نیروگاه های حرارتی خورشیدی به ۵ دسته تقسیم بندی می گردند

نیروگاه های حرارتی خورشیدی به ۵ دسته تقسیم بندی می گردند:

  • نیروگاههای سهموی خطی (Parabolic Trough)
  • نیروگاههای دریافت کننده مرکزی (CRS)
  • نیروگاههای بشقابک سهموی (Parabolic Dish)
  • نیروگاههای دودکش خورشیدی(Solar Chimney)
  • نیروگاه کلکتورهای فرنل (Fresnel Collector)
  • نیروگاههای سهموی خطی (Parabolic Trough)

نیروگاههای حرارتی خورشیدی ازنوع سیستم کلکتور سهموی خطی شامل ردیفهای موازی وطولانی ازمتمرکزکننده ها می باشند. بخش متمرکزکننده شامل سطوح انعکاسی سهموی است که ازجنس آینه های شیشه ای تشکیل شده وروی یک مادۀ سازه نگهدارنده قرار می گیرند. دریافت کننده ازلوله های جاذب باپوشش مخصوص تشکیل شده که بوسیله شیشه پیرکس پوشانده می شوندودرطول خط کانونی قرار می گیرند. بخش دریافت کننده درقسمتهای انتهایی روی دو تکیه‌گاه، قرارگرفته‌اند که این مجموعه روی تیرکهای اصلی سازه سواراست. سیستم ردیابی خورشید دراین دستگاه ها تک محوره بوده وردیابی خورشید ازشرق به غرب انجام می گیرد. بگونه ای که پرتورهای خورشیددرتمام مدت ردیابی برروی لوله های جاذب منعکس شوند. یک سیال انتقال حرارت روغن بادمای حدود ۴۰۰ درجه سانتیگرادازمیان لوله های جاذب درجریان می باشدوروغن داغ درمبدلهای حرارتی آب را به بخارتبدیل وبخارسوپرهیت طی عبور ازتوربین ژنراتور، انرژی الکتریکی تولید می کند. این نوع نیروگاههاباذخیره حرارت قابلیت تولیدبرق را حتی درمواقعی که خورشیدغروب نموده است را داراهستند.

اجزاء اصلی نیروگاه های سهموی خطی

  • منعکس‌کننده ازنوع آینه‌های سهموی
  • دریافت‌کننده تابش خورشیدی که پرتوهای منعکس شده را جذب کرده وموجب گرمایش سیال انتقال دهنده گرما می شود.
  • مکانیزم حرکت دهنده (تک محوری) کلکتورهای سهموی به منظور ردیابی خورشید وکنترل کننده ها
  • اسکلت فلزی نگهدارنده وفونداسیون
  • سیستمهای مربوط به تولیدقدرت الکتریکی
  • تجهیزات مربوط به انتقال گرما
  • تجهیزات مربوط به تولیدالکتریسیته ودفع گرمای تلف شده به محیط خارج

نیروگاه های دریافت کننده مرکزی (CRS)

این سیستم شامل مجموعه ای ازآینه هایی است (هلیوستات) که هریک بطورجداگانه انرژی خورشیدرا متمرکزوبه برج دریافت کننده مرکزی منتقل می کنند. انرژی توسط یک مبدل حرارتی که درروی یک برج نصب شده است وگیرنده نامیده می شود جذب می‌شود. درآنجاآب به بخارسوپرهیت تبدیل شده واین بخارتوربین ژنراتور را که درپائین برج نصب شده به حرکت درآورده وتولیدبرق می نماید.

اجزاء اصلی نیروگاه های دریافت کننده مرکزی

هلیوستات: سیستم گردآورنده پرتوهای خورشیدی شامل مزرعه ای ازهلیوستات ها ازنوع شیشه ای یاغشایی

دریافت‌کننده مرکزی: که گرمای پرتوهای خورشیدی را جذب وقابل استفاده می نماید.

سیستم انتقال انرژی گرمائی: که گرمای وارده به گیرنده را جذب نموده وبه گردش وا می دارد. درطرحهای اولیه از آب وبخار بعنوان سیال جذب کننده وانتقال دهنده انرژی گرمائی استفاده می گردید ودرطرحهای توسعه یافته تر از سیالاتی چون نمکهای سدیم وپتاسیم مذاب استفاده می‌گردد.

سیستم تبدیل قدرت

سیستم ذخیره انرژی

نیروگاه های بشقابک سهموی (Parabolic Dish)

پرتوهای خورشید تابیده شده برروی سطح متمرکزکننده سهموی درکانون آن جمع می شود. برای اینکه چنین سیستمی پربازده باشد لازم است که این گردآورنده همواره بطرف خورشید ردیابی شود ودرنتیجه به یک مکانیسم ردیابی دو محوره نیازدارد. دراین سیستم، نورخورشید دریک نقطه کانونی متمرکز می شود ویک موتوراسترلینگ انرژی حرارتی این تشعشع تمرکزیافته را به انرژی مکانیکی تبدیل می‌کند وبه کمک یک آلترناتورازاین انرژی مکانیکی، الکتریسیته تولید می گردد.

اجزاء اصلی نیروگاه های بشقابک سهموی

سطح متمرکزکننده: وظیفه آن متمرکزکردن شعاعهای نورخورشید درنقطه کانونی است.

