Mga uri ng solar power plant: tower, disc, parabolic-cylindrical concentrator, solar-vacuum, pinagsama

Upang i-convert ang enerhiya ng solar radiation o sa madaling salita - init ng araw at liwanag, sa elektrikal na enerhiya, sa loob ng maraming taon maraming bansa sa buong mundo ang gumagamit ng solar power plants. Ito ay mga istrukturang inhinyero na may ibang disenyo, na gumagana sa iba't ibang mga prinsipyo, depende sa uri ng planta ng kuryente.

Kung ang isang tao, na nakakarinig ng kumbinasyon na "solar power plant", ay nag-iisip ng isang malaking lugar na natatakpan ng mga solar panel, hindi ito nakakagulat, dahil ang ganitong uri ng mga power plant, na tinatawag na photovoltaic, ay napakapopular ngayon sa maraming kabahayan. Ngunit hindi lamang ito ang uri ng solar power plant.

Ang lahat ng solar power plant na kilala ngayon na gumagawa ng kuryente sa isang pang-industriyang sukat ay nahahati sa anim na uri: tower, plate, photovoltaic, parabolic-cylindrical concentrators, solar-vacuum at pinagsama.Tingnan natin ang isang detalyadong pagtingin sa bawat uri ng solar power plant at bigyang pansin ang mga partikular na istruktura sa iba't ibang bansa sa buong mundo.

Mga power plant sa tore

Solar Power Plant — Isang solar power plant kung saan ang radiation mula sa isang optical concentrating system na nabuo ng isang field ng heliostats ay nakadirekta sa isang tower-mounted solar receiver.

Ang mga power plant ng tower ay orihinal na batay sa prinsipyo ng pagsingaw ng tubig sa ilalim ng impluwensya ng solar radiation. Dito ginagamit ang singaw ng tubig bilang gumaganang likido. Matatagpuan sa gitna ng naturang istasyon, ang tore ay may tangke ng tubig sa itaas na pininturahan ng itim upang pinakamahusay na sumipsip ng parehong nakikitang radiation at init. Bilang karagdagan, ang tore ay may isang pump group na ang tungkulin ay magbigay ng tubig sa reservoir. Ang singaw, ang temperatura kung saan lumampas sa 500 ° C, ay lumiliko ng turbine generator na matatagpuan sa teritoryo ng istasyon.

Upang ma-concentrate ang maximum na posibleng dami ng solar radiation sa tuktok ng tower, daan-daang heliostat ang naka-install sa paligid nito, na ang tungkulin ay direktang idirekta ang sinasalamin na solar radiation sa lalagyan ng tubig. Ang mga heliostat ay mga salamin, ang lugar ng bawat isa ay maaaring umabot ng sampu-sampung metro kuwadrado.

Heliostat [heliostat] — Isang flat o nakatutok na elemento ng salamin ng isang optical concentrating system na mayroong indibidwal na oryentasyong device para sa pagdidirekta ng sinasalamin na direktang solar radiation sa isang solar radiation receiver.

Naka-mount sa mga suportang nilagyan ng awtomatikong sistema ng pagtutok, ang lahat ng heliostat ay direktang nagdidirekta ng sinasalamin na solar radiation sa tuktok ng tore, sa tangke, habang gumagana ang pagpoposisyon ayon sa paggalaw ng araw sa araw.

Sa pinakamainit na araw, ang temperatura ng ginawang singaw ay maaaring tumaas sa 700 °C, na higit pa sa sapat para sa normal na operasyon ng turbine.

Halimbawa, sa Israel, sa teritoryo ng disyerto ng Negev, sa pagtatapos ng 2017, ang pagtatayo ng isang planta ng kuryente na may tore na may kapasidad na higit sa 121 MW ay makukumpleto. Ang taas ng tore ay magiging 240 metro (ang pinakamataas na solar tower sa mundo sa panahon ng pagtatayo). , at sa paligid nito ay magiging isang palapag ng daan-daang libong heliostat na ipoposisyon sa pamamagitan ng kontrol ng Wi-Fi. Ang temperatura ng singaw sa tangke ay aabot sa 540 ° C. Ang proyektong $773 milyon ay sasakupin ang 1% ng mga pangangailangan sa kuryente ng Israel.

Ang tubig ay hindi lamang ang bagay na maaaring pinainit ng solar radiation sa tore. Halimbawa, sa Espanya, noong 2011, ang Gemasolar tower solar power plant ay inilagay sa operasyon, kung saan pinainit ang isang salt coolant. Ang solusyon na ito ay naging posible upang magpainit kahit sa gabi.

