بنجاح من صحة الإعداد التجريبي الخاص بهم في جامعة لوس أنجلوس للتكنولوجيا. تضمنت عملية التحقق هذه عدة خطوات رئيسية:

            1. التصميم: طور الفريق مخططًا للمبادل الحراري المطبوع ثلاثي الأبعاد، مع التركيز على تحسين شكله ووظيفته.
            2. المحاكاة: استخدام أدوات مثل ديناميكيات الموائع الحسابية (CFD), قام الفريق بمحاكاة أداء المبادل الحراري في ظل ظروف العالم الحقيقي.
            3. التصنيع المضاف: طُبع المبادل الحراري باستخدام تقنيات الطباعة ثلاثية الأبعاد المتقدمة، مما سمح بتصميم أكثر تعقيداً وفعالية.
            4. التجميع: تم بعد ذلك تجميع الأجزاء المطبوعة في مبادل حراري يعمل بكامل طاقته.
            5. الاختبار: كانت الخطوة الأخيرة هي اختبار المبادل الحراري للتأكد من قدرته على تحمل الضغوط ودرجات الحرارة المتوقعة في دورة برايتون sCO2.

            ويبرهن الانتهاء بنجاح من هذه الخطوات على أن المبادلات الحرارية المطبوعة ثلاثية الأبعاد يمكن أن تعمل بفعالية في بيئات الضغط العالي ودرجات الحرارة العالية. ويمثل هذا الإنجاز خطوة مهمة نحو دمج هذه التصاميم المتقدمة في أنظمة الطاقة الشمسية المركزة في العالم الحقيقي.

            ما هو المبادل الحراري؟
            ما يعنيه ذلك بالنسبة لمستقبل الطاقة المستدامة

            إن القدرة على استخدام المبادلات الحرارية المطبوعة ثلاثية الأبعاد في دورات برايتون لثاني أكسيد الكربون لها آثار بعيدة المدى على مشروع DESOLINATION وما بعده. فمن خلال تحسين كفاءة تحويل الطاقة، ستسهل هذه الابتكارات توليد الكهرباء النظيفة من مصادر الطاقة المتجددة مثل الطاقة الشمسية. ويكتسب هذا الأمر أهمية خاصة بالنسبة لهدف المشروع المتمثل في إزالة الكربون من تحلية المياه، والتي تتطلب كميات كبيرة من الطاقة لإنتاج المياه العذبة في المناطق القاحلة.

            دور المبادلات الحرارية في تحلية المياه وتوليد الطاقة

            المبادلات الحرارية ضرورية في الأنظمة التي تحول الحرارة إلى طاقة قابلة للاستخدام. وفي مشروع DESOLINATION، تعتبر هذه المبادلات الحرارية من المكونات الرئيسية في sCO2 دورة برايتون, وهي عملية ديناميكية حرارية تستخدم الحرارة لتوليد الكهرباء. عند دمجها مع الطاقة الشمسية المركزة (CSP)-والتي تركز الطاقة الشمسية لإنتاج مستويات عالية من الحرارة- توفر هذه الأنظمة طريقة أكثر كفاءة لإنتاج الطاقة مع تقليل انبعاثات الكربون.

            ومع ذلك، فإن إنشاء المبادلات الحرارية التي يمكنها التعامل مع الظروف القاسية التي تتطلبها دورات ثاني أكسيد الكربون ثنائي أكسيد الكربون برايتون (درجات حرارة تصل إلى 600 درجة مئوية وضغط حوالي 250 بار) يمثل تحديات كبيرة. وهنا يأتي دور التصنيع المضاف يأتي في.

            التصنيع المضاف: تغيير قواعد اللعبة في تصميم المبادلات الحرارية

            غالبًا ما تحد تقنيات التصنيع التقليدية من تصميم المبادلات الحرارية، مما يجعل من الصعب تحسينها لتحقيق أقصى قدر من الكفاءة. يحل التصنيع بالإضافة، أو الطباعة ثلاثية الأبعاد، هذه المشكلة من خلال السماح للمهندسين بإنشاء تصميمات أكثر تعقيدًا قد يكون من المستحيل استخدامها بالطرق التقليدية.

            في مشروع DESOLINATION، استخدم الفريق الطباعة ثلاثية الأبعاد لإنشاء مبادلات حرارية عالية التخصص تتناسب بشكل أفضل مع ظروف الضغط العالي والحرارة العالية لدورة برايتون لثاني أكسيد الكربون. ومن المتوقع أن تؤدي هذه التصاميم الجديدة إلى تحسين الكفاءة الكلية للنظام، مما يجعله أكثر فعالية في تحويل الطاقة الشمسية إلى كهرباء.

