Mga Planta sa Pwerha ngadto sa Aras: Mga Tipo, Komponente ug Prinsipyong Pagsulay

Ang mga solar power plants mao ang mga sistema nga gamitang solar energy aron makaproduce og kuryente. Sila mahimong isulod sa duha ka pangutana: photovoltaic (PV) power plants ug concentrated solar power (CSP) plants. Ang photovoltaic power plants nagkonektar sa sunlight direkta sa kuryente pinaagi sa solar cells, samtang ang concentrated solar power plants gamitang mirrors o lenses aron makoncentrate sa sunlight ug heat sa fluid nga magdrive sa turbine o engine. Sa bulag niini nga article, ato mogihapon ang mga komponente, layout, ug operasyon sa duha ka tipo sa solar power plants, sama sa ilang mga advantage ug disadvantage.

Unsa ang Photovoltaic Power Plant?

Ang photovoltaic power plant mao ang large-scale PV system nga konektado sa grid ug disenyado aron makaproduce og bulk electrical power gikan sa solar radiation. Ang photovoltaic power plant gisakop sa daghang komponente, sama sa:

• Solar modules: Kini ang basic units sa PV system. Giya sila sa solar cells nga convert sa light sa kuryente. Ang solar cells kasagaran gihimo sa silicon, nga usa ka semiconductor material nga makapila sa photons ug release electrons. Ang electrons flow sa circuit ug create an electric current. Ang solar modules mahimong isulod sa daghang configurations, sama sa series, parallel, o series-parallel, depende sa voltage ug current requirements sa system.

• Mounting structures: Kini ang frames o racks nga support ug orient sa solar modules. Kasagaran sila fixed o adjustable, depende sa location ug climate sa site. Ang fixed mounting structures mas barato ug simple, apan wala sila track sa sun’s movement ug mahimong mapasabot sa output sa system. Ang adjustable mounting structures mahimong tilt o rotate sa solar modules aron follow sa sun’s position ug optimize energy production. Mahimong manual o automatic, depende sa degree of control ug accuracy needed.

• Inverters: Kini ang devices nga convert sa direct current (DC) produced sa solar modules sa alternating current (AC) nga makapangita sa grid o gamiton sa AC loads.

  

• Ang inverters mahimong isulod sa duha ka tipo: central inverters ug micro-inverters. Ang central inverters mao ang large units nga connect sa daghang solar modules o arrays ug provide sa single AC output. Ang micro-inverters mao ang small units nga connect sa bawat solar module o panel ug provide sa individual AC outputs. Ang central inverters mas cost-effective ug efficient para sa large-scale systems, samtang ang micro-inverters mas flexible ug reliable para sa small-scale systems.

• Charge controllers: Kini ang devices nga regulate sa voltage ug current sa solar modules o arrays aron prevent overcharging o over-discharging sa batteries. Ang charge controllers mahimong isulod sa duha ka tipo: pulse width modulation (PWM) controllers ug maximum power point tracking (MPPT) controllers. Ang PWM controllers mas simple ug barato, apan gi waste nimo ang daghang energy sa switching on ug off sa charging current. Ang MPPT controllers mas complex ug expensive, apan optimize nimo ang energy output sa adjustment sa voltage ug current aron match sa maximum power point sa solar modules o arrays.

• Batteries: Kini ang devices nga store excess electricity generated sa solar modules o arrays aron later use sa panahon walay sunlight o sa panahon walay grid. Ang batteries mahimong isulod sa duha ka tipo: lead-acid batteries ug lithium-ion batteries. Ang lead-acid batteries mas barato ug mas widely used, apan lower energy density, shorter lifespan, ug require more maintenance. Ang lithium-ion batteries mas expensive ug less common, apan higher energy density, longer lifespan, ug require less maintenance.

• Switches: Kini ang devices nga connect o disconnect sa daghang bahin sa system, sama sa solar modules, inverters, batteries, loads, o grids. Ang switches mahimong manual o automatic, depende sa level of safety ug control needed. Ang manual switches require human intervention aron operate sila, samtang ang automatic switches operate basehan sa predefined conditions o signals.

• Meters: Kini ang devices nga measure ug display sa daghang parameters sa system, sama sa voltage, current, power, energy, temperature, o irradiance. Ang meters mahimong analog o digital, depende sa type of display ug accuracy needed. Ang analog meters use needles o dials aron show values, samtang ang digital meters use numbers o graphs aron show values.

• Cables: Kini ang wires nga transmit sa electricity sa pagitan sa daghang components sa system. Ang cables mahimong isulod sa duha ka tipo: DC cables ug AC cables. Ang DC cables carry direct current gikan sa solar modules sa inverters o batteries, samtang ang AC cables carry alternating current gikan sa inverters sa grid o loads.

Ang layout sa photovoltaic power plant depende sa daghang factors, sama sa site conditions, system size, design objectives, ug grid requirements. Apan, ang typical layout gisakop sa tulo ka main parts: generation part, transmission part, ug distribution part.

Ang generation part gisakop sa solar modules, mounting structures, ug inverters nga produce sa kuryente gikan sa sunlight.

Ang transmission part gisakop sa cables, switches, ug meters nga transmit sa kuryente gikan sa generation part sa distribution part.

Ang distribution part gisakop sa batteries, charge controllers, ug loads nga store o consume sa kuryente.

