تتم هذه الدراسة من قبل ريحانة لوني، عضو الهيئة التدريسية في كلية الحوكمة في جامعة طهران، بالتعاون مع علي بخش كسائيان الأستاذ في كلية العلوم والتقنيات البينية في جامعة طهران، وأساتذة من جامعة ويتس في جنوب أفريقيا وجامعة تربيت مدرس وقد تم تقديم نموذج نظام دورة رانكين العضوي (ORC) المعتمد على الطاقة الشمسية مع مجمع صحني خاص، لإنتاج كهرباء نظيفة، وتم تقييمه من حيث الطاقة والإكسرجي (الطاقة المتاحة) والبيئة.
وأوضحت لوني في شرحها لهذا المشروع: النهج الرئيسي لهذا المشروع هو الاعتماد على الطاقة الشمسية المتجددة كبديل للوقود الأحفوري، وفي هذه الدراسة، تم فحص أداء مجمع شمسي صحني يحتوي على مستقبل حجري أسطواني مفرغ، والذي تم تقديمه للمرة الأولى في هذا المشروع، كمصدر حراري لنظام ORC الشمسي، من الناحية الضوئية والحرارية.
وأضافت: يلعب هذا المستقبل الحجري الأسطواني المفرغ دوراً رئيسياً في تحسين كفاءة نظام ORC الشمسي، لأنه يركز ضوء الشمس على منطقة صغيرة ليصل إلى درجات حرارة عالية، وفي الوقت نفسه، بسبب البيئة المفرغة، يفقد حرارة أقل عبر الحمل الحراري والتوصيل، وفي هذا النظام، يتم تحويل الطاقة الحرارية الشمسية المستخرجة إلى كهرباء باستخدام سوائل عضوية ذات نقطة غليان أقل من الماء.
وأشارت الأستاذة في جامعة طهران إلى أنه من منظور إدارة الطاقة، يمكن استخدام هذا النظام لتثبيت منشآت أصغر في المناطق التي لا توجد فيها بنية تحتية لشبكة الكهرباء التقليدية. ومن خلال تعزيز إنتاج الطاقة المحلية، يمكن للمجتمعات زيادة استقلاليتها ومرونتها تجاه اضطرابات إمدادات الطاقة وتقليل اعتمادها على الوقود الأحفوري. وفيما يتعلق بالاستدامة في النظام المقترح، قالت: لتقييم نقاء الطاقة المنتجة، تم دراسة إمكانيات تقليل انبعاث CO₂ في هذا النظام، حيث أظهرت النتائج أن أداء هذا النظام لتلبية 10% من احتياجات الكهرباء الصناعية لمدينة طهران في عام 2022 يمكن أن يؤدي إلى تقليل انبعاث 1.5 مليون طن من CO₂ وإنتاج اعتمادات كربونية بقيمة 24.3 مليون دولار سنوياً. لذلك، يساهم هذا النظام في تحسين جودة الهواء والصحة العامة بفضل تقليل آثار الكربون.
وفيما يتعلق بمزايا هذا النظام لإنتاج الكهرباء الصناعية، أوضحت: لتثبيت نظام ORC الشمسي مع مستقبل حجري أسطواني مفرغ لتلبية كمية جامعة طهرانالمذكورة، يحتاج الأمر إلى حوالي 459 هكتاراً من الأرض، بينما يتطلب تثبيت نفس النظام مع مستقبل أسطواني غير مفرغ حوالي 538 هكتاراً من الأرض، وأضافت: يمكن أن يؤدي تطوير وتثبيت أنظمة ORC الشمسية إلى خلق العديد من الفرص الاقتصادية ويكون حافزاً للاستثمار وخلق الوظائف في مجال التكنولوجيا النظيفة والطاقة المتجددة. كما أن هذا النظام يتماشى مع الأهداف الرامية إلى تقليل انبعاثات الغازات الدفيئة وتعزيز التنمية المستدامة، ولديه إمكانات كبيرة لتحسين إدارة الطاقة.