            مع تقدم مشروع تحلية المياه إلى الأمام، سيلعب التطوير والاختبار المستمر للمبادلات الحرارية المطبوعة ثلاثية الأبعاد دوراً حاسماً في إنشاء أنظمة طاقة أكثر استدامة وكفاءة. ومع كل مرحلة من مراحل المشروع، يقترب المشروع من تحقيق رؤيته المتمثلة في عالم تعمل فيه تحلية المياه بالطاقة النظيفة والمتجددة. ومن خلال الجمع بين التقنيات المتطورة مثل التصنيع الإضافي والعمليات الديناميكية الحرارية المتقدمة، يمهد مشروع تحلية المياه بالطاقة المتجددة الطريق لمستقبل أكثر اخضراراً وأمناً للمياه.

            تخطي حدود تصميم المبادلات الحرارية باستخدام تصميم المبادلات الحرارية باستخدام تقنية CFD في مشروع DESOLINATION

            تخطي حدود تصميم المبادلات الحرارية باستخدام تصميم المبادلات الحرارية باستخدام تقنية CFD في مشروع DESOLINATION

            بواسطة | أكتوبر 3، 2024 | Milestones, Results - Combination of CSP pland and forward osmosis desalination, Results - Pilot plant preparation

            يخطو مشروع DESOLINATION، الممول من برنامج Horizon 2020 التابع للاتحاد الأوروبي، خطوات ملحوظة في مهمته لإزالة الكربون من تحلية المياه. ويأتي أحد أكثر التطورات إثارة من خلال عملنا على تحسين المبادلات الحرارية للاستخدام في دورات ثاني أكسيد الكربون فوق الحرجة (sCO2) دورات برايتون. يمكن لهذه الابتكارات أن تحدث ثورة في كيفية توليد الطاقة من مصادر الطاقة المتجددة مثل الطاقة الشمسية. إليك نظرة فاحصة على كيفية ديناميكيات الموائع الحسابية (CFD) تلعب دورًا رئيسيًا في هذا الجهد.
            دور التصميم CFD: تحسين أداء المبادلات الحرارية

            تصميم المبادلات الحرارية التي يمكن أن تعمل في ظل هذه الظروف القاسية ليس بالأمر الهين. ولضمان أفضل تصميم ممكن، تستخدم DESOLINATION ديناميكيات الموائع الحسابية (CFD)-أداة كمبيوتر قوية تقوم بنمذجة كيفية تدفق السوائل وكيفية انتقال الحرارة في الأنظمة المعقدة.

            يتيح التصميم التناوب التلقائي للغاز الطبيعي المسال لفريق المشروع (خاصةً TEMISTh) لمحاكاة أداء المبادل الحراري في بيئة افتراضية. ويشمل ذلك تحليل العوامل الرئيسية مثل:

            • الكفاءة الحرارية: مدى كفاءة المبادل في نقل الحرارة من مائع إلى آخر.
            • انخفاض الضغط: انخفاض الضغط الذي يحدث عندما يتدفق السائل عبر المبادل الحراري، والذي يمكن أن يؤثر على الأداء الكلي للنظام.
            • القيود الميكانيكية الحرارية: الضغوط الهيكلية التي يجب أن يتحملها المبادل في درجات الحرارة والضغوط العالية.

            وباستخدام CFD، يمكن للفريق إيجاد التوازن الأمثل بين الكفاءة الحرارية وانخفاض الضغط، مما يضمن أداء المبادل الحراري بشكل جيد مع الحفاظ على متانته.

            ما هي المبادلات الحرارية ولماذا هي مهمة؟

            A heat exchanger هو جهاز ينقل الحرارة من سائل (إما سائل أو غاز) إلى آخر. وهي ضرورية في أنظمة الطاقة لتحويل الحرارة إلى طاقة قابلة للاستخدام. وفي مشروع DESOLINATION، يتمثل الهدف في إنشاء مبادلات حرارية عالية الكفاءة يمكنها العمل في ظروف قاسية - درجات حرارة تصل إلى 600 درجة مئوية وضغط يصل إلى 250 بار. هذه الظروف مطلوبة لـ ثاني أكسيد الكربون فوق الحرج (sCO2) دورة برايتون, وهي عملية تستخدم الحرارة لتوليد الكهرباء بكفاءة أكبر من دورات البخار التقليدية.

            اختبار واقعي في جامعة الملك سعود

            بعد ضبط التصميم باستخدام CFD، ستكون الخطوة التالية هي الاختبار على أرض الواقع. يخطط الفريق لتشغيل هذه المبادلات الحرارية من أجل 4,000 ساعة في مصنع تجريبي في King Saud University. ستؤدي هذه الاختبارات إلى تقريب المشروع من مستوى الجاهزية التكنولوجية (TRL 7), مما يعني أن التقنية ستكون جاهزة للنشر في أنظمة العالم الحقيقي.

