سیستم حرارتی خورشیدی

سیستم حرارتی خورشیدی

سیستم حرارتی خورشیدی از انرژی خورشیدی متمرکز استفاده می کند. سیستم تولید انرژی حرارتی خورشیدی (الکتریسیته)، نور خورشید را برای تولید گرمای مورد نیاز برای تولید برق را تامین می کند. تمام سیستم های انرژی حرارتی خورشیدی دارای جمع کننده های انرژی خورشیدی با دو جزء اصلی هستند: بازتابنده ها (آینه ها) که نور خورشید را روی گیرنده جذب می کنند.

در اکثر سیستم ها، مایع انتقال گرما در گیرنده گرم و پخش می شود و برای تولید بخار استفاده می شود. بخار به انرژی مکانیکی در یک توربین تبدیل می شود که ژنراتور را برای تولید برق قدرت می دهد. سیستم های قدرت حرارتی خورشیدی دارای سیستم های ردیابی هستند که نور خورشید را در طول روز به سمت گیرنده متمرکز می کند، به طوری که موقعیت خورشید در آسمان تغییر می کند.

نیروگاه خورشیدی ممکن است دارای یک سیستم ذخیره انرژی گرمایی باشد که اجازه می دهد تا سیستم جمع آوری خورشیدی یک سیستم ذخیره انرژی را در طول روز گرم کند و گرما از سیستم ذخیره سازی برای تولید برق در شب یا در هوای ابری استفاده می شود. نیروگاه های حرارتی خورشیدی نیز ممکن است سیستم های ترکیبی باشند که از سوخت های دیگر (معمولا گاز طبیعی) برای تأمین انرژی از خورشید در دوره های تابش خورشیدی کم استفاده می کنند.

انواع نیروگاه خورشیدی
سه نوع اصلی تمرکز بر سیستم های انرژی خورشیدی وجود دارد:
سیستم های متمرکز خطی که شامل فواصل پارابولی و بازتابنده های خطی فرسلین هستند
برج های خورشیدی
سیستم خورشیدی / موتور
یک نیروگاه جمع کننده خطی حاوی تعداد زیادی از یا مجموعه ای از جمع کننده در ردیف های موازی است که معمولا در جهت شمال-جنوب هماهنگ شده اند تا برای جمع آوری انرژی خورشیدی به حداکثر برسانند. این پیکربندی آینه ها را قادر می سازد تا در طول روز خورشید را از شرق به غرب دنبال کنند و نور خورشید را به طور مداوم بر روی لوله گیرنده متمرکز کنند.

برج های خورشیدی
سیستم برج خورشیدی با استفاده از یک میدان بزرگ از آینه های صاف، آفتابگیر به نام هلیوستات برای منعکس کردن و تمرکز نور خورشید بر روی گیرنده در بالای برج. نور خورشید می تواند تا 1500 بار متمرکز باشد. بعضی از برج های انرژی از آب به عنوان مایع انتقال گرما استفاده می کنند. طرح های پیشرفته با استفاده از نمک نیترات مذاب به دلیل انتقال حرارت بالا و قابلیت ذخیره انرژی آن، آزمایش می شوند. قابلیت ذخیره انرژی حرارتی به سیستم اجازه می دهد تا در طول آب و هوای ابری یا در شب، برق تولید کند.

انرژی خورشیدی موتورها
سیستم های خورشیدی از یک ظرف آینه ای مشابه یک ظرف ماهواره ای بسیار بزرگ استفاده می کنند. به منظور کاهش هزینه ها، ظرف آینه معمولا از بسیاری از آینه های تخت کوچکتر تشکیل شده به شکل بشقاب تشکیل شده است. سطح شکل ظاهری، نور خورشید را به یک گیرنده حرارتی هدایت می کند و گرما را جذب و جمع آوری می کند و آن را به یک ژنراتور موتور منتقل می کند. شایعترین نوع موتور حرارتی مورد استفاده در موتورهای دیزل / موتور، موتور استرلینگ است. این سیستم با استفاده از مایع گرم گیر توسط گیرنده برای حرکت پیستون و ایجاد قدرت مکانیکی به کار میرود. انرژی مکانیکی باعث چرخش ژنراتور و تولید برق می شود.

انرژی خورشیدی نور خورشید و حرارت از خورشید است که با استفاده از طیف وسیعی از فن آوری های همیشه در حال توسعه مانند گرمایی خورشیدی، فتوولتائیک، انرژی حرارتی خورشیدی، معماری خورشیدی، نیروگاه های نمکی مذاب و فتوسنتز مصنوعی استفاده می شود.
این یک منبع مهم انرژی تجدید پذیر است و فناوری های آن به عنوان خورشیدی غیر فعال و خورشیدی فعال شناخته می شوند بسته به اینکه چگونه نور خورشید را جذب و توزیع یا تبدیل آن به انرژی خورشیدی می کنند. تکنیک های فعال خورشیدی شامل استفاده از سیستم های فتوولتائیک، انرژی خورشیدی متمرکز و بخار آب خورشیدی برای استفاده از انرژی است. تکنیک های غیرفعال خورشیدی عبارتند از: هدایت یک ساختمان به سمت خورشید، انتخاب مواد با جرم حرارتی مطلوب یا خواص پراکنده نور و طراحی فضاهای که به طور طبیعی هوا را هدایت می کنند.