موتوراسترلینگ: انرژی گرمایی تمرکزیافته نور را به انرژی مکانیکی تبدیل کرده که توسط یک آلترناتور از آن الکتریسیته تولید می گردد. این موتورهاباسیستمهای دمابالاوپرفشارباانتقال حرارت خارجی هستند که گازهلیوم یاهیدروژن بعنوان سیال عامل آنها عمل می‌کند. بهترین عملکردانواع این موتورهادردماهای بالای ۷۰۰ درجه سانتی‌گراد وفشارهایی تا ۲۰ مگاپاسکال انجام می‌شود.

ردیاب و سیستم کنترل: سیستم ردیاب همواره سطح متمرکزکننده را درمقابل خورشید قرار می دهد تانوردقیقاٌ در دریافت کننده موتوراسترلینگ تمرکزیابد. بعلاوه سیستم کنترل بادریافت اطلاعات ازسنسورهای مختلف وهمچنین موتور استرلینگ، درهروضعیت فرمان مناسبی برای کنترل سیستم ارسال می نماید.

سازه وفونداسیون: برای نگهداشتن سطح متمرکزکننده، موتوراسترلینگ وسایراجزاء سیستم وتحمل بارهای اینرسی، بادوزلزله وجودیک فونداسیون وسازه ای سبک وبااستحکام ضروریست.

نیروگاه های دودکش خورشیدی (Solar Chimney)

نیروگاه دودکش خورشیدی، یک نیروگاه خورشیدی است که ازترکیب کلکتورهای هوای خورشیدی وبرج هدایت کننده هوابرای تولید جریان هادی القائی هوا استفاده می‌کندواین جریان هوا موجب چرخش توربینهای پله ای فشار ودرنهایت تولیدبرق توسط ژنراتور می شود.

نحوه عملکرد نیروگاه های حرارتی دودکش خورشیدی

تابش خورشید موجب گرم شدن هوا درزیرسقف هادی نور (شفاف) که برج مرکزی را احاطه کرده است، می شود. در مرکزاین سقف یک برج عمودی بادهانه ورودی عریض واقع شده است. محل اتصال این برج باسقف شیشه‌ای بایدبه نحوی ساخته شود که درمقابل نفوذهوامقاوم باشد. هوای گرم سبک تر ازهوای سرداست لذاازبرج بالا خواهدرفت. بامکش هوای گرم به بالای برج، هوای سردمجدداً ازفضای خارجی سقف واردآن خواهدشد. این جریان مداوم هوارا بااستفاده ازتوربین‌های پله ای فشارتبدیل به انرژی مکانیکی وسپس توسط ژنراتورهای مرسوم برق تولید می کند. شکل ۱ نمایی ازشماتیک عملکرداین نوع نیروگاههای خورشیدی را نشان می‌دهد. برای تولید ۲۴ ساعته برق دراین نیروگاه می‌توان از لوله های حاوی آب ویا محفظه های آب درزیر سقف استفاده نمود. این لوله ها یا محفظه ها تنهایکبارازآب پر می شوندوهیچ نیازی به آبگیری مجددندارند.

شماتیک عملکرد نیروگاه های حرارتی دودکش خورشیدی

اجزاء اصلی یک دودکش خورشیدی

  • سقف نیمه شفاف (مثلاً شیشه‌ای) که درارتفاع چندمتری زمین نصب می گردد.
  • دودکش مرتفع که درمرکزسقف شیشه‌ای قرار می گیرد.
  • توربین های بادی که درپایة دودکش قرار می گیرند.
  • زمین که باروکش مناسبی پوشانده می شود.

نیروگاه کلکتورهای فرنل Fresnel Collector

دراینگونه نیروگاه ها ازکلکتورفرنل برای متمرکزکردن نورخورشید روی لوله گیرنده استفاده می شود.

دراین نیروگاه همانند نیروگاههای سهموی خطی، کلکتورها به صورت خطی ودرجهت شمال جنوب نصب می شوند. کلکتورهای آن تعدادزیادی آینه تخت باپهنای کم وطول زیادهستند که کنارهمدیگرقرار می گیرند. زاویه قرارگیری هر کدام از آینه ها بصورتی است که بازتاب نورخورشید را روی بخش دریافت کننده متمرکزکنند.

دربخش دریافت کننده یک بازتاب دهنده ثانویه ازنوع جفت سهموی قراردارد که بازتاب آینه ها را جمع آوری کرده و روی لوله گیرنده می تاباند باگرم شدن لوله گیرنده سیال داخل آن گرم می شود.

برای نیروگاههای خورشیدی ازاین دست عملکرد ممکن است به دوصورت باشد درسیستمهای متدوال سیال عامل داخل لوله گیرنده روغن است که پس ازداغ شدن به مبدلهای حرارتی منتقل شده وسپس موجب تولیدبخار می شود امادرنوع دیگرکه نوع بخارمستقیم (direct steam) نامیده می شود طول کلکتورها بیش ازیکصدمتر می باشد. ازیک طرف لوله دریافت کننده آب واردشده وازطرف دیگربخار خارج می شود ونیازی به سیستمهای جانبی اضافی نیست.

منبع: سایت ساتبا

http://tamaenergy.com/SOLAR_POWER_PLANT

/ 0 نظر / 72 بازدید