संकेंद्रित सौर ऊर्जा संयंत्र

संकेंद्रित सौर ऊर्जा संयंत्र

दर्पणों या लेंसों का उपयोग करके प्रतिबिंबित सूर्य की रोशनी को एक ग्राहक पर केंद्रित किया जाता है जो एक द्रव को गर्म करता है, जिससे टर्बाइन या इंजन को चलाकर विद्युत उत्पन्न की जाती है।

एक संकेंद्रित सौर ऊर्जा संयंत्र एक बड़े पैमाने पर CSP प्रणाली है जो दर्पणों या लेंसों का उपयोग करके सूर्य की रोशनी को एक ग्राहक पर केंद्रित करता है, जो एक द्रव को गर्म करता है जो टर्बाइन या इंजन को चलाकर विद्युत उत्पन्न करता है। एक संकेंद्रित सौर ऊर्जा संयंत्र कई घटकों से बना होता है, जैसे:

•   संग्राहक:ये उपकरण हैं जो सूर्य की रोशनी को ग्राहक पर प्रतिबिंबित या अपवर्तित करते हैं। संग्राहकों को चार प्रकार में वर्गीकृत किया जा सकता है: परवलयीय ट्राफ, परवलयीय डिश, रेखीय फ्रेस्नेल प्रतिबिंबक और केंद्रीय ग्राहक। परवलयीय ट्राफ घुमावदार दर्पण होते हैं जो सूर्य की रोशनी को एक रेखीय ग्राहक ट्यूब पर केंद्रित करते हैं जो उनकी फोकल रेखा पर चलता है। परवलयीय डिश अवतल दर्पण होते हैं जो सूर्य की रोशनी को उनके फोकल बिंदु पर एक बिंदु ग्राहक पर केंद्रित करते हैं। रेखीय फ्रेस्नेल प्रतिबिंबक सपाट दर्पण होते हैं जो सूर्य की रोशनी को उनके ऊपर एक रेखीय ग्राहक ट्यूब पर प्रतिबिंबित करते हैं। केंद्रीय ग्राहक टावर होते हैं जिनके चारों ओर फ्लैट दर्पणों की एक श्रृंखला होती है जिन्हें हेलियोस्टैट्स कहा जाता है जो सूर्य की रोशनी को उनके शीर्ष पर एक बिंदु ग्राहक पर प्रतिबिंबित करते हैं।

• ग्राहक:  ये उपकरण हैं जो संकेंद्रित सूर्य की रोशनी को अवशोषित करते हैं और इसे एक ऊष्मा स्थानांतरण द्रव (HTF) में स्थानांतरित करते हैं। ग्राहकों को दो प्रकार में वर्गीकृत किया जा सकता है: बाह्य ग्राहक और आंतरिक ग्राहक। बाह्य ग्राहक वायुमंडल से खुले होते हैं और धुंधला और विकिरण के कारण ऊष्मा की उच्च हानि होती है। आंतरिक ग्राहक एक वैक्यूम चैम्बर में बंद होते हैं और इनमें ऊष्मा की कम हानि होती है क्योंकि इनमें अवरोधन और विक्षेपण होता है।

• ऊष्मा स्थानांतरण द्रव: ये द्रव हैं जो ग्राहकों में घूमते हैं और ऊष्मा को संग्राहकों से पावर ब्लॉक तक स्थानांतरित करते हैं। ऊष्मा स्थानांतरण द्रवों को दो प्रकार में वर्गीकृत किया जा सकता है: ऊष्मीय द्रव और गलित लवण। ऊष्मीय द्रव जैसे कि संश्लेषित तेल या हाइड्रोकार्बन जो उच्च क्वथन बिंदु और कम ठंडा बिंदु होते हैं। गलित लवण अकार्बनिक यौगिक जैसे कि सोडियम नाइट्रेट या पोटेशियम नाइट्रेट जो ऊष्मा क्षमता उच्च और वाष्प दाब कम होता है।

• पावर ब्लॉक: यह वह स्थान है जहाँ ऊष्मा का उपयोग टर्बाइन या इंजन के साथ जोड़े जाने वाले जनरेटर के माध्यम से विद्युत उत्पन्न की जाती है। पावर ब्लॉक को दो प्रकार में वर्गीकृत किया जा सकता है: भाप चक्र और ब्रेटन चक्र। भाप चक्र जल का उपयोग HTF के रूप में करता है और भाप उत्पन्न करता है जो एक विद्युत जनरेटर से जुड़े भाप टर्बाइन को चलाता है। ब्रेटन चक्र हवा का उपयोग HTF के रूप में करता है और गर्म हवा उत्पन्न करता है जो एक विद्युत जनरेटर से जुड़े गैस टर्बाइन को चलाता है।

