సౌర విద్యుత్ ప్లాంట్ల రకాలు: టవర్, డిస్క్, పారాబొలిక్-సిలిండ్రికల్ కాన్సంట్రేటర్, సోలార్-వాక్యూమ్, కంబైన్డ్

సౌర వికిరణ శక్తిని మార్చడానికి లేదా ఇతర మాటలలో — సౌర వేడి మరియు కాంతి, విద్యుత్ శక్తిలోకి, అనేక సంవత్సరాలుగా ప్రపంచంలోని అనేక దేశాలు సౌర విద్యుత్ ప్లాంట్లను ఉపయోగిస్తున్నాయి. ఇవి వేర్వేరు రూపకల్పనతో ఇంజనీరింగ్ నిర్మాణాలు, వివిధ సూత్రాలపై పని చేస్తాయి, ఇది పవర్ ప్లాంట్ రకాన్ని బట్టి ఉంటుంది.

ఎవరైనా, "సోలార్ పవర్ ప్లాంట్" కలయికను విన్నట్లయితే, సౌర ఫలకాలతో కప్పబడిన భారీ ప్రాంతాన్ని ఊహించినట్లయితే, ఇది ఆశ్చర్యం కలిగించదు, ఎందుకంటే ఫోటోవోల్టాయిక్ అని పిలువబడే ఈ రకమైన పవర్ ప్లాంట్లు నేడు చాలా గృహాలలో బాగా ప్రాచుర్యం పొందాయి. అయితే ఇది సోలార్ పవర్ ప్లాంట్ మాత్రమే కాదు.

పారిశ్రామిక స్థాయిలో విద్యుత్తును ఉత్పత్తి చేసే అన్ని సౌర విద్యుత్ ప్లాంట్లు ఆరు రకాలుగా విభజించబడ్డాయి: టవర్, ప్లేట్, ఫోటోవోల్టాయిక్, పారాబొలిక్-సిలిండ్రికల్ కాన్సంట్రేటర్స్, సోలార్-వాక్యూమ్ మరియు కంబైన్డ్.ప్రతి రకమైన సోలార్ పవర్ ప్లాంట్‌ను వివరంగా పరిశీలిద్దాం మరియు ప్రపంచంలోని వివిధ దేశాలలో నిర్దిష్ట నిర్మాణాలపై శ్రద్ధ చూపుదాం.

టవర్ పవర్ ప్లాంట్లు

సోలార్ పవర్ ప్లాంట్ — సౌర విద్యుత్ ప్లాంట్, దీనిలో హీలియోస్టాట్‌ల క్షేత్రం ద్వారా ఏర్పడిన ఆప్టికల్ కాన్సంట్రేటింగ్ సిస్టమ్ నుండి రేడియేషన్ టవర్-మౌంటెడ్ సోలార్ రిసీవర్‌కు మళ్లించబడుతుంది.

టవర్ పవర్ ప్లాంట్లు మొదట సౌర వికిరణం ప్రభావంతో నీటి ఆవిరి సూత్రంపై ఆధారపడి ఉన్నాయి. ఇక్కడ నీటి ఆవిరి పని ద్రవంగా ఉపయోగించబడుతుంది. అటువంటి స్టేషన్ మధ్యలో ఉన్న, టవర్ పైన నీటి ట్యాంక్ ఉంది, ఇది కనిపించే రేడియేషన్ మరియు వేడి రెండింటినీ ఉత్తమంగా గ్రహించడానికి నల్లగా పెయింట్ చేయబడింది. అదనంగా, టవర్ ఒక పంపు సమూహాన్ని కలిగి ఉంది, దీని పని రిజర్వాయర్కు నీటిని సరఫరా చేయడం. ఆవిరి, దీని ఉష్ణోగ్రత 500 ° C కంటే ఎక్కువగా ఉంటుంది, స్టేషన్ యొక్క భూభాగంలో ఉన్న టర్బైన్ జనరేటర్‌ను మారుస్తుంది.

టవర్ పైభాగంలో గరిష్టంగా సాధ్యమయ్యే సౌర వికిరణాన్ని కేంద్రీకరించడానికి, దాని చుట్టూ వందలాది హీలియోస్టాట్‌లు వ్యవస్థాపించబడ్డాయి, దీని పని ప్రతిబింబించే సౌర వికిరణాన్ని నేరుగా నీటి కంటైనర్‌కు మళ్లించడం. హీలియోస్టాట్లు అద్దాలు, వీటిలో ప్రతి ప్రాంతం పదుల చదరపు మీటర్లకు చేరుకుంటుంది.

