نیروگاه خورشیدی نور (Noor) در ورزازات مراکش، بزرگ‌ترین مجموعه نیروگاه خورشیدی متمرکز (CSP) در جهان است که بخشی از برنامه انرژی خورشیدی مراکش (Moroccan Solar Plan) برای تولید 2 گیگاوات انرژی خورشیدی تا سال 2020 محسوب می‌شود. این پروژه با هدف کاهش وابستگی 95 درصدی مراکش به سوخت‌های فسیلی وارداتی و تأمین انرژی پاک برای بیش از یک میلیون نفر طراحی شده است. نیروگاه نور با بهره‌گیری از فناوری CSP، آینه‌های سهموی، و ذخیره‌سازی انرژی حرارتی، نه‌تنها نیازهای داخلی را برآورده می‌کند، بلکه پتانسیل صادرات انرژی به اروپا و آفریقا را دارد.
معرفی نیروگاه نور مراکش
نیروگاه نور در منطقه غسات، 10 کیلومتری شمال شرقی شهر ورزازات در استان درعا-تافیلالت واقع شده است. این مجموعه شامل چهار فاز است: نور I، II، III (با فناوری CSP) و نور IV (فتوولتاییک). نور I با ظرفیت 160 مگاوات در سال 2016 راه‌اندازی شد، نور II (200 مگاوات) و نور III (150 مگاوات) در سال 2018 به بهره‌برداری رسیدند، و نور IV با 72 مگاوات فتوولتاییک تکمیل شد. کل مجموعه با ظرفیت 582 مگاوات، 760,000 تن دی‌اکسید کربن در سال کاهش می‌دهد. آب موردنیاز از سد منصور الدحبی (12 کیلومتری) تأمین می‌شود، و پروژه توسط کنسرسیومی به رهبری ACWA Power و آژانس انرژی پایدار مراکش (MASEN) مدیریت می‌شود.
روند ساخت و زمان‌بندی پروژه
ساخت نیروگاه خورشیدی نور مراکش در چهار فاز برنامه‌ریزی شد. فاز اول (نور I) در می 2013 آغاز و در فوریه 2016 به بهره‌برداری رسید. فاز دوم (نور II) در فوریه 2016 شروع شد و در ژانویه 2018 تکمیل گردید. فاز سوم (نور III) همزمان با فاز دوم آغاز و در مارس 2018 راه‌اندازی شد. فاز چهارم (نور IV) در سال 2018 به‌عنوان یک پروژه فتوولتاییک تکمیل شد. کل پروژه با هزینه تقریبی 9 میلیارد دلار، با تأخیرهایی به دلیل پیچیدگی‌های فناوری CSP و هماهنگی بین‌المللی مواجه شد. مراسم افتتاح نور I توسط پادشاه محمد ششم در فوریه 2016 برگزار شد، که نقطه عطفی در برنامه انرژی تجدیدپذیر مراکش بود.
مساحت و ابعاد کلی نیروگاه
مجموعه نور بیش از 3000 هکتار (معادل 3500 زمین فوتبال) را پوشش می‌دهد. نور I با 480 هکتار، نور II با 612 هکتار، نور III با 598 هکتار، و نور IV با مساحت کمتری برای پنل‌های فتوولتاییک طراحی شده‌اند. نور I شامل 537,000 آینه سهموی در 400 ردیف به طول 300 متر است. نور II دارای 400 حلقه جمع‌کننده خورشیدی با مساحت مؤثر 1,800,000 مترمربع است. نور III با برج خورشیدی 250 متری و هلیواستات‌ها، فضای 550 هکتاری را اشغال می‌کند. این ابعاد عظیم، همراه با تابش سالانه 2635 کیلووات‌ساعت بر مترمربع، اوارزازات را به مکانی ایده‌آل برای تولید انرژی خورشیدی تبدیل کرده است.
بررسی فناوری CSP در Noor
فناوری CSP (Concentrated Solar Power) در نور I و II از آینه‌های سهموی برای متمرکز کردن نور خورشید بر لوله‌های حاوی سیال انتقال حرارت (HTF) استفاده می‌کند که تا 393 درجه سانتی‌گراد گرم می‌شود. این حرارت بخار تولید کرده و توربین را به حرکت درمی‌آورد. نور III از فناوری برج خورشیدی بهره می‌برد، که هلیواستات‌ها نور را به گیرنده‌ای در بالای برج 250 متری هدایت می‌کنند و دمایی تا 700 درجه سانتی‌گراد ایجاد می‌کنند. CSP امکان ذخیره‌سازی انرژی حرارتی در نمک مذاب را فراهم می‌کند، که برخلاف فتوولتاییک، تولید برق در شب را ممکن می‌سازد. شرکت SENER فناوری آینه‌های SENERtrough و SENERtrough-2 را برای نور I و II تأمین کرد.
