مشروع الطاقة الشمسية

34°52′19″ شمالاً 116°50′03″ غرباً / 34.87187° شمالاً 116.83419° غرباً / 34.87187; -116.83419

يتألف مشروع SOLAR من محطات الطاقة الشمسية الحرارية Solar One و Solar Two و Solar Tres ، الواقعة في صحراء موهافي بالولايات المتحدة الأمريكية ومنطقة الأندلس بإسبانيا. وقد قامت وزارة الطاقة الأمريكية (DOE) واتحاد شركات المرافق الأمريكية ببناء أول برجين تجريبيين واسعي النطاق للطاقة الشمسية في البلاد، وذلك في الصحراء بالقرب من بارستو بولاية كاليفورنيا. ^{[ 1 ]}

تم إلغاء مشروع Solar One/Solar Two منذ عام 2009. ^{[ 2 ]} تم افتتاح Solar Tres (التي أعيد تسميتها لاحقًا إلى Gemasolar)، وهي أول محطة تجارية للمشروع، في إسبانيا في عام 2011.

كان مشروع سولار ون مشروعًا تجريبيًا للطاقة الشمسية الحرارية، أُقيم في صحراء موهافي شرق بارستو ، كاليفورنيا ، الولايات المتحدة الأمريكية. وكان أول اختبار لمحطة طاقة شمسية حرارية برجية واسعة النطاق .  صُمم سولار ون من قِبل وزارة الطاقة الأمريكية (بقيادة مختبرات سانديا الوطنية في ليفرمور، كاليفورنيا )، وشركة ساوثرن كاليفورنيا إديسون، وإدارة المياه والطاقة في لوس أنجلوس، وهيئة الطاقة في كاليفورنيا. يقع المشروع في داجيت ، كاليفورنيا ، على بُعد حوالي 16 كيلومترًا (10 أميال) شرق بارستو. 

اعتمدت طريقة شركة سولار ون في جمع الطاقة على تركيز طاقة الشمس على نقطة بؤرية مشتركة لتوليد الحرارة اللازمة لتشغيل مولد توربيني بخاري. تضمنت الشركة مئات من مجموعات المرايا الكبيرة، أو الهيليوستات ، التي تتبع الشمس وتعكس الطاقة الشمسية على  برج يبلغ ارتفاعه 100 متر (328 قدمًا) ^{[ 3 ]} حيث يمتص مستقبل أسود الحرارة. استُخدم سائل ناقل للحرارة ذو درجة حرارة عالية لنقل الطاقة إلى غلاية أرضية، حيث استُخدم البخار الناتج لتدوير سلسلة من التوربينات، على غرار محطات توليد الطاقة التقليدية.

في أواخر سبعينيات القرن الماضي، نظمت وزارة الطاقة الأمريكية مسابقة لاختيار أفضل تصميم لهيليوستات للمشروع. تم اختيار عدة تصاميم واعدة، وصُنعت نماذج أولية منها وشُحنت إلى المنطقة لإجراء الاختبارات. تضمنت المفاضلات بين بساطة التصميم لتقليل تكاليف الإنتاج بكميات كبيرة، وبين الحاجة إلى نظام تتبع ثنائي المحاور موثوق به للحفاظ على تركيز المرايا على البرج. كانت صلابة الهيكل مصدر قلق بالغ فيما يتعلق بمقاومة أحمال الرياح والمتانة، مع ضرورة تجنب تظليل المرايا بواسطة الهياكل الداعمة.

أنتج المشروع 7 ميغاواط من الكهرباء باستخدام 1818 مرآة عاكسة، مساحة كل منها 40  مترًا ^مربعًا (430  قدمًا ^مربعًا  )، بمساحة إجمالية قدرها 72650 مترًا ^مربعًا (782000  قدم ^مربع ). اكتمل مشروع سولار وان في عام 1981، وبدأ تشغيله من عام 1982 إلى عام 1986. أُعيد تصميمه لاحقًا وأُطلق عليه اسم سولار تو، وكان بالإمكان رؤيته من الطريق السريع 40 حيث غطى مساحة 51 هكتارًا (126 فدانًا )، باستثناء مبنى الإدارة ومرافق ساحة السكك الحديدية المشتركة مع محطة مجاورة. يمكن رؤية سولار وان/تو ومشاريع الطاقة الشمسية الأخرى القريبة بوضوح عبر برامج تصوير الأقمار الصناعية عند الإحداثيات 34°52′18″ شمالًا 116°50′03″ غربًا / 34.87167° شمالًا 116.83417° غربًا / 34.87167. -116.83417 .  

خلال فترات الرياح العاتية، قد تُضيء أشعة الشمس المنعكسة الغبار المتطاير، مُحدثةً ظاهرةً جويةً فريدةً في محيط برج الكهرباء. وقد ظهرت هذه الأشعة الضوئية في عدة مشاهد، ولوحة فنية، في فيلم " مقهى بغداد" الذي أُنتج عام ١٩٨٧ ، والذي صُوّر في مكان قريب.

تتشابه شركة نيفادا سولار ون في الاسم مع شركة سولار ون، إلا أنها تختلف عنها تماماً. فهي تستخدم نظام المرايا القطعية الحرارية الشمسية وتولد 64  ميغاواط.