Heliostat [heliostat] — ప్రతిబింబించే ప్రత్యక్ష సౌర వికిరణాన్ని సోలార్ రేడియేషన్ రిసీవర్‌కు నిర్దేశించడానికి వ్యక్తిగత విన్యాసాన్ని కలిగి ఉన్న ఆప్టికల్ కాన్సంట్రేటింగ్ సిస్టమ్ యొక్క ఫ్లాట్ లేదా ఫోకసింగ్ మిర్రర్ ఎలిమెంట్.

ఆటోమేటిక్ ఫోకస్ సిస్టమ్‌తో కూడిన మద్దతుపై మౌంట్ చేయబడిన, అన్ని హీలియోస్టాట్‌లు పగటిపూట సూర్యుని కదలికకు అనుగుణంగా స్థానీకరణ పని చేస్తున్నందున, పరావర్తనం చెందిన సౌర వికిరణాన్ని నేరుగా టవర్ పైభాగానికి, ట్యాంక్‌కు పంపుతాయి.

హాటెస్ట్ రోజున, ఉత్పత్తి చేయబడిన ఆవిరి యొక్క ఉష్ణోగ్రత 700 °C వరకు పెరుగుతుంది, ఇది టర్బైన్ యొక్క సాధారణ ఆపరేషన్ కోసం సరిపోతుంది.

ఉదాహరణకు, ఇజ్రాయెల్‌లో, నెగెవ్ ఎడారి భూభాగంలో, 2017 చివరి నాటికి, 121 మెగావాట్ల కంటే ఎక్కువ సామర్థ్యం కలిగిన టవర్‌తో పవర్ ప్లాంట్ నిర్మాణం పూర్తవుతుంది. టవర్ ఎత్తు 240 మీటర్లు ఉంటుంది. (నిర్మాణ సమయంలో ప్రపంచంలోనే అత్యంత ఎత్తైన సౌర టవర్). , మరియు దాని చుట్టూ వందల వేల హీలియోస్టాట్‌ల అంతస్తు ఉంటుంది, అవి Wi-Fi నియంత్రణ ద్వారా ఉంచబడతాయి. ట్యాంక్‌లోని ఆవిరి ఉష్ణోగ్రత 540 ° Cకి చేరుకుంటుంది. $773 మిలియన్ల ప్రాజెక్ట్ ఇజ్రాయెల్ యొక్క విద్యుత్ అవసరాలలో 1% ని కవర్ చేస్తుంది.

టవర్‌లోని సోలార్ రేడియేషన్ ద్వారా వేడి చేయబడేది నీరు మాత్రమే కాదు. ఉదాహరణకు, స్పెయిన్లో, 2011 లో, Gemasolar టవర్ సౌర విద్యుత్ ప్లాంట్ ఆపరేషన్లో ఉంచబడింది, దీనిలో ఉప్పు శీతలకరణి వేడి చేయబడుతుంది. ఈ పరిష్కారం రాత్రిపూట కూడా వేడి చేయడం సాధ్యపడింది.

565 ° C కు వేడిచేసిన ఉప్పు, ఒక ప్రత్యేక ట్యాంక్‌లోకి ప్రవేశిస్తుంది, దాని తర్వాత అది ఆవిరి జనరేటర్‌కు వేడిని ప్రసారం చేస్తుంది, ఇది టర్బైన్‌ను మారుస్తుంది. మొత్తం వ్యవస్థ 19.9 మెగావాట్ల రేట్ సామర్థ్యాన్ని కలిగి ఉంది మరియు 9 నెలల పాటు 24 గంటలూ పూర్తి సామర్థ్యంతో పనిచేసే 27,500 గృహాల నెట్‌వర్క్‌కు 110 GWh విద్యుత్ (వార్షిక సగటు) సరఫరా చేయగలదు.

చాలా పవర్ ప్లాంట్లు

సూత్రప్రాయంగా, ఈ రకమైన పవర్ ప్లాంట్లు టవర్ ప్లాంట్ల మాదిరిగానే ఉంటాయి, కానీ నిర్మాణాత్మకంగా భిన్నంగా ఉంటాయి. ఇది ప్రత్యేక మాడ్యూళ్ళను ఉపయోగిస్తుంది, వీటిలో ప్రతి ఒక్కటి విద్యుత్తును ఉత్పత్తి చేస్తుంది. మాడ్యూల్ రిఫ్లెక్టర్ మరియు రిసీవర్ రెండింటినీ కలిగి ఉంటుంది. రిఫ్లెక్టర్‌ను రూపొందించే అద్దాల పారాబొలిక్ అసెంబ్లీ మద్దతుపై అమర్చబడి ఉంటుంది.

