Konzentrált Napenergia Állomások
Használ tükreket vagy lencseket a napsugárzás fókuszálására egy fogadóra, amely melegíti a folyadékot, és így hajtja a turbót vagy motort az elektromosság előállításához.
Egy koncentrált napenergia állomás egy nagy léptékű CSP rendszer, amely tükreket vagy lencseket használ a napsugárzás fókuszálására egy fogadóra, ami melegíti a folyadékot, ami hajtja a turbót vagy motort az elektromosság előállításához. Egy koncentrált napenergia állomás több komponensből áll, mint például:
Összegző berendezések:Ezek olyan eszközök, amelyek visszaverik vagy törnézik a napsugárzást egy fogadóra. Az összegző berendezések négy típusba oszthatók: parabolikus hasárok, parabolikus tálcák, lineáris Fresnel-tükrök és központi fogadók. A parabolikus hasárok görbített tükreket használnak, amelyek a napsugárzást fókuszálják egy lineáris fogadó csövére, ami a fókuszvonaluk mentén fut. A parabolikus tálcák konkáv tükreket használnak, amelyek a napsugárzást fókuszálják egy pontfogadóra a fókuszpontjukban. A lineáris Fresnel-tükrök lapos tükreket használnak, amelyek a napsugárzást fókuszálják egy feletti lineáris fogadó csövére. A központi fogadók tornyok, amelyeket egy sík tükrek sora, a heliostatok körülvesznek, amelyek a napsugárzást fókuszálják a tetejükön lévő pontfogadóra.
Fogadók: Ezek olyan eszközök, amelyek felvegyülnek a koncentrált napsugárzást, és átadják a hőátviteli folyadék (HTF) számára. A fogadók két típusba oszthatók: külső fogadók és belső fogadók. A külső fogadók kitartoznak a légkörhöz, és magas hőveszteségekkel bírnak a konvekció és a sugárzás miatt. A belső fogadók zárt vakuum kamrában helyezkednek el, és alacsony hőveszteségekkel bírnak a hőszigetelés és a vakuum miatt.
Hőátviteli folyadékok: Ezek olyan folyadékok, amelyek cirkulálnak a fogadókban, és hordozzák a hőt az összegző berendezésektől a teljesítményblokkig. A hőátviteli folyadékok két típusba oszthatók: hőmérsékleti folyadékok és olvadt sók. A hőmérsékleti folyadékok organikus folyadékok, mint például szintetikus olajok vagy hidrokarbonok, amelyek magas forralásponttal és alacsony ragadásponttal bírnak. Az olvadt sók inorganikus vegyületek, mint például a nátrium nitrit vagy a kalium nitrit, amelyek magas hőkapacitással és alacsony páratnyomással bírnak.
Teljesítményblokk: Itt generálják az elektromosságot a hőből, egy turbóval vagy motornnal, amely egy generátorhoz van csatlakoztatva. A teljesítményblokk két típusba osztható: párforgalom és Brayton-forgalom. A párforgalom vizet használ HTF-ként, és gőzt termel, amely hajtja a párturbót, amely egy elektrikus generátorra van csatlakoztatva. A Brayton-forgalom levegőt használ HTF-ként, és forró levegőt termel, amely hajtja a gázolajturbót, amely egy elektrikus generátorra van csatlakoztatva.
Tárolórendszer: Itt tárolják a túlmaradó hőt későbbi használatra, amikor nincs napsugárzás vagy magas terhelési igény van. A tárolórendszerek két típusba oszthatók: érzékeny hőtárolás és rejtett hőtárolás. Az érzékeny hőtárolás anyagokat használ, mint például köveket, vizet vagy olvadt sókat, amelyek hőt tárolnak a hőmérsékletük növelésével, anélkül, hogy megváltozna a fázisuk. A rejtett hőtárolás anyagokat használ, mint például fázisváltó anyagok (PCMs) vagy termo-kémiai anyagok (TCMs), amelyek hőt tárolnak a fázisuk vagy kémiai állapotuk megváltoztatásával, anélkül, hogy megváltozna a hőmérsékletük.
Egy koncentrált napenergia állomás elrendezése több tényezőtől függ, mint például a telephely feltételei, a rendszer mérete, a tervezési célok és a hálózati követelmények. Azonban egy tipikus elrendezés három fő részből áll: gyűjtőmező, teljesítményblokk és tárolórendszer.
A gyűjtőmező tartalmazza az összegző berendezéseket, a fogadókat és a HTF-ket, amelyek gyűjtik és hordozzák a napsugárzásból származó hőt.A teljesítményblokk tartalmazza a turbókat, motorokat,generátoreket és egyéb eszközöket, amelyek hőt átalakítanak elektromossággá.A tárolórendszer tartalmaz tankokat, tartályokat és egyéb eszközöket, amelyek hőt tárolnak későbbi használatra.
Egy koncentrált napenergia állomás működése több tényezőtől függ, mint például az időjárási feltételek, a terhelési igény és a hálózati állapot. Azonban egy tipikus működés három fő módból áll: töltési mód, üresítési mód és hálózatkapcsolati mód.
A töltési mód akkor fordul elő, ha túl sok napsugárzás van és alacsony a terhelési igény. Ebben a módban az összegző berendezések a napsugárzást fókuszálják a fogadókra, amelyek melegítik a HTF-et. A HTF ezután folyik a teljesítményblokkba vagy a tárolórendszerbe, attól függően, hogy a rendszer konfigurációja és irányítási stratégiája milyen.
Az üresítési mód akkor fordul elő, ha nincs napsugárzás vagy magas a terhelési igény. Ebben a módban a HTF folyik a tárolórendszerből a teljesítményblokkba, ahol gőzt vagy forró levegőt termel, amely hajtja a turbót vagy motort az elektromosság előállításához.
A hálózatkapcsolati mód akkor fordul elő, ha a hálózat elérhető és kedvező tarifacsomagok vannak. Ebben a módban a teljesítményblokk által generált elektromosság átadható a hálózatra egy transzformátor és kapcsoló segítségével. A hálózatkapcsolati mód akkor is előfordulhat, ha hálózati kimeneti zavar van, és biztonsági ellátás szükséges. Ebben a módban a teljesítményblokk által generált elektromosság az inverter és kapcsoló segítségével használható a terhelésekhez.
