كشف معهد مصدر للعلوم والتكنولوجيا، الجامعة البحثية المستقلة للدراسات العليا التي تركز على تقنيات الطاقة المتقدمة والتنمية المستدامة، عن نجاح باحثيه في إثبات إمكان استخدام رمال الصحراء الوفيرة في دولة الإمارات مادة وسيطة قادرة على تخزين طاقة حرارية تصل إلى ألف درجة مئوية ، ضمن محطات الطاقة الشمسية المركزة. جرى التوصل إلى هذه النتيجة من خلال المشروع البحثي Sandstock الذي يهدف إلى تطوير نظام مستدام ومنخفض التكلفة يجمع بين خاصيتي التقاط أشعة الشمس اعتماداً على الجاذبية الأرضية، وذلك من خلال توظيف حبيبات الرمال كمادة وسيطة تتكفل بتجميع الحرارة ونقلها وتخزينها. ويمكن الآن اعتبار رمال الصحراء المنتشرة في أرجاء دولة الإمارات مادة مفيدة يمكن توظيفها في تخزين الطاقة الحرارية. وشمل البحث دراسة الاستقرار الحراري لمادة الرمل وسعتها الحرارية وقدرتها على التكتل عند درجات حرارة مرتفعة. وقالت الدكتورة بهجت اليوسف، المديرة المكلّفة في معهد مصدر: يعكس نجاح مشروع تخزين الطاقة الحرارية في الرمال Sandstock مدى أهمية الأبحاث المتقدمة التي يجريها معهد مصدر ومواءمتها مع البيئة المحلية. وجاء إطلاق محطة معهد مصدر لأبحاث الطاقة الشمسية في نوفمبر الماضي خطوة جديدة باتجاه توسيع نطاق أبحاث المعهد في مجال الطاقة الشمسية، والتي نتوقع أن تسجل المزيد من النجاحات في الشهور القادمة، وتم إدراج نتائج المشروع في ورقة بحثية أشرف عليها الدكتور نيكولا كالفيه، أستاذ مساعد في الهندسة الميكانيكية وهندسة المواد في معهد مصدر، وبمساعدة الدكتور طارق شميم، أستاذ الهندسة الميكانيكية وهندسة المواد في معهد مصدر، وشارك فيها كل من ألبيرتو كريسبو إنييستا خريج الماجستير في معهد مصدر، والدكتور توماس ديلكلوس، والدكتورة أودري سوم غلود من مختبر (PROMES CNRS) التابع للمركز الوطني الفرنسي للبحث العلمي؛ في حين قام طالب الدكتوراه ميغيل دياجو بتقديم الورقة البحثية خلال الدورة 21 من مؤتمر نظم الطاقة الشمسية والكيميائية (SolarPACES 2015) الذي انعقد في جنوب إفريقيا. يذكر أن استخدام الرمل غير المكلف عوض مواد التخزين التقليدية المستخدمة في أنظمة تخزين الطاقة الحرارية، كالزيوت الصناعية والأملاح المنصهرة، ما من شأنه أن يعزز كفاءة محطات الطاقة نظراً لقدرتها على تحمل درجات حرارية مرتفعة ، فضلاً عن مساهمتها في خفض تكلفة تخزين الطاقة الحرارية. ويمثل الاعتماد على نظام تخزين للطاقة الحرارية بالاعتماد على مادة طبيعية محلية كالرمل ، أسلوباً جديداً ومستداماً، يتماشى مع توجهات التنمية الاقتصادية في أبوظبي التي تركز على تطوير نظم طاقة المستقبل. وقد أظهرت التحليلات قدرة رمال الصحراء على تخزين طاقة حرارية تصل إلى 800-1000 درجة مئوية. حيث جرى تحليل التركيبة الكيميائية للرمل باستخدام تقنيات الأشعة السينية الوميضية (XRF) وحيود الأشعة السينية (XRD)، والتي أظهرت استحواذ الكوارتز والمواد الكربونية على النسب الأكبر منها. كما تمّ قياس مقدار انعكاس الطاقة الإشعاعية لدى الرمل قبل وبعد إتمام دورة حرارية، حيث لا يقتصر استخدام الرمل على تخزين الطاقة الحرارية فحسب، بل يمكن استخدامه أيضاً كلاقط شمسي مباشر يثبت أسفل مجرى تدفق أشعة الشمس المركزة. وقال الدكتور كالفيه: إن وفرة الرمل في البيئات الصحراوية كبيئة دولة الإمارات ، يساعد على خفض التكلفة بشكل كبير ضمن محطات الطاقة الشمسية المركزة الجديدة، يمكن توظيفها كمادة لتخزين الطاقة الحرارية والتقاط أشعة الشمس. وتابع : نجحنا من خلال هذا المشروع من إظهار الخواص المفيدة والعملية التي تنطوي عليها نوعية رمال الصحراء في الإمارات. وبموازاة إجراء تصنيف لخواص الرمل، تم اختبار نموذج مخبري ضمن فرن طاقة شمسية صغير في مختبر فرن الطاقة الشمسية 1 ميغاواط (PROMES CNRS) في أوديللو بفرنسا. وتولى مهمة تصميم وإعداد هذه التجربة خريج معهد مصدر ألبيرتو كريسبو إنييستا. وسوف يتم في الخطوة التالية من هذا المشروع اختبار نموذج مطوّر واثبات جدوى فاعليته في مرحلة ما قبل التسويق التجاري وذلك ضمن محطة معهد مصدر لأبحاث الطاقة الشمسية، عبر استخدام برج الأشعة المركزة المنعكسة للأسفل.