మిర్రర్ యాంప్లిఫైయర్ - అద్దం పూతతో కూడిన సోలార్ రేడియేషన్ కాన్సంట్రేటర్.స్పెక్యులర్ ఫేస్‌డ్ కాన్‌సెంట్రేటర్ — ఒక సాధారణ ప్రతిబింబ ఉపరితలాన్ని ఏర్పరుచుకునే ఫ్లాట్ లేదా వక్ర ఆకారం యొక్క వ్యక్తిగత అద్దాలను కలిగి ఉండే సౌర వికిరణం యొక్క స్పెక్యులర్ కాన్సంట్రేటర్.

రిసీవర్ పారాబొలాయిడ్ దృష్టిలో ఉంది. రిఫ్లెక్టర్‌లో డజన్ల కొద్దీ అద్దాలు ఉంటాయి, ఒక్కొక్కటి వ్యక్తిగతంగా అనుకూలీకరించబడ్డాయి. రిసీవర్ అనేది జనరేటర్‌తో కలిపి స్టిర్లింగ్ ఇంజిన్ కావచ్చు లేదా నీటి ట్యాంక్ ఆవిరిగా మార్చబడుతుంది మరియు ఆవిరి టర్బైన్‌ను మారుస్తుంది.

ఉదాహరణకు, 2015లో, స్వీడన్‌లోని రిపాస్సో, దక్షిణాఫ్రికాలో స్టిర్లింగ్ ఇంజిన్‌తో పారాబొలిక్ హెలోథర్మల్ యూనిట్‌ను పరీక్షించారు. ఇన్‌స్టాలేషన్ యొక్క రిఫ్లెక్టర్ 96 భాగాలు మరియు మొత్తం 104 చదరపు మీటర్ల విస్తీర్ణంతో కూడిన పారాబొలిక్ మిర్రర్.

ఫ్లైవీల్‌తో అమర్చబడిన మరియు జనరేటర్‌కు అనుసంధానించబడిన స్టిర్లింగ్ హైడ్రోజన్ ఇంజిన్‌పై దృష్టి కేంద్రీకరించబడింది. పగటిపూట సూర్యుడిని అనుసరించడానికి ప్లేట్ నెమ్మదిగా తిప్పింది. ఫలితంగా, సమర్థత కారకం 34%, మరియు అలాంటి ప్రతి "ప్లేట్" వినియోగదారునికి సంవత్సరానికి 85 MWh విద్యుత్‌ను అందించగలిగింది.

న్యాయంగా, ఈ రకమైన సౌర విద్యుత్ ప్లాంట్ యొక్క "ప్లేట్" దృష్టిలో, చమురు కంటైనర్‌ను ఉంచవచ్చని మేము గమనించాము, దీని వేడిని ఆవిరి జనరేటర్‌కు బదిలీ చేయవచ్చు, ఇది క్రమంగా తిరుగుతుంది విద్యుత్ జనరేటర్ యొక్క టర్బైన్.

పారాబొలిక్ ట్యూబ్ సోలార్ పవర్ ప్లాంట్లు

ఇక్కడ మళ్ళీ తాపన మాధ్యమం సాంద్రీకృత పరావర్తన రేడియేషన్ ద్వారా వేడి చేయబడుతుంది. అద్దం 50 మీటర్ల పొడవు వరకు పారాబొలిక్ సిలిండర్ రూపంలో ఉంటుంది, ఇది ఉత్తర-దక్షిణ దిశలో ఉంది మరియు సూర్యుని కదలికను అనుసరించి తిరుగుతుంది. అద్దం దృష్టిలో ఒక స్థిర గొట్టం ఉంటుంది, దానితో పాటు ద్రవ శీతలీకరణ ఏజెంట్ కదులుతుంది.శీతలకరణి తగినంత వెచ్చగా ఉన్న తర్వాత, వేడి ఉష్ణ వినిమాయకంలోని నీటికి బదిలీ చేయబడుతుంది, ఇక్కడ ఆవిరి మళ్లీ జనరేటర్‌ను మారుస్తుంది.

పారాబొలిక్ కారిడార్ కాన్‌సెంట్రేటర్ — సౌర వికిరణం యొక్క మిర్రర్ కాన్‌సెంట్రేటర్, దాని ఆకారం తనకు సమాంతరంగా కదులుతున్న పారాబొలా ద్వారా ఏర్పడుతుంది.

1980లలో కాలిఫోర్నియాలో, లూజ్ ఇంటర్నేషనల్ 354 మెగావాట్ల మొత్తం సామర్థ్యంతో ఇటువంటి 9 పవర్ ప్లాంట్‌లను నిర్మించింది. అయితే, అనేక సంవత్సరాల అభ్యాసం తర్వాత, నిపుణులు ఈ రోజు పారాబొలిక్ పవర్ ప్లాంట్లు టవర్ మరియు ప్లేట్ సోలార్ పవర్ ప్లాంట్‌ల కంటే లాభదాయకత మరియు సామర్థ్యం రెండింటిలోనూ తక్కువ స్థాయిలో ఉన్నాయని నిర్ధారణకు వచ్చారు.