تفاوت نیروگاه نور با نیروگاه‌های فتوولتاییک
نیروگاه نور (به‌جز نور IV) از فناوری CSP استفاده می‌کند، در حالی که نیروگاه‌های فتوولتاییک (PV) مستقیماً نور خورشید را به برق تبدیل می‌کنند. CSP با ذخیره‌سازی انرژی حرارتی در نمک مذاب، امکان تولید برق در شب یا روزهای ابری را فراهم می‌کند (3 ساعت برای نور I، 7-8 ساعت برای نور II و III)، اما PV معمولاً به باتری‌های گران‌قیمت وابسته است. CSP نیاز به مساحت بیشتری دارد و هزینه نصب آن بالاتر است (2-3 برابر PV)، اما بازده انرژی آن در مناطق با تابش بالا مانند مراکش بیشتر است. نور IV از PV استفاده می‌کند که هزینه کمتری دارد، اما فاقد ذخیره‌سازی حرارتی است.
ظرفیت تولید برق در فازهای مختلف
کل ظرفیت نیروگاه نور مراکش 582 مگاوات است. نور I با 160 مگاوات، 370 گیگاوات‌ساعت در سال تولید می‌کند و 650,000 نفر را تأمین می‌کند. نور II با 200 مگاوات، 600 گیگاوات‌ساعت در سال تولید کرده و با ذخیره‌سازی 7 ساعته، پایداری بیشتری دارد. نور III با 150 مگاوات، 500 گیگاوات‌ساعت در سال تولید می‌کند و از فناوری برج خورشیدی بهره می‌برد. نور IV با 72 مگاوات، مکمل فتوولتاییک است. کل مجموعه 1.8 تراوات‌ساعت در سال تولید می‌کند و برق 1 میلیون خانه را تأمین می‌کند، معادل جایگزینی 2.5 میلیون تن نفت وارداتی.
سرمایه‌گذاران و شرکای بین‌المللی پروژه
پروژه نور توسط کنسرسیومی به رهبری ACWA Power (عربستان سعودی) و MASEN اجرا شد. سرمایه‌گذاران بین‌المللی شامل بانک جهانی (400 میلیون دلار وام)، بانک توسعه آفریقا (485 میلیون دلار)، بانک سرمایه‌گذاری اروپا، صندوق فناوری پاک (216 میلیون دلار)، آژانس توسعه فرانسه، و KFW آلمان هستند. شرکت‌های SENER، TSK، Acciona (اسپانیا)، و NOMAC (زیرمجموعه ACWA) در مهندسی، ساخت، و بهره‌برداری مشارکت داشتند. آلمان 834 میلیون یورو وام کم‌بهره ارائه کرد. این همکاری بین‌المللی هزینه 9 میلیارد دلاری پروژه را تأمین کرد و نور را به الگویی برای پروژه‌های تجدیدپذیر در آفریقا تبدیل نمود.
بررسی تجهیزات اصلی مانند آینه‌های سهموی
آینه‌های سهموی نور I و II، ساخته‌شده توسط شرکت Flabeg آلمان، 12 متر ارتفاع و 3 متر عرض دارند و در 400 ردیف 300 متری (537,000 آینه) چیده شده‌اند. این آینه‌ها نور خورشید را بر لوله‌های حاوی سیال انتقال حرارت (HTF) متمرکز می‌کنند که از 297 به 393 درجه سانتی‌گراد گرم می‌شود. نور II از آینه‌های SENERtrough-2 با مساحت 1,800,000 مترمربع استفاده می‌کند. نور III از هلیواستات‌هایی بهره می‌برد که نور را به گیرنده‌ای در برج 250 متری هدایت می‌کنند. این تجهیزات با دقت بالا تنظیم می‌شوند تا بازده انرژی را به حداکثر برسانند، اما نیاز به تمیزکاری منظم دارند.