• स्टोरेज सिस्टम: यह वह स्थान है जहाँ अतिरिक्त ऊष्मा को बाद में उपयोग के लिए संग्रहीत किया जाता है जब सूर्य की रोशनी नहीं होती है या जब उच्च लोड मांग होती है। स्टोरेज सिस्टम को दो प्रकार में वर्गीकृत किया जा सकता है: संवेदनशील ऊष्मा संग्रह और गुप्त ऊष्मा संग्रह। संवेदनशील ऊष्मा संग्रह ऐसे सामग्री जैसे कि चट्टान, पानी, या गलित लवण का उपयोग करता है जो अपने तापमान बढ़ाकर ऊष्मा संग्रह करता है बिना अपने अवस्था को बदले। गुप्त ऊष्मा संग्रह ऐसे सामग्री जैसे कि फेज बदल सामग्री (PCMs) या थर्मोकेमिकल सामग्री (TCMs) का उपयोग करता है जो ऊष्मा को अपने फेज या रासायनिक अवस्था बदलकर संग्रहीत करता है बिना अपने तापमान को बदले।

  
  

एक संकेंद्रित सौर ऊर्जा संयंत्र की व्यवस्था कई कारकों, जैसे साइट की स्थिति, प्रणाली का आकार, डिजाइन उद्देश्य, और ग्रिड की आवश्यकताओं पर निर्भर करती है। हालांकि, एक आम व्यवस्था में तीन मुख्य भाग होते हैं: संग्रह फील्ड, पावर ब्लॉक, और स्टोरेज सिस्टम।

संग्रह फील्ड में संग्राहक, ग्राहक, और HTFs शामिल होते हैं जो सूर्य की रोशनी से ऊष्मा संग्रह और ट्रांसपोर्ट करते हैं।पावर ब्लॉक में टर्बाइन, इंजन,जनरेटर और अन्य उपकरण शामिल होते हैं जो ऊष्मा को विद्युत में परिवर्तित करते हैं।स्टोरेज सिस्टम में टैंक, वेसल, और अन्य उपकरण शामिल होते हैं जो ऊष्मा को बाद में उपयोग के लिए संग्रहीत करते हैं।

एक संकेंद्रित सौर ऊर्जा संयंत्र का संचालन कई कारकों, जैसे मौसम की स्थिति, लोड मांग, और ग्रिड की स्थिति पर निर्भर करता है। हालांकि, एक आम संचालन में तीन मुख्य मोड होते हैं: चार्जिंग मोड, डिस्चार्जिंग मोड, और ग्रिड-टाइ मोड।

चार्जिंग मोड तब होता है जब अतिरिक्त सूर्य की रोशनी और कम लोड मांग होती है। इस मोड में, संग्राहक सूर्य की रोशनी को ग्राहक पर केंद्रित करते हैं जो HTF को गर्म करता है। फिर HTF पावर ब्लॉक या स्टोरेज सिस्टम की ओर बहता है, जो प्रणाली की विन्यास और नियंत्रण रणनीति पर निर्भर करता है।

डिस्चार्जिंग मोड तब होता है जब सूर्य की रोशनी नहीं होती है या उच्च लोड मांग होती है। इस मोड में, HTF स्टोरेज सिस्टम से पावर ब्लॉक की ओर बहता है, जहाँ यह भाप या गर्म हवा उत्पन्न करता है जो टर्बाइन या इंजन को चलाकर विद्युत उत्पन्न करता है।

ग्रिड-टाइ मोड तब होता है जब ग्रिड उपलब्ध होता है और अनुकूल टैरिफ दरें होती हैं। इस मोड में, पावर ब्लॉक द्वारा उत्पन्न विद्युत एक ट्रांसफॉर्मर और एक स्विच के माध्यम से ग्रिड में दिया जा सकता है। ग्रिड-टाइ मोड तब भी हो सकता है जब ग्रिड ऑफ होता है और बैकअप विद्युत की आवश्यकता होती है। इस मोड में, पावर ब्लॉक द्वारा उत्पन्न विद्युत एक इनवर्टर और एक स्विच के माध्यम से लोडों को दिया जा सकता है।