Konsentratsioonipõhised päikeseenergia elektrijaamad

Konsentreeritud päikeseenergia elektrijaamad

Kasutavad peegleid või linnseid, et keskendada päikesevalgust vastuvõtjale, mis soojendab vedelikut, mille abil käivitatakse turbiin või mootor elektri tootmiseks.

Konsentreeritud päikeseenergia elektrijaam on suur skaala CSP-süsteem, mis kasutab peegleid või linnseid, et keskendada päikesevalgust vastuvõtjale, mis soojendab vedelikut, mis käivitab turbiini või mootori elektri tootmiseks. Konsentreeritud päikeseenergia elektrijaam koosneb mitmest komponendist, nagu:

•   Kogujad:Need on seadmed, mis heidavad või präästavad päikesevalgust vastuvõtjale. Kogujaid saab jagada neli tüüpi: paraboolilised laod, paraboolilised disid, lineaarsed Fresneli peeglid ja keskvastuvõtjad. Paraboolilised laod on kõverad peeglid, mis keskendavad päikesevalgust lineaarsele vastuvõtjuhule, mis jookseb nende fookusjoonel. Paraboolilised disid on konkaved peeglid, mis keskendavad päikesevalgust punktidele vastuvõtjal nende fookuspunktis. Lineaarsed Fresneli peeglid on tasakülgsed peeglid, mis heidavad päikesevalgust lineaarsele vastuvõtjuhule üle neile. Keskvastuvõtjad on tornid, mida ümbritseb tasa peeglitena nimetatud heliostatide rühmitus, mis heidavad päikesevalgust punktidele vastuvõtjal nende otsas.

• Vastuvõtjad:  Need on seadmed, mis absorpbeerivad konsentreeritud päikesevalguse ja edastavad selle soojusevedeliku (HTF) vastu. Vastuvõtjaid saab jagada kaheks tüüpi: väliseksed vastuvõtjad ja sisemised vastuvõtjad. Välised vastuvõtjad on atmosfääri väljakutsete all ja need kannatavad suurel hulgal soojusekaotusi konveksiooni ja kiirguse tõttu. Sisemised vastuvõtjad asuvad vakuumpäringus ja need kannatavad väikest soojusekaotust tänu eraldamisele ja evakueerimisele.

• Soojusevedelikud: Need on vedelikud, mis ringlevad vastuvõtjates ja transpordivad soojust kogujatest energiablokkile. Soojusevedelikuid saab jagada kaheks tüüpi: soojusevedelikud ja keevunud soolad. Soojusevedelikud on orgaanilised vedelikud, nagu sünteetilised õlid või ülikütused, mis omavad kõrgeid keevumispunkte ja madalaid jäätumispunkte. Keevunud soolad on inorgaanilised ühendid, nagu natriumnitraat või kalitsiumnitraat, mis omavad kõrget soojusekapasitati ja madalat auravälgiaeda.

• Energia blokk: See on koht, kus elekter genereeritakse soojusest turbiini või mootori abil, mis on ühendatud generaatoriga. Energia blokki saab jagada kaheks tüüpi: ahaulik tsükkel ja Braytoni tsükkel. Ahaulik tsükkel kasutab vett HTF-na ja toodab ahti, mis käivitab ahtub, mis on ühendatud elektrigeneraatoriga. Braytoni tsükkel kasutab õhkut HTF-na ja toodab külmilta, mis käivitab gaasi turbina, mis on ühendatud elektrigeneraatoriga.

• Varude säilitussüsteem: See on koht, kus üleliigse soojuse hooldatakse hilisema kasutamiseks, kui ei ole päikesevalgust või kui on suur laodemand. Varude säilitussüsteeme saab jagada kaheks tüüpi: mõistlik soojuse säilitamine ja latentne soojuse säilitamine. Mõistlik soojuse säilitamine kasutab materjale, nagu kivid, vesi või keevunud soolad, mis säilitavad soojuse nende temperatuuri tõstmise kaudu ilma nende faasi muutmata. Latentne soojuse säilitamine kasutab materjale, nagu faasi muutumismaterjalid (PCMs) või termo-keemilised materjalid (TCMs), mis säilitavad soojuse nende faasi või keemilise oleku muutmise kaudu ilma nende temperatuuri muutmata.

  
  

Konsentreeritud päikeseenergia elektrijaama paigutus sõltub mitmest tegurist, nagu asukoha tingimused, süsteemi suurus, disainieesmärgid ja võrgu nõuded. Siiski koosneb tavaline paigutus kolmest peamisest osast: kogumisala, energia blokk ja varude säilitussüsteem.

Kogumisala hõlmab kogujaid, vastuvõtjaid ja HTFe, mis koguvad ja transpordivad soojust päikesevalgusest.Energia blokk hõlmab turbiine, mootoreid,generaatoreid ja muud seadmeid, mis teisendavad soojuse elektriks.Varude säilitussüsteem hõlmab tankide, vesiniku ja muude seadmete, mis säilitavad soojust hilisema kasutamiseks.

Konsentreeritud päikeseenergia elektrijaama töö sõltub mitmest tegurist, nagu ilmatingimused, laodemand ja võrgu staatus. Siiski koosneb tavaline töö kolmest peamisest režiimist: laadimisrežiim, lahtimisrežiim ja võrguühendusega režiim.

Laadimisrežiim toimub siis, kui on üleliigset päikesevalgust ja madal laodemand. Selles režiimis kogujad keskendavad päikesevalgust vastuvõtjatele, mis soojendavad HTF-d. HTF seejärel virtsab energia blokki või varude säilitussüsteemi, sõltudes süsteemi konfiguratsioonist ja juhtimisstrateegiast.

Lahtimisrežiim toimub siis, kui ei ole päikesevalgust või kui on kõrge laodemand. Selles režiimis virtsab HTF varude säilitussüsteemist energia blokki, kus see toodab ahti või külmilta, mis käivitab turbiini või mootori elektri tootmiseks.

Võrguühendusega režiim toimub siis, kui on võrgu saatavus ja soodsad tarifid. Selles režiimis saab energia blokk poolt genereeritud elekter viia võrgu kaudu transformaatori ja lüliti kaudu. Võrguühendusega režiim võib toimuda ka siis, kui on võrguvahetus ja on vaja varunduskütust. Selles režiimis saab energia blokk poolt genereeritud elekter kasutatud laodite kaudu invertori ja lüliti kaudu.