في عام ١٩٩٥، تم تحويل محطة سولار وان إلى محطة سولار تو ، وذلك بإضافة حلقة ثانية تضم ١٠٨ مرايا شمسية  أكبر حجماً، مساحة كل منها ٩٥  متراً ^مربعاً (١٠٠٠  قدم ^مربع )، حول محطة سولار  وان القائمة، ليصبح المجموع ١٩٢٦ مرآة شمسية بمساحة إجمالية قدرها ٨٢٧٥٠  متراً ^مربعاً (٨٩١٠٠٠  قدم ^مربع ). وقد مكّن هذا التحويل محطة سولار تو من إنتاج ١٠ ميغاواط، وهي طاقة تكفي لتزويد ما يقدر بنحو ٧٥٠٠ منزل بالكهرباء. ^{[ ٢ ]} استخدمت محطة سولار تو الملح المنصهر، وهو مزيج من ٦٠٪ نترات الصوديوم و٤٠٪ نترات البوتاسيوم ، كوسيط لتخزين الطاقة بدلاً من الزيت أو الماء كما في محطة سولار وان. وقد ساعد ذلك في تخزين الطاقة خلال فترات انقطاع ضوء الشمس القصيرة بسبب الغيوم. ^{[ ٢ ]} كما سمح الملح المنصهر بتخزين الطاقة في خزانات كبيرة لاستخدامها لاحقاً، مثلاً خلال الليل، حيث كانت محطة سولار تو تتمتع بسعة كافية لمواصلة العمل لمدة تصل إلى ثلاث ساعات بعد غروب الشمس. تم إيقاف تشغيل محطة الطاقة الشمسية الثانية في عام 1999.  

في عام ٢٠٠١، تلقت جامعة كاليفورنيا في ديفيس تمويلًا لتحويله إلى تلسكوب تشيرينكوف جوي لقياس أشعة غاما التي تصطدم بالغلاف الجوي . أُجريت أولى عمليات الرصد الفلكي في خريف عام ٢٠٠٤، وآخرها في نوفمبر ٢٠٠٥ ^{[ ٤ ].} سُمّي هذا المشروع كاكتوس ^{[ ٥ ].} كانت جامعة كاليفورنيا في ديفيس تُشغّل المنشأة ، بينما كانت شركة ساوثرن كاليفورنيا إديسون تملكها . ^{[ ٤ ]}

كان المشاركون الرئيسيون الثلاثة في مشروع Solar Two هم شركة Southern California Edison (SCE)، وإدارة المياه والطاقة في لوس أنجلوس (LADWP)، ووزارة الطاقة الأمريكية (DOE).

"نحن فخورون بنجاح مشروع سولار تو لأنه يمثل علامة فارقة في تطوير مشاريع الطاقة الشمسية واسعة النطاق"، هذا ما قاله وزير الطاقة الأمريكي آنذاك بيل ريتشاردسون .

"لقد تم إثبات نجاح هذه التقنية وهي جاهزة للتسويق التجاري. ففي الفترة من عام 1994 إلى عام 1999،  أثبت مشروع سولار تو قدرة تقنية الأملاح المنصهرة الشمسية على توفير تخزين طويل الأجل وفعال من حيث التكلفة للطاقة الحرارية لتوليد الكهرباء." - بوينغ

في 25 نوفمبر 2009، وبعد عشر سنوات من التوقف عن إنتاج الطاقة، هُدم برج سولار تو . ^{[ 2 ]} قامت شركة ساوثرن كاليفورنيا إديسون بتسوية الموقع المتوقف عن العمل وإعادته إلى أرض فضاء. كما أُزيلت جميع المرايا الشمسية والمعدات الأخرى.

بفضل نجاح محطة سولار تو، وهي محطة طاقة تجارية كانت تُعرف سابقًا باسم سولار تريس باور تاور، وتُعرف الآن باسم محطة جيماسولار ثيرموسولار، والتي بنتها شركة توريسول إنرجي في إسبانيا باستخدام تقنية سولار  ون وسولار  تو لإنتاج 15  ميغاواط من الكهرباء التجارية. ^{[ 6 ]} تُعد سولار  تريس أكبر بثلاث مرات من سولار  تو، حيث تضم 2493  مرآة عاكسة، تبلغ مساحة كل منها 96  مترًا مربعًا ^. وستبلغ المساحة العاكسة الإجمالية 240,000  متر ^مربع (2.6  مليون  قدم ^مربع ). وستُصنع هذه المرايا من زجاج عالي الانعكاس مع غطاء معدني خلفي لخفض التكاليف بنحو 45%. كما سيتم استخدام خزان تخزين أكبر لأملاح النترات المنصهرة، مما يُمكّن المحطة من تخزين 600  ميغاواط/ساعة، وبالتالي تشغيلها على مدار الساعة طوال أيام الأسبوع خلال فصل الصيف.

• قائمة محطات الطاقة الشمسية الحرارية
• الطاقة الشمسية
• الطاقة الشمسية في إسبانيا
• محطات الطاقة الشمسية في صحراء موهافي
• الطاقة الشمسية 1

• https://www.nrel.gov/docs/fy01osti/28751.pdf
• http://www.keepmedia.com/ShowItemDetails.do?itemID=1057454&extID=10030
• http://thefraserdomain.typepad.com/energy/2005/09/about_parabolic.html
• www.solarpaces.org/SolarThermal_Thematic_Review.pdf (معطل)
• https://www.sandia.gov/media/solarll.htm
• www.solarpaces.org/SOLARTRES.HTM (معطل)

• شرح مفصل للغاية لجميع أجزاء جهاز Solar One، مع رسومات توضيحية.
• وصف فني واقتصادي لتقنيات توليد الطاقة الحرارية الشمسية المختلفة (متوقفة)
• وصف محدّث لـ Solar Tres (ميت)