Tehnologiile concentrației energiei solare

Tehnologia concentratiei energiei solare

In timp ce turbinele de combustie deja menţionate , motoare cu piston, şi convenţionale Stirling-ciclu de motoare au multe atribute de dorit, inclusiv capacitatea de a profita de cogenerare, ei se bazează încă pe combustibilii fosili, ceea ce înseamnă că poluează, ceea ce le face greu de site-ul, şi acestea sunt vulnerabile la incertitudinile economice asociate cu combustibil-preţ volatilitate.O abordare alternativă se bazează pe capturarea luminii soarelui. Care se poate face cu panouri fotovoltaice, care sunt descrise pe larg mai târziu în această carte, sau tehnologia concentratiei energiei solare.

Tehnologiile CSP transformă lumina solară în energie termică pentru a rula un motor termic care alimenteaza un generator. Alaturi de mediul incojurator care dovedeste scaderea temperaturii reci, eficienta maxima a unui motor de caldura are legatura directa cu temperatura ridicata a sursei. Fara concentratie, lumina soarelui nu poate furniza indeajuns de multe temperaturi care sa dovedeasca eficienta termodinamica a unui motor de caldura care sa merite continuitatea. Insa cu concentratie este o intreaga alta poveste. Sunt 3 apropieri demonstrate cu succes privind concentratia de soare care a fost urmarite cu vigoare: sisteme cu antena parabolica cu energie Stirling, sistem liniar de circulatie a luminii sub forma de canal,si heliostate (oglinzi) reflectand lumina soareleui in turnul de putere.

Antene solare/Sisteme de putere Stirling

Antenele/Sistemele Stirling folosesc un concentrator format din oglinzi multiple care se aseamana cu o antena parabolica.Circuitele antenei urmareste soarele si se concentreaza pe lumina unui receptor termic.Receptorul termic absoarbe energia solara si o transforma in caldura si apoi transmisa catre motorul Stirling. Receptorul poate fi compus dintr-o banca de tuburi care contin un transfer de caldura mediu,de obicei heliu sau hidrogen, care de asemenea serveste ca fluid de lucru pentru motor.O alta abordare se bazeaza pe conducte de caldura in care punctul de fierbere si condensare a unui fluid intermediar este utilizat pentru transferul de caldura de la receptor la motorul Stirling.Partea rece a motorului Stirling este mentinuta cu ajutorul unui racitor cu apa,sisteme cu un fel de radiator crescut similiare cu cele dintr-un automobil obisnuit. Fiind un sistem inchis, foarte putina apa este necesara ,ceea ce poate fi un mare avantaj fata de tehnologia CSP. Unele dintre unitatile existente au fost proiectate sa functioneze intr-un mod hibrid in care combustibilul este ars pentru a incalzi motorul atunci cand solarul este insuficient. Ca un hibrid , iesirea devine o sursa sigura de putere si nu necesita rezerva pentru conditii meteorologice nefavorabile sau sarcini pe timp de noapte. Cu eficiente medii de peste 20% si inregistrarea care masoara varful de eficienta de aproape 30%, antena/sistemele Stirling depaseste in prezent eficienta mai multor conversii tehnologice solare.

Doua concurente antena/sisteme tehnologice Stiriling au fost demonstrate cu succes. Intr-una antena este construit de SAIC si motorul de Sterling Thermal Motors(STM).Cealalta este o Boeing/Stirling Energy Systems(SES) instalatii de putere. Ambele ofera pana la 25 kW petru fiecare sistem cu eficienta transformarii directe a radiatiei solare in energia electrica de peste 20%.

Antena SAIC/sistem Stirling este ilustrat in fig.4.8. Aceasta antena in sine este formata dintr o matrice de 16 membrane intinse ,reflectand fetele. Fiecare fata este formata dintr-un inel de otel de aproximativ 3,2 m in diametru,cu membrane subtiri din otel inoxidabil aplicat peste ambele laturi ale inelului pentru a forma o structura care seamana cu un cilindru. Membrana de sus este facuta extrem de reflectorizanta fie laminarea unei oglinzi subtiri sau Prin evacuarea partiala spatiul dintre membrane, forma suprafetei de oglinda se poate face usor concava,permitand fiecare fata sa fie concentrata in mod corespunzator pe receptor.Lumina soareleui, concentrata pe antena SAIC, este absorbita in receptor pentru a oferi caldura de 725 °C la motorul Stirling.Motorul STM este alcatuit din 4 cilindri , fiecare cu un piston cu dubla actiune, aranjate intr un model patrat.Eficienta acestor motoare de caldura la putere mecanica este de peste 36%.