Konzcentrované sluneční elektrárny

Koncentrované solární elektrárny

Používají zrcadla nebo čočky k soustředění slunečního světla na přijímač, který ohřívá tekutinu, což pohání turbínu nebo motor k výrobě elektřiny.

Koncentrovaná solární elektrárna je velká CSP systém, který používá zrcadla nebo čočky k soustředění slunečního světla na přijímač, který ohřívá tekutinu, což pohání turbínu nebo motor k výrobě elektřiny. Koncentrovaná solární elektrárna se skládá z několika komponent, jako jsou:

•   Sebírače:Jsou to zařízení, která odrážejí nebo lomí sluneční světlo na přijímač. Sebírače lze rozdělit do čtyř typů: parabolické hranice, parabolické misky, lineární Fresnelovy reflektory a centrální přijímače. Parabolické hranice jsou zakřivená zrcadla, která soustřeďují sluneční světlo na lineární přijímačový trubku, která běží podél jejich fokální čáry. Parabolické misky jsou konkávní zrcadla, která soustřeďují sluneční světlo na bodový přijímač v jejich fokálním bodě. Lineární Fresnelovy reflektory jsou rovná zrcadla, která odrážejí sluneční světlo na lineární přijímačovou trubku nad nimi. Centrální přijímače jsou věže obklopené sadou rovných zrcadel nazývaných heliostaty, která odrážejí sluneční světlo na bodový přijímač na jejich vrcholu.

• Přijímače:  Jsou to zařízení, která absorbují soustředěné sluneční světlo a přenášejí ho na tepelnou přenosnou tekutinu (TPT). Přijímače lze rozdělit do dvou typů: externí přijímače a interní přijímače. Externí přijímače jsou vystaveny atmosféře a mají vysoké tepelné ztráty kvůli konvekci a radiaci. Interní přijímače jsou uzavřeny v vakuumové komoře a mají nízké tepelné ztráty díky izolaci a evakuaci.

• Tepelné přenosné tekutiny: Jsou to tekutiny, které cirkulují přes přijímače a přenášejí teplo od sebíračů k energetickému bloku. Tepelné přenosné tekutiny lze rozdělit do dvou typů: tepelné tekutiny a tavené srazy. Tepelné tekutiny jsou organické kapaliny, jako jsou syntetické oleje nebo uhlovodíky, které mají vysoké teploty varu a nízké teploty mrazu. Tavené srazy jsou anorganické sloučeniny, jako je dusičnan sodný nebo dusičnan draselný, které mají vysokou tepelnou kapacitu a nízkou parní tlak.

• Energetický blok: Zde se generuje elektřina z tepla pomocí turbíny nebo motoru spojeného s generátorem. Energetický blok lze rozdělit do dvou typů: parní cyklus a Braytonův cyklus. Parní cyklus používá vodu jako TPT a produkuje páru, která pohání parní turbínu spojenou s elektrickým generátorem. Braytonův cyklus používá vzduch jako TPT a produkuje horký vzduch, který pohání plynovou turbínu spojenou s elektrickým generátorem.

• Systém uchovávání: Zde se uchovává přebytečné teplo pro pozdější použití, kdy není slunečního světla nebo kdy je vysoká poptávka po zatížení. Systémy uchovávání lze rozdělit do dvou typů: uchovávání citlivého tepla a uchovávání skrytého tepla. Uchovávání citlivého tepla používá materiály, jako jsou kameny, voda nebo tavené srazy, které uchovávají teplo zvyšováním své teploty bez změny fáze. Uchovávání skrytého tepla používá materiály, jako jsou materiály pro změnu fáze (PCMs) nebo termochemické materiály (TCMs), které uchovávají teplo změnou fáze nebo chemického stavu bez změny teploty.

  
  

Rozvržení koncentrované solární elektrárny závisí na několika faktorech, jako jsou podmínky místa, velikost systému, návrhové cíle a požadavky sítě. Nicméně, typické rozvržení se skládá ze tří hlavních částí: sběrné pole, energetický blok a systém uchovávání.

Sběrné pole zahrnuje sebírače, přijímače a TPT, které shromažďují a přenášejí teplo ze slunečního světla.Energetický blok zahrnuje turbíny, motory,generátory a další zařízení, která převádějí teplo na elektřinu.Systém uchovávání zahrnuje nádrže, nádoby a další zařízení, které uchovávají teplo pro pozdější použití.

Provoz koncentrované solární elektrárny závisí na několika faktorech, jako jsou počasné podmínky, poptávka po zatížení a stav sítě. Nicméně, typický provoz se skládá ze tří hlavních režimů: nabíjecí režim, vybíjecí režim a síťový režim.

Nabíjecí režim nastává, když je přebytečné sluneční světlo a nízká poptávka po zatížení. V tomto režimu sebírače soustřeďují sluneční světlo na přijímače, které ohřívají TPT. TPT pak proudí do energetického bloku nebo systému uchovávání, v závislosti na konfiguraci systému a strategii řízení.

Vybíjecí režim nastává, když není slunečního světla nebo je vysoká poptávka po zatížení. V tomto režimu TPT proudí ze systému uchovávání do energetického bloku, kde produkují páru nebo horký vzduch, který pohání turbínu nebo motor k výrobě elektřiny.

Síťový režim nastává, když je dostupnost sítě a příznivé tarifní sazby. V tomto režimu lze elektřinu vygenerovanou energetickým blokem přivedením do sítě prostřednictvím transformátoru a spínače. Síťový režim může nastat také, když dojde k výpadku sítě a potřebujeme záložní energii. V tomto režimu lze elektřinu vygenerovanou energetickým blokem použít pro zatížení prostřednictvím inverzoru a spínače.