Viwango vya Solar ya Kupakua Nishati
Hutumia darubini au mavuto kumpikia nuru ya jua kwenye gerezani ambayo hutengeneza mafuta, kusukuma turbine au muhimu wa kutengeneza nishati.
Viwango vya solar ya kupakua nishati ni mfumo mkubwa wa CSP unachotumia darubini au mavuto kumpikia nuru ya jua kwenye gerezi ambayo hutengeneza mafuta ambayo husukuma turbine au muhimu wa kutengeneza nishati. Viwango vya solar ya kupakua nishati yanajumuisha vipengele kadhaa, kama vile:
Wakulima:Hivi ni zawadi zinazorudia au kunyanya nuru ya jua kwenye gerezi. Wakulima wanaweza kugawanyika katika aina nne: parabolic troughs, parabolic dishes, linear Fresnel reflectors na central receivers. Parabolic troughs ni darubini zenye mwendo wa kuruka zinazopakia nuru ya jua kwenye tube ya gerezi linilingana na mstari wao wa kuangalia. Parabolic dishes ni darubini zenye mwendo wa kuruka zinazopakia nuru ya jua kwenye point receiver katika mchawi wao wa kuangalia. Linear Fresnel reflectors ni darubini zenye upana zinazorudia nuru ya jua kwenye tube ya gerezi yenye upana juu yao. Central receivers ni mitovu yenye ukurasa wa darubini zenye upana zinazorudia nuru ya jua kwenye point receiver juu yao.
Gerezi: Hivi ni zawadi zinazokusanya nuru ya jua iliyopakiwa na kuzitolea kwa heat transfer fluid (HTF). Gerezi zinaweza kugawanyika katika aina mbili: external receivers na internal receivers. External receivers zinapatikana kwenye hewa na zina heat losses kali kutokana na convection na radiation. Internal receivers zinapatikana kwenye vacuum chamber na zina heat losses chache kutokana na insulation na evacuation.
Heat transfer fluids: Hizi ni mafuta yanayofungua kwenye gerezi na kutumia heat kutoka kwa collectors kwenye power block. Heat transfer fluids zinaweza kugawanyika katika aina mbili: thermal fluids na molten salts. Thermal fluids ni mafuta ya organic liquids kama synthetic oils au hydrocarbons ambazo zina boiling points kali na freezing points chache. Molten salts ni inorganic compounds kama sodium nitrate au potassium nitrate ambazo zina heat capacity kali na vapor pressure chache.
Power block: Hapa ndipo electricity inatengenezwa kutokana na heat kutumia turbine au engine imetumia generator. Power block inaweza kugawanyika katika aina mbili: steam cycle na Brayton cycle. Steam cycle hutumia maji kama HTF na hutengeneza steam ambayo husukuma steam turbine imetumia electric generator. Brayton cycle hutumia hewa kama HTF na hutengeneza hewa moto ambayo husukuma gas turbine imetumia electric generator.
Mfumo wa kuhifadhi: Hapa ndipo heat inayohesabiwa inahifadhiwa kwa kutumia baadaye wakati hakuna nuru ya jua au wakati una demand ya load kali. Mfumo wa kuhifadhi zinaweza kugawanyika katika aina mbili: sensible heat storage na latent heat storage. Sensible heat storage hutumia materials kama rocks, maji, au molten salts ambazo zinahifadhi heat kwa kuongeza temperature yao bila kubadilisha phase yao. Latent heat storage hutumia materials kama phase change materials (PCMs) au thermochemical materials (TCMs) ambazo zinahifadhi heat kwa kubadilisha phase yao au chemical state yao bila kubadilisha temperature yao.
Ukubalika wa viwango vya solar ya kupakua nishati huwasiliana na vitu kadhaa, kama vile masharti ya eneo, ukubwa wa mfumo, maudhui ya ubunifu, na mahitaji ya grid. Hata hivyo, ujumbe wa kawaida unajumuisha sehemu tatu muhimu: collection field, power block, na storage system.
Collection field inajumuisha collectors, gerezi, na HTFs ambazo hukusanya na kutumia heat kutoka kwa nuru ya jua.Power block inajumuisha turbines, engines,generators na zawadi mingine zinazobadilisha heat kwa electricity.Storage system inajumuisha tanks, vessels, na zawadi mingine zinazohifadhi heat kwa kutumia baadaye.
Uendeshaji wa viwango vya solar ya kupakua nishati huwasiliana na vitu kadhaa, kama vile masharti ya hewa, demand ya load, na hali ya grid. Hata hivyo, uendeshaji wa kawaida unajumuisha modes tatu muhimu: charging mode, discharging mode, na grid-tie mode.
Charging mode hutokea wakati kukosa nuru ya jua na demand ya load chache. Katika hii mode, collectors hupakia nuru ya jua kwenye gerezi ambayo hutengeneza HTF. HTF inapiga mzunguko kwenye power block au storage system, kulingana na configuration ya mfumo na control strategy.
Discharging mode hutokea wakati hakuna nuru ya jua au demand ya load kali. Katika hii mode, HTF inapiga mzunguko kutoka kwenye storage system kwenye power block, ambako hutengeneza steam au hewa moto ambayo husukuma turbine au engine kwa kutengeneza electricity.
Grid-tie mode hutokea wakati grid inapatikana na tarif rates nzuri. Katika hii mode, electricity inayotengenezwa na power block inaweza kutumika kwenye grid kwa kutumia transformer na switch. Grid-tie mode inaweza pia kutokea wakati kukosa grid, na backup power inahitajika. Katika hii mode, electricity inayotengenezwa na power block inaweza kutumika kwenye loads kwa kutumia inverter na switch.