Ang asin, na pinainit hanggang 565 ° C, ay pumapasok sa isang espesyal na tangke, pagkatapos nito ay nagpapadala ng init sa generator ng singaw, na nagpapaikot sa turbine. Ang buong sistema ay may na-rate na kapasidad na 19.9 MW at may kakayahang mag-supply ng 110 GWh ng kuryente (taunang average) para mabigyang kuryente ang isang network ng 27,500 kabahayan na tumatakbo sa buong kapasidad 24 oras bawat araw sa loob ng 9 na buwan.

Maraming power plant

Sa prinsipyo, ang mga power plant ng ganitong uri ay katulad ng mga planta ng tower, ngunit naiiba ang istruktura. Gumagamit ito ng hiwalay na mga module, na ang bawat isa ay bumubuo ng kuryente. Kasama sa module ang parehong reflector at receiver. Ang isang parabolic na pagpupulong ng mga salamin na bumubuo ng isang reflector ay naka-mount sa suporta.

Mirror Amplifier — Isang solar radiation concentrator na may salamin na patong.Specular faceted concentrator — Isang specular concentrator ng solar radiation na binubuo ng mga indibidwal na salamin ng patag o hubog na hugis na bumubuo ng isang karaniwang sumasalamin na ibabaw.

Ang receiver ay matatagpuan sa pokus ng paraboloid. Ang reflector ay binubuo ng dose-dosenang mga salamin, bawat isa ay naka-customize. Ang receiver ay maaaring isang Stirling engine na pinagsama sa isang generator, o isang tangke ng tubig na na-convert sa singaw, at ang singaw ay nagpapaikot sa turbine.

Halimbawa, noong 2015, sinubukan ng Ripasso, Sweden, ang isang parabolic helothermal unit na may Stirling engine sa South Africa. Ang reflector ng pag-install ay isang parabolic mirror na binubuo ng 96 na bahagi at isang kabuuang lugar na 104 square meters.

Ang focus ay sa isang Stirling hydrogen engine na nilagyan ng isang flywheel at konektado sa isang generator. Dahan-dahang umikot ang plato para sundan ang araw sa araw. Bilang resulta, ang efficiency factor ay 34%, at ang bawat naturang "plate" ay nakapagbigay sa gumagamit ng 85 MWh ng kuryente bawat taon.

In fairness, napansin namin na sa focus ng "plate" ng isang solar power plant ng ganitong uri, isang lalagyan ng langis ay matatagpuan, ang init nito ay maaaring ilipat sa steam generator, na, naman, ay umiikot sa turbine ng electric generator.

Parabolic tube solar power plants

Dito muli ang heating medium ay pinainit ng concentrated reflected radiation. Ang salamin ay nasa anyo ng isang parabolic cylinder na hanggang 50 metro ang haba, na matatagpuan sa hilaga-timog na direksyon at umiikot kasunod ng paggalaw ng araw. Sa pokus ng salamin ay isang nakapirming tubo kung saan gumagalaw ang likidong ahente ng paglamig.Kapag ang coolant ay sapat na ang init, ang init ay inililipat sa tubig sa heat exchanger, kung saan ang singaw ay nagpapaikot muli sa generator.

Parabolic corridor concentrator — Isang mirror concentrator ng solar radiation, ang hugis nito ay nabuo ng isang parabola na gumagalaw na kahanay sa sarili nito.

Noong dekada 1980 sa California, nagtayo ang Luz International ng 9 na naturang planta ng kuryente, na may kabuuang kapasidad na 354 MW. Gayunpaman, pagkatapos ng ilang taon ng pagsasanay, ang mga eksperto ay dumating sa konklusyon na ngayon parabolic power plant ay mas mababa sa parehong mga tuntunin ng kakayahang kumita at kahusayan sa tower at plate solar power plants.

Gayunpaman, noong 2016, isang planta ng kuryente ang natuklasan sa disyerto ng Sahara malapit sa Casablanca. mga solar concentrator, na may kapasidad na 500 MW. Kalahating milyong 12-meter na salamin ang nagpapainit ng coolant sa 393 ° C upang gawing singaw ang tubig para sa mga umiikot na generator turbine. Sa gabi, ang thermal energy ay patuloy na gumagana sa pamamagitan ng pag-imbak sa tinunaw na asin. Sa ganitong paraan, plano ng estado ng Morocco na unti-unting lutasin ang problema ng isang mapagkukunan ng enerhiya na magiliw sa kapaligiran.

