Pembangkit Listrik Tenaga Surya Terkonsentrasi
Menggunakan cermin atau lensa untuk fokus cahaya matahari ke penerima yang memanaskan fluida, menggerakkan turbin atau mesin untuk menghasilkan listrik.
Pembangkit listrik tenaga surya terkonsentrasi adalah sistem CSP skala besar yang menggunakan cermin atau lensa untuk mengkonsentrasikan cahaya matahari ke penerima yang memanaskan fluida yang menggerakkan turbin atau mesin untuk menghasilkan listrik. Pembangkit listrik tenaga surya terkonsentrasi terdiri dari beberapa komponen, seperti:
Pengumpul:Ini adalah perangkat yang mencerminkan atau membiaskan cahaya matahari ke penerima. Pengumpul dapat diklasifikasikan menjadi empat jenis: parabola cekung, parabola cekung, reflektor Fresnel linear, dan penerima pusat. Parabola cekung adalah cermin melengkung yang fokuskan cahaya matahari ke tabung penerima linear yang berjalan sepanjang garis fokusnya. Parabola cekung adalah cermin cekung yang fokuskan cahaya matahari ke penerima titik di titik fokusnya. Reflektor Fresnel linear adalah cermin datar yang mencerminkan cahaya matahari ke tabung penerima linear di atasnya. Penerima pusat adalah menara yang dikelilingi oleh susunan cermin datar yang disebut heliostat yang mencerminkan cahaya matahari ke penerima titik di bagian atasnya.
Penerima: Ini adalah perangkat yang menyerap cahaya matahari yang terkonsentrasi dan mentransfernya ke fluida transfer panas (HTF). Penerima dapat diklasifikasikan menjadi dua jenis: penerima eksternal dan penerima internal. Penerima eksternal terpapar atmosfer dan memiliki kerugian panas tinggi karena konveksi dan radiasi. Penerima internal tertutup dalam ruangan vakum dan memiliki kerugian panas rendah karena isolasi dan evakuasi.
Fluida transfer panas: Ini adalah fluida yang bersirkulasi melalui penerima dan mengangkut panas dari pengumpul ke blok daya. Fluida transfer panas dapat diklasifikasikan menjadi dua jenis: fluida termal dan garam lebur. Fluida termal adalah cairan organik seperti minyak sintetis atau hidrokarbon yang memiliki titik didih tinggi dan titik beku rendah. Garam lebur adalah senyawa anorganik seperti nitrat natrium atau nitrat kalium yang memiliki kapasitas panas tinggi dan tekanan uap rendah.
Blok daya: Di sini listrik dihasilkan dari panas menggunakan turbin atau mesin yang dikombinasikan dengan generator. Blok daya dapat diklasifikasikan menjadi dua jenis: siklus uap dan siklus Brayton. Siklus uap menggunakan air sebagai HTF dan menghasilkan uap yang menggerakkan turbin uap yang terhubung ke generator listrik. Siklus Brayton menggunakan udara sebagai HTF dan menghasilkan udara panas yang menggerakkan turbin gas yang terhubung ke generator listrik.
Sistem penyimpanan: Ini adalah tempat di mana panas berlebih disimpan untuk digunakan nanti ketika tidak ada cahaya matahari atau ketika permintaan beban tinggi. Sistem penyimpanan dapat diklasifikasikan menjadi dua jenis: penyimpanan panas sensitif dan penyimpanan panas laten. Penyimpanan panas sensitif menggunakan bahan seperti batu, air, atau garam lebur yang menyimpan panas dengan meningkatkan suhunya tanpa mengubah fase. Penyimpanan panas laten menggunakan bahan seperti material perubahan fase (PCMs) atau material termokimia (TCMs) yang menyimpan panas dengan mengubah fase atau keadaan kimianya tanpa mengubah suhunya.
Tata letak pembangkit listrik tenaga surya terkonsentrasi tergantung pada beberapa faktor, seperti kondisi situs, ukuran sistem, tujuan desain, dan persyaratan jaringan. Namun, tata letak tipikal terdiri dari tiga bagian utama: lapangan pengumpulan, blok daya, dan sistem penyimpanan.
Lapangan pengumpulan mencakup pengumpul, penerima, dan HTF yang mengumpulkan dan mengangkut panas dari cahaya matahari.Blok daya mencakup turbin, mesin,generator, dan peralatan lainnya yang mengubah panas menjadi listrik.Sistem penyimpanan mencakup tangki, wadah, dan perangkat lainnya yang menyimpan panas untuk digunakan nanti.
Operasi pembangkit listrik tenaga surya terkonsentrasi tergantung pada beberapa faktor, seperti kondisi cuaca, permintaan beban, dan status jaringan. Namun, operasi tipikal terdiri dari tiga mode utama: mode pengisian, mode pengosongan, dan mode pengikatan jaringan.
Mode pengisian terjadi ketika ada cahaya matahari berlebih dan permintaan beban rendah. Dalam mode ini, pengumpul mengkonsentrasikan cahaya matahari ke penerima yang memanaskan HTF. HTF kemudian mengalir ke blok daya atau sistem penyimpanan, tergantung pada konfigurasi sistem dan strategi kontrol.
Mode pengosongan terjadi ketika tidak ada cahaya matahari atau permintaan beban tinggi. Dalam mode ini, HTF mengalir dari sistem penyimpanan ke blok daya, di mana ia menghasilkan uap atau udara panas yang menggerakkan turbin atau mesin untuk menghasilkan listrik.
Mode pengikatan jaringan terjadi ketika ada ketersediaan jaringan dan tarif yang menguntungkan. Dalam mode ini, listrik yang dihasilkan oleh blok daya dapat dimasukkan ke jaringan melalui transformator dan saklar. Mode pengikatan jaringan juga dapat terjadi ketika ada pemadaman jaringan, dan cadangan listrik diperlukan. Dalam mode ini, listrik yang dihasilkan oleh blok daya dapat digunakan oleh beban melalui inverter dan saklar.