Ang sumusunod nga diagram nagpakita sa example sa photovoltaic power plant layout:

Ang operasyon sa photovoltaic power plant depende sa daghang factors, sama sa weather conditions, load demand, ug grid status. Apan, ang typical operation gisakop sa tulo ka main modes: charging mode, discharging mode, ug grid-tie mode.

Ang charging mode occur sa panahon may excess sunlight ug low load demand. Sa kini nga mode, ang solar modules generate mas daghan na kuryente kay gi need sa loads. Ang excess kuryente gigamit sa charging sa batteries pinaagi sa charge controllers.

Ang discharging mode occur sa panahon walay sunlight o high load demand. Sa kini nga mode, ang solar modules generate mas kaayo na kuryente kay gi need sa loads. Ang deficit kuryente supplied sa batteries pinaagi sa inverters.

Ang grid-tie mode occur sa panahon may grid availability ug favorable tariff rates. Sa kini nga mode, ang solar modules generate kuryente nga makapangita sa grid pinaagi sa inverters.

Ang grid-tie mode mahimong occur usab sa panahon may grid outage, ug backup power needed. Sa kini nga mode, ang solar modules generate kuryente nga makapangita sa loads pinaagi sa inverters.

Unsa ang Concentrated Solar Power Plant?

Ang concentrated solar power plant mao ang large-scale CSP system nga gamitang mirrors o lenses aron makoncentrate sa sunlight sa receiver nga heat sa fluid nga drive sa turbine o engine aron makaproduce og kuryente. Ang concentrated solar power plant gisakop sa daghang komponente, sama sa:

• Collectors: Kini ang devices nga reflect o refract sa sunlight sa receiver. Ang collectors mahimong isulod sa upat ka tipo: parabolic troughs, parabolic dishes, linear Fresnel reflectors, ug central receivers. Ang parabolic troughs mao ang curved mirrors nga focus sa sunlight sa linear receiver tube nga run along their focal line. Ang parabolic dishes mao ang concave mirrors nga focus sa sunlight sa point receiver sa their focal point. Ang linear Fresnel reflectors mao ang flat mirrors nga reflect sa sunlight sa linear receiver tube above them. Ang central receivers mao ang towers surrounded sa array sa flat mirrors nga gitawag og heliostats nga reflect sa sunlight sa point receiver sa their top.

• Receivers: Kini ang devices nga absorb sa concentrated sunlight ug transfer nimo sa heat transfer fluid (HTF). Ang receivers mahimong isulod sa duha ka tipo: external receivers ug internal receivers. Ang external receivers exposed sa atmosphere ug high heat losses tungod sa convection ug radiation. Ang internal receivers enclosed sa vacuum chamber ug low heat losses tungod sa insulation ug evacuation.

• Heat transfer fluids: Kini ang fluids nga circulate sa receivers ug transport sa heat gikan sa collectors sa power block. Ang heat transfer fluids mahimong isulod sa duha ka tipo: thermal fluids ug molten salts. Ang thermal fluids mao ang organic liquids sama sa synthetic oils o hydrocarbons nga high boiling points ug low freezing points. Ang molten salts mao ang inorganic compounds sama sa sodium nitrate o potassium nitrate nga high heat capacity ug low vapor pressure.

• Power block: Kini ang lugar nga generate sa kuryente gikan sa heat pinaagi sa turbine o engine coupled sa generator. Ang power block mahimong isulod sa duha ka tipo: steam cycle ug Brayton cycle. Ang steam cycle use water as HTF ug produce steam nga drive sa steam turbine connected sa electric generator. Ang Brayton cycle use air as HTF ug produce hot air nga drive sa gas turbine connected sa electric generator.

• Storage system: Kini ang lugar nga store sa excess heat aron later use sa panahon walay sunlight o sa panahon high load demand. Ang storage systems mahimong isulod sa duha ka tipo: sensible heat storage ug latent heat storage. Ang sensible heat storage use materials sama sa rocks, water, o molten salts nga store heat pinaagi sa increase sa ilang temperature without changing ilang phase. Ang latent heat storage use materials sama sa phase change materials (PCMs) o thermochemical materials (TCMs) nga store heat pinaagi sa change sa ilang phase o chemical state without changing ilang temperature.

Ang layout sa concentrated solar power plant depende sa daghang factors, sama sa site conditions, system size, design objectives, ug grid requirements. Apan, ang typical layout gisakop sa tulo ka main parts: collection field, power block, ug storage system.

Ang collection field gisakop sa collectors, receivers, ug HTFs nga collect ug transport sa heat gikan sa sunlight.

Ang power block gisakop sa turbines, engines,

generators ug uban pang equipment nga convert sa heat sa kuryente.

Ang storage system gisakop sa tanks, vessels, ug uban pang devices nga store sa heat aron later use.

Ang operasyon sa concentrated solar power plant depende sa daghang factors, sama sa weather conditions, load demand, ug grid status. Apan, ang typical operation gisakop sa tulo ka main modes: charging mode, discharging mode, ug grid-tie mode.

Ang charging mode occur sa panahon may excess sunlight ug low load demand. Sa kini nga mode, ang collectors concentrate sa sunlight sa receivers nga heat sa HTF. Ang HTF then flows sa power block o storage system, depende sa system configuration ug control strategy.