అయితే, 2016లో, కాసాబ్లాంకా సమీపంలోని సహారా ఎడారిలో పవర్ ప్లాంట్ కనుగొనబడింది. సౌర కేంద్రీకరణలు, 500 MW సామర్థ్యంతో. అర మిలియన్ 12 మీటర్ల అద్దాలు శీతలకరణిని 393 ° C వరకు వేడి చేస్తాయి, ఇవి జనరేటర్ టర్బైన్‌లను స్పిన్నింగ్ చేయడానికి నీటిని ఆవిరిగా మారుస్తాయి. రాత్రి సమయంలో, కరిగిన ఉప్పులో నిల్వ చేయడం ద్వారా ఉష్ణ శక్తి పని చేస్తూనే ఉంటుంది. ఈ విధంగా, మొరాకో రాష్ట్రం పర్యావరణ అనుకూల ఇంధన వనరుల సమస్యను క్రమంగా పరిష్కరించాలని యోచిస్తోంది.

ఫోటోవోల్టాయిక్ పవర్ ప్లాంట్లు

ఫోటోవోల్టాయిక్ మాడ్యూల్స్, సోలార్ ప్యానెల్స్ ఆధారంగా స్టేషన్లు. వారు ఆధునిక ప్రపంచంలో బాగా ప్రాచుర్యం పొందారు మరియు విస్తృతంగా ఉన్నారు. సిలికాన్ కణాలపై ఆధారపడిన మాడ్యూల్స్ శానిటోరియంలు, ప్రైవేట్ విల్లాలు మరియు ఇతర భవనాలు వంటి చిన్న సైట్‌లను శక్తివంతం చేయడానికి విస్తృతంగా ఉపయోగించబడతాయి, ఇక్కడ అవసరమైన శక్తితో కూడిన స్టేషన్ ప్రత్యేక భాగాల నుండి సమావేశమై పైకప్పుపై లేదా తగిన స్థలంలో అమర్చబడుతుంది. పారిశ్రామిక ఫోటోవోల్టాయిక్ పవర్ ప్లాంట్లు చిన్న పట్టణాలకు విద్యుత్ సరఫరా చేయగలవు.

సోలార్ పవర్ ప్లాంట్ (SES) [సోలార్ పవర్ ప్లాంట్] — సౌర వికిరణం యొక్క శక్తిని విద్యుత్తుగా మార్చడానికి రూపొందించబడిన పవర్ ప్లాంట్.

ఉదాహరణకు, రష్యాలో, దేశంలో అతిపెద్ద ఫోటోవోల్టాయిక్ పవర్ ప్లాంట్ 2015లో ప్రారంభించబడింది. "అలెగ్జాండర్ వ్లాజ్నెవ్" సోలార్ పవర్ ప్లాంట్, మొత్తం 25 మెగావాట్ల సామర్థ్యంతో 100,000 సౌర ఫలకాలను కలిగి ఉంది, ఇది విస్తీర్ణంలో ఉంది. ఓర్స్క్ మరియు గై నగరాల మధ్య 80 హెక్టార్లు. వ్యాపార మరియు నివాస భవనాలతో సహా ఓర్స్క్ నగరంలో సగం వరకు విద్యుత్ సరఫరా చేయడానికి స్టేషన్ సామర్థ్యం సరిపోతుంది.

అటువంటి స్టేషన్ల ఆపరేషన్ సూత్రం సులభం. కాంతి ఫోటాన్ల శక్తి సిలికాన్ పొరలో కరెంట్‌గా మార్చబడుతుంది; ఈ సెమీకండక్టర్‌లోని అంతర్గత కాంతివిద్యుత్ ప్రభావం చాలా కాలంగా సోలార్ సెల్ తయారీదారులచే అధ్యయనం చేయబడింది మరియు ఆమోదించబడింది. కానీ 24% సామర్థ్యాన్ని ఇచ్చే స్ఫటికాకార సిలికాన్ మాత్రమే ఎంపిక కాదు. సాంకేతికత నిరంతరం మెరుగుపడుతోంది. కాబట్టి 2013లో, షార్ప్ ఇంజనీర్లు ఇండియమ్-గాలియం-ఆర్సెనైడ్ మూలకం నుండి 44.4% సామర్థ్యాన్ని సాధించారు మరియు ఫోకస్ చేసే లెన్స్‌ల ఉపయోగం మొత్తం 46% సాధించడం సాధ్యం చేస్తుంది.

సౌర వాక్యూమ్ పవర్ ప్లాంట్లు

సౌర స్టేషన్లు ఖచ్చితంగా పర్యావరణ రకం. సూత్రప్రాయంగా, సహజ గాలి ప్రవాహం ