Elektrownie słoneczne skupiające

Elektrownie Ogniw Słonecznych Skupiających

Używają luster lub soczewek do skupienia światła słonecznego na odbiorniku, który nagrzewa płyn, napędzając turbinę lub silnik do generowania energii elektrycznej.

Elektrownia ogniw słonecznych skupiających to duża skala systemu CSP, która używa luster lub soczewek do skupienia światła słonecznego na odbiorniku, który nagrzewa płyn, napędzając turbinę lub silnik do generowania energii elektrycznej. Elektrownia ogniw słonecznych skupiających składa się z kilku komponentów, takich jak:

•   Zbieracze:To urządzenia, które odbijają lub przepuszczają światło słoneczne na odbiornik. Zbieracze można podzielić na cztery typy: paraboliczne rowki, paraboliczne talerze, liniowe reflektory Fresnela i centralne odbiorniki. Paraboliczne rowki to zakrzywione lustra, które skupiają światło słoneczne na liniowym rurce odbiornika biegnącej wzdłuż ich liniiogniskowej. Paraboliczne talerze to wklęsłe lustra, które skupiają światło słoneczne na punktowym odbiorniku w swoim punkcie ogniskowym. Liniowe reflektory Fresnela to płaskie lustra, które odbijają światło słoneczne na liniowym rurce odbiornika nad nimi. Centralne odbiorniki to wieże otoczone tablicą płaskich luster zwanych heliostatami, które odbijają światło słoneczne na punktowy odbiornik na ich szczycie.

• Odbiorniki:  To urządzenia, które pochłaniają skupione światło słoneczne i przenoszą je do ciepłoprzewodnika (HTF). Odbiorniki można podzielić na dwa typy: zewnętrzne odbiorniki i wewnętrzne odbiorniki. Zewnętrzne odbiorniki są narażone na atmosferę i mają duże straty ciepła spowodowane konwekcją i promieniowaniem. Wewnętrzne odbiorniki są zamknięte w próżniowej komorze i mają niewielkie straty ciepła dzięki izolacji i ewakuacji.

• Ciepłoprzewodniki: To płyny, które krążą przez odbiorniki i transportują ciepło ze zbieraczy do bloku mocy. Ciepłoprzewodniki można podzielić na dwa typy: ciepłoprzewodniki termiczne i roztopione sole. Ciepłoprzewodniki termiczne to organiczne ciecze, takie jak syntetyczne oleje lub węglowodory, które mają wysoką temperaturę wrzenia i niską temperaturę zamarzania. Roztopione sole to nieorganiczne związki, takie jak azotan sodu lub azotan potasu, które mają dużą pojemność cieplną i niską ciśnienie pary.

• Blok mocy: To miejsce, gdzie energia elektryczna jest generowana z ciepła za pomocą turbiny lub silnika połączonego z generatorem. Blok mocy można podzielić na dwa typy: cykl parowy i cykl Braytona. Cykl parowy używa wody jako HTF i produkuje parę, która napędza turbinę parową połączoną z generatorem elektrycznym. Cykl Braytona używa powietrza jako HTF i produkuje gorące powietrze, które napędza turbinę gazową połączoną z generatorem elektrycznym.

• System magazynowania: To miejsce, gdzie nadmiar ciepła jest przechowywany do późniejszego użycia, gdy nie ma światła słonecznego lub gdy występuje wysokie zapotrzebowanie na moc. Systemy magazynowania można podzielić na dwa typy: magazynowanie ciepła czuciowego i magazynowanie ciepła skrytego. Magazynowanie ciepła czuciowego używa materiałów, takich jak kamienie, woda lub roztopione sole, które przechowują ciepło poprzez zwiększenie ich temperatury bez zmiany fazy. Magazynowanie ciepła skrytego używa materiałów, takich jak materiały zmiany fazy (PCM) lub materiały termochemiczne (TCM), które przechowują ciepło poprzez zmianę fazy lub stanu chemicznego bez zmiany temperatury.

  
  

Układ elektrowni ogniw słonecznych skupiających zależy od wielu czynników, takich jak warunki terenowe, rozmiar systemu, cele projektowe i wymagania sieci. Jednak typowy układ składa się z trzech głównych części: pole zbierające, blok mocy i system magazynowania.

Pole zbierające obejmuje zbieracze, odbiorniki i HTF, które zbierają i transportują ciepło ze światła słonecznego.Blok mocy obejmuje turbiny, silniki,generatory i inne urządzenia, które przekształcają ciepło w energię elektryczną.System magazynowania obejmuje zbiorniki, naczynia i inne urządzenia, które przechowują ciepło do późniejszego użycia.

Działanie elektrowni ogniw słonecznych skupiających zależy od wielu czynników, takich jak warunki pogodowe, zapotrzebowanie na moc i status sieci. Jednak typowe działanie składa się z trzech głównych trybów: tryb ładowania, tryb rozładowania i tryb synchronizacji z siecią.

Tryb ładowania występuje, gdy jest nadmiar światła słonecznego i niskie zapotrzebowanie na moc. W tym trybie, zbieracze skupiają światło słoneczne na odbiornikach, które nagrzewają HTF. HTF następnie płynie do bloku mocy lub systemu magazynowania, w zależności od konfiguracji systemu i strategii sterowania.

Tryb rozładowania występuje, gdy nie ma światła słonecznego lub wysokie zapotrzebowanie na moc. W tym trybie, HTF płynie z systemu magazynowania do bloku mocy, gdzie produkowane jest parę lub gorące powietrze, które napędza turbinę lub silnik do generowania energii elektrycznej.

Tryb synchronizacji z siecią występuje, gdy jest dostęp do sieci i korzystne stawki tarifowe. W tym trybie, energia elektryczna wygenerowana przez blok mocy może być wprowadzana do sieci przez transformator i przełącznik. Tryb synchronizacji z siecią może również wystąpić, gdy wystąpi awaria sieci, a potrzebna jest energia rezerwowa. W tym trybie, energia elektryczna wygenerowana przez blok mocy może być używana przez obciążenia poprzez inwerter i przełącznik.