            دور التصميم CFD: تحسين أداء المبادلات الحرارية

            النتائج الأولية من هذه المحاكاة واعدة. ويعتقد الفريق أن تصاميمهم يمكن أن تدفع حدود ما هو ممكن للمبادلات الحرارية في دورات برايتون sCO2. وفي حال نجاح هذه الابتكارات، فإنها ستمهد الطريق لمزيد من الكفاءة الطاقة الشمسية المركزة (CSP) المحطات، حيث تتركز الطاقة الشمسية لتوليد مستويات عالية من الحرارة، والتي يمكن استخدامها بعد ذلك لإنتاج الكهرباء.

            CFD: أكثر من مجرد أداة هندسية

            بالإضافة إلى قدراتها التقنية، أثبتت تقنية CFD أيضًا أنها أداة تواصل قوية. حيث توفر عمليات المحاكاة التي ينشئها تمثيلات مرئية جذابة لكيفية تحرك الحرارة والسوائل عبر النظام، مما يسهل شرح العلم وراء المشروع لجمهور أوسع.

            ومن خلال استخدام تقنية CFD لتصميم هذه المبادلات الحرارية المتطورة وتحسينها، يخطو مشروع تحلية المياه خطوة كبيرة نحو أنظمة طاقة أكثر استدامة وكفاءة، مما يقربنا من مستقبل يمكن فيه تشغيل تحلية المياه بالطاقة النظيفة والمتجددة.

            التوصيف الأولي للمحطة التجريبية لمشروع تحلية المياه: التصميم وقابلية التشغيل خارج التصميم

            التوصيف الأولي للمحطة التجريبية لمشروع تحلية المياه: التصميم وقابلية التشغيل خارج التصميم

            بواسطة | سبتمبر 5، 2024 | Milestones, Publications, Results - Pilot plant preparation

            لقد خطا مشروع DESOLINATION، وهو منارة للابتكار في مجال الطاقة المتجددة، خطوة كبيرة إلى الأمام مع تحليل الأداء الأولي لمحطته التجريبية.

            تم الكشف عنها مؤخراً في معرض ASME Turbo Expo 2024, يجمع هذا العمل بين خبرة TEMISth, UNIBS (جامعة بريشيا), and بوليتكنيكو دي ميلانو (POLIMI) لاستكشاف إمكانات دورة الطاقة الجديدة المصممة للاستدامة والكفاءة.

            Read publication
            ما الذي يجعل هذا المصنع التجريبي فريداً من نوعه؟

            يشغل هذا المصنع التجريبي دورة طاقة استرجاعية بسيطة عابرة للحالات الحرجة, نظام يضع معايير جديدة في تحويل الطاقة. إليك ما يميزه

            • سائل العمل المبتكر: بدلاً من السوائل التقليدية، يستخدم المصنع مزيجًا من CO₂ و SO₂, اختيرت لخصائصها الديناميكية الحرارية الفريدة.
            • تتكيف مع الظروف القاسية: مصممة لتزدهر في البيئات ذات الإشعاع الشمسي العالي and درجات حرارة محيطة مرتفعة, ، يعكس نظام تبريد الهواء هذا تحديات العالم الحقيقي التي يواجهها الطاقة الشمسية المركزة (CSP) النباتات.
            الملامح الرئيسية للدورة
            • قوية ومدمجة في نفس الوقت: يوجد في قلب النظام توربين محوري يتعامل مع معدل تدفق يبلغ 0.2 متر مكعب/ثانية، مما يتيح طاقة إنتاجية تبلغ 1.8 ميجاوات.
            • الجيل التالي من المبادلات الحرارية: مجهزة بـ أجهزة الاسترداد والمبادلات الحرارية ذات الهيكل الجيروسكوبي, ، تعمل هذه المكونات على زيادة النقل الحراري إلى أقصى حد مع تقليل استخدام المواد.
            • دقة النمذجة: تضمن عمليات المحاكاة المتقدمة في MATLAB، المعززة بنتائج ديناميكيات الموائع الحسابية (CFD)، تحسين النظام لكل من ظروف التصميم وخارج التصميم.
            ما مدى كفاءتها؟

            الكفاءة هي المفتاح لأنظمة الطاقة المتجددة، ولا تخيب المحطة التجريبية DESOLINATION آمالنا. من خلال العمل في وضع الضغط المنزلق, فإن الدورة تحقق كفاءة مذهلة تزيد عن 30%, حتى عند التشغيل بحمل جزئي.

