Koncentrirane solarno-energetske postrojave

Koncentrirane solarni elektrane

Koriste ogledala ili sočiva za fokusiranje sunčeve svjetlosti na prijemnik koji zagrijava tekućinu, pokrećući turbine ili motor kako bi se proizvela struja.

Koncentrirana solarna elektrana je velika CSP sustav koja koristi ogledala ili sočiva za koncentriranje sunčeve svjetlosti na prijemnik koji zagrijava tekućinu koja pokreće turbinu ili motor kako bi se proizvela struja. Koncentrirana solarna elektrana sastoji se od nekoliko komponenti, poput:

•   Zbiratelji:To su uređaji koji reflektiraju ili refraktiraju sunčevu svjetlost na prijemnik. Zbiratelji mogu biti klasificirani u četiri vrste: parabolični lonci, parabolična tanjura, linearni Fresnelovi reflektori i centralni prijemnici. Parabolični lonci su zakrivljeni ogledala koja fokusiraju sunčevu svjetlost na linearni prijemni cijevi koji teče duž njihove fokalne linije. Parabolična tanjura su konkavna ogledala koja fokusiraju sunčevu svjetlost na točkasti prijemnik na njihovoj fokalnoj točki. Linearni Fresnelovi reflektori su ravna ogledala koja reflektiraju sunčevu svjetlost na linearni prijemni cijevi iznad njih. Centralni prijemnici su torne okruženi nizom ravnih ogledala zvanih heliostati, koja reflektiraju sunčevu svjetlost na točkasti prijemnik na njihovim vrhovima.

• Prijemnici:  To su uređaji koji apsorbiraju koncentriranu sunčevu svjetlost i prenose je na tekućinu za prenos topline (HTF). Prijemnici mogu biti klasificirani u dvije vrste: vanjski prijemnici i unutarnji prijemnici. Vanjski prijemnici su izloženi atmosferi i imaju visoke gubitke topline zbog konvekcije i radijacije. Unutarnji prijemnici su zatvoreni u vakuumskoj komori i imaju niske gubitke topline zbog izolacije i evakuacije.

• Tečnosti za prenos topline: To su tekućine koje cirkuliraju kroz prijemnike i transportiraju toplinu od zbiratelja do bloka snage. Tečnosti za prenos topline mogu biti klasificirane u dvije vrste: termalne tekućine i talične sole. Termalne tekućine su organske tekućine poput sintetskih ulja ili ugljikovodika koji imaju visoku temperaturu vreline i nisku temperaturu mračenja. Talične sole su anorganski spojevi poput natrijevog nitrat ili kalijevog nitrat koji imaju visoku toplotnu kapacitetu i niski tlak pare.

• Blok snage: To je mjesto gdje se struja generira iz topline pomoću turbine ili motora spojenog s generatorom. Blok snage može biti klasificiran u dvije vrste: parni ciklus i Braytonov ciklus. Parni ciklus koristi vodu kao HTF i proizvodi par koji pokreće parnu turbinu spojenu s električnim generatorom. Braytonov ciklus koristi zrak kao HTF i proizvodi vrući zrak koji pokreće plinsku turbinu spojenu s električnim generatorom.

• Sustav za pohranu: To je mjesto gdje se višak topline pohranjuje za kasniju upotrebu kada nema sunca ili kada postoji visoka potražnja. Sustavi za pohranu mogu biti klasificirani u dvije vrste: pohrana osjetljive topline i pohrana latentne topline. Pohrana osjetljive topline koristi materijale poput stijena, vode ili taličnih soli koji pohranjuju toplinu povećavanjem svoje temperature bez promjene faze. Pohrana latentne topline koristi materijale poput materijala za promjenu faze (PCMs) ili termokemijskih materijala (TCMs) koji pohranjuju toplinu mijenjanjem faze ili kemijskog stanja bez promjene temperature.

  
  

Raspored koncentrirane solarni elektrane ovisi o nekoliko faktora, poput uvjeta lokacije, veličine sustava, dizajnerskih ciljeva i zahtjeva mreže. Međutim, tipičan raspored sastoji se od tri glavna dijela: polje zbiranja, blok snage i sustav za pohranu.

Polje zbiranja uključuje zbiratelje, prijemnike i HTFe koji prikupljaju i transportiraju toplinu od sunčeve svjetlosti.Blok snage uključuje turbine, motive,generatore i drugu opremu koja pretvara toplinu u struju.Sustav za pohranu uključuje rezervoare, spremnike i druge uređaje koji pohranjuju toplinu za kasniju upotrebu.

Rad koncentrirane solarni elektrane ovisi o nekoliko faktora, poput vremenskih uvjeta, potražnje i statusa mreže. Međutim, tipičan rad sastoji se od tri glavna režima: način nabijanja, način ispunjavanja i način vezivanja na mrežu.

Način nabijanja nastupa kada postoji višak sunca i niska potražnja. U ovom režimu, zbiratelji koncentriraju sunčevu svjetlost na prijemnike koji zagrijuju HTF. HTF zatim teče prema bloku snage ili sustavu za pohranu, ovisno o konfiguraciji sustava i strategiji upravljanja.

Način ispunjavanja nastupa kada nema sunca ili kada je potražnja visoka. U ovom režimu, HTF teče iz sustava za pohranu prema bloku snage, gdje proizvodi par ili vrući zrak koji pokreće turbinu ili motor za generiranje struje.

Način vezivanja na mrežu nastupa kada je mreža dostupna i tarife povoljne. U ovom režimu, struja generirana u bloku snage može biti isporučena u mrežu putem transformatora i prekidača. Način vezivanja na mrežu također može nastupiti kada dođe do prekida mreže, a potrebna je rezervna struja. U ovom režimu, struja generirana u bloku snage može se koristiti za opterećenje putem invertera i prekidača.