सान्द्र सौर ऊर्जा संयन्त्रहरु

संकेन्द्रित सौर ऊर्जा संयन्त्र

आईना वा लेन्सहरू प्रयोग गरी सूर्यको प्रकाशलाई एउटा रिसीवरमा केन्द्रित गरिन्छ जसले एउटा द्रव्यलाई गर्म गर्छ, जसले टर्बाइन वा इंजिनलाई चलाउँदछ र विद्युत उत्पन्न गर्छ।

संकेन्द्रित सौर ऊर्जा संयन्त्र एक ठूलो-पैमानाको CSP प्रणाली हो जसले आईना वा लेन्सहरू प्रयोग गरी सूर्यको प्रकाशलाई एउटा रिसीवरमा केन्द्रित गर्छ जसले एउटा द्रव्यलाई गर्म गर्छ जसले टर्बाइन वा इंजिनलाई चलाउँदछ र विद्युत उत्पन्न गर्छ। संकेन्द्रित सौर ऊर्जा संयन्त्रलाई अनेक घटकहरू जस्तै बनाइन्छ:

•   संग्रहकर्ताहरू:यी यन्त्रहरू सूर्यको प्रकाशलाई रिफ्लेक्ट वा रिफ्रैक्ट गर्छन् र यी रिसीवरमा भेटिन्छ। संग्रहकर्ताहरूलाई चार प्रकारमा वर्गीकरण गर्न सकिन्छ: पारबोलिक ट्रफ, पारबोलिक डिश, लिनियर फ्रेनेल रिफ्लेक्टर र मध्य रिसीवर। पारबोलिक ट्रफ वक्र आईना हुन्छन् जसले सूर्यको प्रकाशलाई एउटा रेखीय रिसीवर ट्यूबमा केन्द्रित गर्छ जसले उनीहरूको फोकल लाइनमा चल्छ। पारबोलिक डिश अवतल आईना हुन्छन् जसले सूर्यको प्रकाशलाई उनीहरूको फोकल बिन्दुमा एउटा बिन्दु रिसीवरमा केन्द्रित गर्छ। लिनियर फ्रेनेल रिफ्लेक्टर सपाट आईना हुन्छन् जसले सूर्यको प्रकाशलाई उनीहरूको ऊपर एउटा रेखीय रिसीवर ट्यूबमा रिफ्लेक्ट गर्छ। मध्य रिसीवर टावरहरू हुन्छन् जसलाई फ्लैट आईनाहरूको एक व्यवस्थाले घेरिएको छ जसले सूर्यको प्रकाशलाई उनीहरूको शीर्षमा एउटा बिन्दु रिसीवरमा केन्द्रित गर्छ।

• रिसीवरहरू:  यी यन्त्रहरू संकेन्द्रित सूर्यको प्रकाशलाई अवशोषित गर्छन् र यसलाई एउटा ताप ट्रान्सफर द्रव्य (HTF) मा स्थानान्तरित गर्छ। रिसीवरहरूलाई दुई प्रकारमा वर्गीकरण गर्न सकिन्छ: बाहिरी रिसीवर र अन्तरीय रिसीवर। बाहिरी रिसीवरहरू वातावरणसँग स्पर्श गर्छन् र अवशोषण र रेडिएशनको कारण उच्च ताप हानि हुन्छ। अन्तरीय रिसीवरहरू वेक्युम चैम्बरमा लगाएका छन् र इन्सुलेशन र इवेक्युएशनको कारण निम्न ताप हानि हुन्छ।

• ताप ट्रान्सफर द्रव्यहरू: यी द्रव्यहरू रिसीवरहरूद्वारा परिक्रमा गर्छन् र तापलाई संग्रहकर्ताहरूबाट पावर ब्लकमा ले जान्छन्। ताप ट्रान्सफर द्रव्यहरूलाई दुई प्रकारमा वर्गीकरण गर्न सकिन्छ: तापीय द्रव्यहरू र मोल्टन साल्टहरू। तापीय द्रव्यहरू जस्तै सिन्थेटिक तेल वा हाइड्रोकार्बन जस्ता अकार्बनिक द्रव्यहरू हुन्छन् जसको उच्च फोइन्ट र निम्न फ्रीजिङ्ग पाइन्ट छ। मोल्टन साल्टहरू जस्तै सोडियम नाइट्रेट वा पोटेशियम नाइट्रेट जस्ता अकार्बनिक यौगिकहरू हुन्छन् जसको उच्च ताप धारिता र निम्न वाष्प दबाव छ।