            التكيف مع درجات الحرارة المتغيرة

            تتمثل إحدى الميزات البارزة لهذا النظام في قدرته على التعامل مع الظروف المحيطة المختلفة:

            • في درجات حرارة محيطة عالية (فوق 30 درجة مئوية)، تعمل الدورة بسلاسة بفضل مراوح المكثف ذات السرعة الثابتة.
            • في درجات حرارة منخفضة (حوالي 10 درجات مئوية)، يمكن ضبط سرعة الهواء لضمان التشغيل الأمثل.
            التعامل مع مخزون النظام

            تتعمق الدراسة أيضًا في نظام الأنابيب في المحطة، وتكشف أن إجمالي مخزون السوائل يتأثر بشدة بتشغيل المكثف. تعديلات في تخزين السوائل تصل إلى 300 كجم مطلوبة للحفاظ على الاستقرار عند التبديل بين ظروف درجات الحرارة المختلفة.

            يمثل هذا البحث علامة بارزة في مهمة مشروع DESOLINATION لتطوير أنظمة الطاقة المتجددة التي لا تتسم بالكفاءة فحسب، بل وقابلة للتكيف مع مجموعة متنوعة من ظروف العالم الحقيقي. من خلال سد الفجوة بين التصميم المبتكر والتطبيق العملي، فإن المحطة التجريبية هي لمحة عن مستقبل توليد الطاقة النظيفة والمستدامة.
            Read publication

            Authors: إيتوري موروسيني, Marco Astolfi, ميشيل دونينيللي, باولو إيورا, Damien Serret, جان ميشيل هوغو and جيامباولو مانزوليني.

            DOI: https://doi.org/10.1115/GT2024-127246

            Innovative Thermodynamic Solutions: effective and efficient coupling of CSP and desalination technologies

            Innovative Thermodynamic Solutions: effective and efficient coupling of CSP and desalination technologies

            بواسطة | مايو 28, 2024 | Milestones, Results - Combination of CSP pland and forward osmosis desalination

            Discover our groundbreaking work over the past year in advancing CO2 mixtures for thermodynamic cycles, pushing the boundaries of energy efficiency and sustainability.

            The research team from the Energy Department at Politecnico di Milano (POLIMI), DESOLINATION project coordinator, has successfully simulated large-scale Concentrated Solar Power (CSP) plants using innovative CO2 mixtures, enhancing their efficiency and performance. Additionally, they introduced the CO2+SiCl4 mixture in literature for trans-critical cycles, showcasing its potential in improving cycle efficiency.

            Our Journey in Thermodynamic Cycle Development

            Over the past year, POLIMI has made significant strides in the development and simulation of thermodynamic cycles using CO2 mixtures. Here are some of the key milestones and achievements.

            Introduction of CO2+SiCl4 Mixture Research

            Introducing the CO2+SiCl4 mixture into the literature for transcritical cycles

            With regard to the application of CO2 mixtures in thermodynamic cycles, the work was developed both on the simulation of the large-scale CSP plant with innovative CO2 mixtures, introducing the CO2+SiCl4 mixture into the literature for transcritical cycles, and adding details on the simulations and design of the DESOLINATION project’s demonstration plant, the 1.8 MWel cycle operating with the CO2+SO2 mixture.

            Experimental investigation of the CO2+SiCl4 mixture as innovative working fluid for power cycles: Bubble points and liquid density measurementsv- Energy Journal
            Read the article

            In this perspective, complete off-design simulations have been carried out, including the behavior of the real heat exchangers that will be installed and including the management of the inventory of the cycle in off-design.

            Learn more of the effect of supercritical CO2 Fluid Properties on Heat Exchanger Design…

            Effects of Supercritical CO2 Fluid Properties on Heat Exchanger Design
            Read the article

            Simulation of the large scale CSP plant with CO2+SiCl4 mixture

            POLIMI combined CSP with CO2-mixtures power cycles and forward osmosis desalination system, performing simulations in Dubai.

            Using these innovative technologies, our CSP plant showed high solar-to-electric efficiencies (around 19% on yearly basis) and very low freshwater specific thermal consumption (about 10 kWhth/m3) when the PABG2000 is used as draw agent.

            Characterization of the physical properties of the thermoresponsiveblock-copolymer PAGB2000 and numerical assessment of its potentialities in Forward Osmosis desalination
            Read the article

            Specifically, when comparing the CSP (concentrated solar power) +FO (forward osmosis) studied in DESOLINATION with the CSP+MED assuming the same solar plant and power cycles, the freshwater production is incremented by more than 50%.

            When the solution of DESOLINATION is compared with a PV+RO plant, a reduction of reflective area of 28% is foreseen, if both freshwater and electricity are produced with the PV+RO plant.

            Simulations of CSP combined with CO2 mixed power cycles and a forward osmosis desalination system in Dubai
            Read the article

            Finally, POLIMI also conducted an experimental campaign on the coalescer using a solution of water and PAGB2000, obtaining an expression of the separation efficiency, to be deployed in the simulations.

            The research team from the Energy Department at Politecnico di Milano will shortly be publishing an article on the results of its Experimental study on coalescer efficiency for liquid-liquid separation.

            Saty tuned!

            Consults our literature to find out more

            All publications