Photovoltaic power plant

Mga istasyon batay sa photovoltaic modules, solar panels. Ang mga ito ay napakapopular at laganap sa modernong mundo. Ang mga module na nakabatay sa mga silicon cell ay malawakang ginagamit sa pagpapagana ng maliliit na site, tulad ng mga sanatorium, pribadong villa at iba pang mga gusali, kung saan ang isang istasyon na may kinakailangang kapangyarihan ay binuo mula sa magkakahiwalay na mga bahagi at naka-install sa bubong o sa isang plot ng isang angkop na lugar. Ang mga plantang pang-industriya na photovoltaic power ay nakapagbibigay ng kuryente sa maliliit na bayan.

Solar Power Plant (SES) [solar power plant] — Isang planta ng kuryente na idinisenyo upang gawing kuryente ang enerhiya ng solar radiation.

Halimbawa, sa Russia, ang pinakamalaking photovoltaic power plant sa bansa ay inilunsad noong 2015. Ang "Alexander Vlazhnev" solar power plant, na binubuo ng 100,000 solar panel, na may kabuuang kapasidad na 25 MW, ay matatagpuan sa isang lugar na 80 ektarya sa pagitan ng mga lungsod ng Orsk at Gai. Ang kapasidad ng istasyon ay sapat na upang matustusan ang kuryente sa kalahati ng lungsod ng Orsk, kabilang ang mga gusali ng negosyo at tirahan.

Ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng naturang mga istasyon ay simple. Ang enerhiya ng mga light photon ay na-convert sa kasalukuyang sa isang silicon wafer; ang intrinsic photoelectric effect sa semiconductor na ito ay matagal nang pinag-aralan at tinatanggap ng mga tagagawa ng solar cell. Ngunit ang mala-kristal na silikon, na nagbibigay ng kahusayan ng 24%, ay hindi lamang ang pagpipilian. Patuloy na umuunlad ang teknolohiya. Kaya noong 2013, nakamit ng mga inhinyero ng Sharp ang 44.4% na kahusayan mula sa isang elemento ng indium-gallium-arsenide, at ang paggamit ng mga focusing lens ay ginagawang posible upang makamit ang lahat ng 46%.

Solar vacuum power plant

Ganap na ekolohikal na uri ng mga istasyon ng solar. Sa prinsipyo, ang natural na daloy ng hangin ay ginagamit, na nangyayari dahil sa pagkakaiba ng temperatura (ang hangin sa ibabaw ng lupa ay pinainit at nagmamadaling pataas). Noong 1929, ang ideyang ito ay na-patent sa France.

Ang isang greenhouse ay itinatayo, na isang piraso ng lupa na natatakpan ng salamin. Ang isang tore ay nakausli mula sa gitna ng greenhouse, isang matangkad na tubo kung saan naka-mount ang generator turbine. Pinapainit ng araw ang greenhouse, at ang hangin na dumadaloy sa tubo ay pinaikot ang turbine.Ang draft ay nananatiling pare-pareho hangga't ang araw ay nagpapainit sa hangin sa isang saradong dami ng salamin at kahit sa gabi hangga't ang ibabaw ng lupa ay nagpapanatili ng init.

Ang isang pang-eksperimentong istasyon ng ganitong uri ay itinayo noong 1982, 150 kilometro sa timog ng Madrid, sa Espanya. Ang greenhouse ay 244 metro ang lapad at ang tubo ay 195 metro ang taas. Ang maximum na binuo na kapangyarihan ay 50 kW lamang. Gayunpaman, ang turbine ay tumakbo sa loob ng 8 taon hanggang sa ito ay nabigo dahil sa kalawang at malakas na hangin. Noong 2010, natapos ng China ang pagtatayo ng isang solar vacuum station na nakapagbigay ng 200 kW. Sinasakop nito ang isang lugar na 277 ektarya.

Pinagsamang solar power plants

Ito ang mga istasyon kung saan ang mainit na tubig at mga komunikasyon sa pag-init ay konektado sa mga heat exchanger, sa pangkalahatan ay nagpapainit sila ng tubig para sa iba't ibang pangangailangan. Kasama rin sa mga pinagsamang istasyon ang mga pinagsamang solusyon kapag ang mga concentrator ay gumagana nang kahanay sa mga solar panel. Ang pinagsamang mga solar power plant ay kadalasang tanging solusyon para sa alternatibong supply ng kuryente at pagpainit ng mga pribadong bahay.