Солнечные электростанции с концентрацией энергии

Солнечные электростанции с концентрацией

Используют зеркала или линзы для фокусировки солнечного света на приемник, который нагревает жидкость, приводя в действие турбину или двигатель для выработки электроэнергии.

Солнечная электростанция с концентрацией — это крупномасштабная система CSP, которая использует зеркала или линзы для концентрации солнечного света на приемник, нагревающий жидкость, которая приводит в действие турбину или двигатель для выработки электроэнергии. Солнечная электростанция с концентрацией состоит из нескольких компонентов, таких как:

•   Коллекторы:Это устройства, которые отражают или преломляют солнечный свет на приемник. Коллекторы можно классифицировать на четыре типа: параболические желоба, параболические блюда, линейные рефлекторы Френеля и центральные приемники. Параболические желоба — это изогнутые зеркала, которые фокусируют солнечный свет на линейный приемный трубопровод, проходящий вдоль их фокальной линии. Параболические блюда — это вогнутые зеркала, которые фокусируют солнечный свет на точечный приемник в их фокальной точке. Линейные рефлекторы Френеля — это плоские зеркала, которые отражают солнечный свет на линейный приемный трубопровод над ними. Центральные приемники — это башни, окруженные массивом плоских зеркал, называемых гелиостатами, которые отражают солнечный свет на точечный приемник на их вершине.

• Приемники:  Это устройства, которые поглощают концентрированный солнечный свет и передают его теплоносителю (HTF). Приемники можно классифицировать на два типа: внешние приемники и внутренние приемники. Внешние приемники находятся под воздействием атмосферы и имеют высокие тепловые потери из-за конвекции и излучения. Внутренние приемники заключены в вакуумную камеру и имеют низкие тепловые потери благодаря изоляции и вакуумированию.

• Теплоносители: Это жидкости, которые циркулируют через приемники и переносят тепло от коллекторов к энергетическому блоку. Теплоносители можно классифицировать на два типа: термальные жидкости и расплавленные соли. Термальные жидкости — это органические жидкости, такие как синтетические масла или углеводороды, которые имеют высокую температуру кипения и низкую температуру замерзания. Расплавленные соли — это неорганические соединения, такие как нитрат натрия или нитрат калия, которые имеют высокую теплоемкость и низкое давление пара.

• Энергетический блок: Это место, где электроэнергия вырабатывается из тепла с помощью турбины или двигателя, соединенного с генератором. Энергетический блок можно классифицировать на два типа: паровой цикл и цикл Брайтона. Паровой цикл использует воду в качестве HTF и производит пар, который приводит в действие паровую турбину, соединенную с электрогенератором. Цикл Брайтона использует воздух в качестве HTF и производит горячий воздух, который приводит в действие газовую турбину, соединенную с электрогенератором.

• Система хранения: Это место, где избыточное тепло хранится для последующего использования, когда нет солнечного света или когда есть высокий спрос на нагрузку. Системы хранения можно классифицировать на два типа: системы хранения чувствительного тепла и системы хранения скрытого тепла. Системы хранения чувствительного тепла используют материалы, такие как камни, вода или расплавленные соли, которые хранят тепло, увеличивая свою температуру без изменения фазы. Системы хранения скрытого тепла используют материалы, такие как материалы с переменой фазы (PCM) или термохимические материалы (TCM), которые хранят тепло, изменяя свою фазу или химическое состояние без изменения температуры.

  
  

Расположение солнечной электростанции с концентрацией зависит от нескольких факторов, таких как условия местности, размер системы, проектные цели и требования сети. Однако типичное расположение состоит из трех основных частей: поле сбора, энергетический блок и система хранения.

Поле сбора включает коллекторы, приемники и HTF, которые собирают и транспортируют тепло от солнечного света.Энергетический блок включает турбины, двигатели,генераторы и другое оборудование, которое преобразует тепло в электроэнергию.Система хранения включает резервуары, сосуды и другие устройства, которые хранят тепло для последующего использования.

Работа солнечной электростанции с концентрацией зависит от нескольких факторов, таких как погодные условия, спрос на нагрузку и статус сети. Однако типичная работа состоит из трех основных режимов: режим зарядки, режим разрядки и режим подключения к сети.

Режим зарядки происходит, когда есть избыток солнечного света и низкий спрос на нагрузку. В этом режиме коллекторы концентрируют солнечный свет на приемниках, которые нагревают HTF. Затем HTF поступает в энергетический блок или систему хранения, в зависимости от конфигурации системы и стратегии управления.

Режим разрядки происходит, когда нет солнечного света или высокий спрос на нагрузку. В этом режиме HTF поступает из системы хранения в энергетический блок, где он производит пар или горячий воздух, приводящий в действие турбину или двигатель для выработки электроэнергии.

Режим подключения к сети происходит, когда доступна сеть и тарифы выгодны. В этом режиме электроэнергия, вырабатываемая энергетическим блоком, может быть подана в сеть через трансформатор и выключатель. Режим подключения к сети также может происходить, когда есть отключение сети, и требуется резервное питание. В этом режиме электроэнергия, вырабатываемая энергетическим блоком, может использоваться нагрузками через инвертор и выключатель.