• पावर ब्लक: यहाँ तापलाई एउटा टर्बाइन वा इंजिन द्वारा विद्युत उत्पन्न गरिन्छ जसले एउटा जनरेटरसँग जोडिएको छ। पावर ब्लकलाई दुई प्रकारमा वर्गीकरण गर्न सकिन्छ: स्टीम साइकल र ब्रेटन साइकल। स्टीम साइकलले पानीलाई HTF रूपमा प्रयोग गर्छ र भाप उत्पन्न गर्छ जसले एउटा स्टीम टर्बाइनलाई चलाउँदछ जसले एउटा विद्युत जनरेटरसँग जोडिएको छ। ब्रेटन साइकलले हवालाई HTF रूपमा प्रयोग गर्छ र गर्म हवा उत्पन्न गर्छ जसले एउटा गैस टर्बाइनलाई चलाउँदछ जसले एउटा विद्युत जनरेटरसँग जोडिएको छ।

• स्टोरेज प्रणाली: यहाँ अतिरिक्त तापलाई बादको उपयोगको लागि भण्डारण गरिन्छ जब सूर्यको प्रकाश छैन वा उच्च लोड डिमाण्ड छ। स्टोरेज प्रणालीलाई दुई प्रकारमा वर्गीकरण गर्न सकिन्छ: सेन्सिबल ताप भण्डारण र लेटेन्ट ताप भण्डारण। सेन्सिबल ताप भण्डारणले रक्का, पानी, वा मोल्टन साल्ट जस्ता सामग्रीहरू प्रयोग गर्छ जसले ताप बढाउँदै उनीहरूको तापमान बढाउँदै भण्डारण गर्छन् तर उनीहरूको फेज परिवर्तन छैन। लेटेन्ट ताप भण्डारणले फेज चेन्ज मटेरियलहरू (PCMs) वा थर्मोकेमिकल मटेरियलहरू (TCMs) जस्ता सामग्रीहरू प्रयोग गर्छ जसले ताप बढाउँदै उनीहरूको फेज वा रासायनिक स्थिति परिवर्तन गर्छन् तर उनीहरूको तापमान परिवर्तन छैन।

  
  

संकेन्द्रित सौर ऊर्जा संयन्त्रको लेआउट विभिन्न तत्वहरू जस्तै साइट शर्तहरू, प्रणालीको आकार, डिझाइन उद्देश्यहरू, र ग्रिड आवश्यकताहरू पर निर्भर छ। तर, एक सामान्य लेआउट तीन मुख्य भागहरू भइरहन्छ: संग्रह फील्ड, पावर ब्लक, र स्टोरेज प्रणाली।

संग्रह फील्ड संग्रहकर्ताहरू, रिसीवरहरू, र HTFs लामा यस्तो छन् जसले सूर्यको प्रकाशबाट ताप संग्रह गर्छन् र ले जान्छ।पावर ब्लक टर्बाइनहरू, इंजिनहरू,जनरेटरहरू र अन्य उपकरणहरू छन् जसले तापलाई विद्युतमा रूपान्तरण गर्छ।स्टोरेज प्रणाली टङ्कहरू, वेसेलहरू, र अन्य यन्त्रहरू छन् जसले तापलाई बादको उपयोगको लागि भण्डारण गर्छ।

संकेन्द्रित सौर ऊर्जा संयन्त्रको संचालन विभिन्न तत्वहरू जस्तै मौसम शर्तहरू, लोड डिमाण्ड, र ग्रिड स्थिति पर निर्भर छ। तर, एक सामान्य संचालन तीन मुख्य ढाँचाहरू भइरहन्छ: चार्जिङ्ग मोड, डिस्चार्जिङ्ग मोड, र ग्रिड-टाइ मोड।

चार्जिङ्ग मोड जब अतिरिक्त सूर्यको प्रकाश र निम्न लोड डिमाण्ड छ। यस मोडमा, संग्रहकर्ताहरू सूर्यको प्रकाशलाई रिसीवरहरूमा केन्द्रित गर्छन् जसले HTF लाई गर्म गर्छ। HTF त्यसपछि पावर ब्लक वा स्टोरेज प्रणालीमा प्रवाहित हुन्छ, प्रणालीको विन्यास र नियन्त्रण रणनीति अनुसार।

डिस्चार्जिङ्ग मोड जब सूर्यको प्रकाश छैन वा उच्च लोड डिमाण्ड छ। यस मोडमा, HTF स्टोरेज प्रणालीबाट पावर ब्लकमा प्रवाहित हुन्छ, जहाँ यसले भाप वा गर्म हवा उत्पन्न गर्छ जसले टर्बाइन वा इंजिनलाई चलाउँदछ र विद्युत उत्पन्न गर्छ।

ग्रिड-टाइ मोड जब ग्रिड उपलब्ध छ र अनुकूल टारिफ दरहरू छ। यस मोडमा, पावर ब्लकद्वारा उत्पन्न भएको विद्युत एउटा ट्रान्सफोर्मर र स्विच द्वारा ग्रिडमा फेड गरिन सकिन्छ। ग्रिड-टाइ मोड जब ग्रिड आउटेज हुन्छ र बैकअप शक्ति आवश्यक छ। यस मोडमा, पावर ब्लकद्वारा उत्पन्न भएको विद्युत एउटा इन्वर्टर र स्विच द्वारा लोडहरूको लागि प्रयोग गरिन सकिन्छ।