چگونه نیروگاه Noor مراکش را به قطب انرژی خورشیدی تبدیل کرد؟
نیروگاه خورشیدی نور مراکش با ظرفیت 582 مگاوات و فناوری پیشرفته CSP، مراکش را به پیشرو در انرژی تجدیدپذیر در آفریقا تبدیل کرد. این پروژه وابستگی به سوخت‌های فسیلی را کاهش داد و با ایجاد 1000 شغل ساخت‌وساز و 60 شغل دائمی، اقتصاد محلی را تقویت کرد. نور امکان صادرات انرژی به اروپا از طریق کابل برق به اسپانیا را فراهم کرده و توجه سرمایه‌گذاران جهانی را جلب نمود. میزبانی کنفرانس تغییرات اقلیمی COP22 در سال 2016 در مراکش، جایگاه نور را به‌عنوان الگویی برای توسعه پایدار تثبیت کرد. این پروژه همچنین برنامه‌های آموزشی انرژی تجدیدپذیر را در مراکش گسترش داد.
سیستم‌های ذخیره‌سازی انرژی حرارتی
نور I از ذخیره‌سازی انرژی حرارتی با نمک مذاب برای 3 ساعت استفاده می‌کند، در حالی که نور II و III تا 7-8 ساعت ذخیره‌سازی دارند. نمک مذاب در طول روز توسط آینه‌ها گرم شده و در مخازن عایق ذخیره می‌شود. این سیستم دمای 320-400 درجه سانتی‌گراد را حفظ کرده و در شب بخار تولید می‌کند. نور II دارای ظرفیت ذخیره‌سازی 2800 مگاوات‌ساعت حرارتی و نور III دارای 2730 مگاوات‌ساعت است. این فناوری تولید برق پایدار را تضمین می‌کند، اما هزینه‌های بالای نمک مذاب و نگهداری، چالش‌هایی را ایجاد کرده است. شرکت Azelio در سال 2020 سیستم ذخیره‌سازی جدیدی را در نور نصب کرد.
چالش‌های عملیاتی و نگهداری
نور با چالش‌هایی مانند هزینه‌های بالای نگهداری و مشکلات فنی مواجه بوده است. نور III در سال 2021 به دلیل نقص فنی یک سال متوقف شد، که باعث شد برخی پیشنهاد کنند CSP با PV جایگزین شود. مصرف آب بالای نور I (4.6 لیتر به ازای هر کیلووات‌ساعت) در منطقه خشک اوارزازات نگرانی‌هایی ایجاد کرده است، اگرچه نور II و III از خنک‌کننده خشک استفاده می‌کنند. هزینه تولید برق (0.12-0.19 دلار به ازای هر کیلووات‌ساعت) بالاتر از نیروگاه‌های فسیلی است و MASEN سالانه 80 میلیون دلار کسری عملیاتی گزارش کرده است. بااین‌حال، عملکرد نور در سال 2023 بهبود یافت.
نور سالانه 760,000 تن دی‌اکسید کربن را کاهش می‌دهد و معادل 2.5 میلیون تن نفت وارداتی صرفه‌جویی می‌کند. این پروژه 1000 شغل ساخت‌وساز و 60 شغل دائمی ایجاد کرد و با آموزش نیروی کار محلی، اقتصاد منطقه را تقویت نمود. نور به توسعه گردشگری و زیرساخت‌های اوارزازات کمک کرد و پتانسیل صادرات انرژی به اروپا را افزایش داد. بااین‌حال، مصرف بالای آب و هزینه‌های عملیاتی بالا همچنان چالش‌هایی هستند. نور به‌عنوان الگویی برای کشورهای آفریقایی، توسعه انرژی تجدیدپذیر را ترویج می‌کند و مراکش را در رتبه دوم شاخص عملکرد تغییرات اقلیمی (CCPI) 2019 قرار داد.
مقایسه Noor با پروژه‌های مشابه در جهان
نور با 582 مگاوات، بزرگ‌ترین مجموعه CSP جهان بالاتر از ایوانپا است. در مقایسه، نیروگاه Crescent Dunes در آمریکا (110 مگاوات) و Solana در آریزونا (280 مگاوات) ظرفیت کمتری دارند. نیروگاه‌های اسپانیا مانند Gemasolar (20 مگاوات) از فناوری مشابه برج خورشیدی استفاده می‌کنند، اما در مقیاس کوچک‌تر. نور III تنها پنجمین نیروگاه CSP برج خورشیدی جهان است. نیروگاه خورشیدی نور مراکش در ذخیره‌سازی حرارتی (7-8 ساعت) نسبت به Solana (6 ساعت) برتری دارد، اما هزینه تولید برق آن (0.19 دلار به ازای هر کیلووات‌ساعت) بالاتر از PV است. نور همچنین با مصرف آب بالا (1.7 میلیون مترمکعب در سال) در مقایسه با نیروگاه‌های PV چالش‌هایی دارد.
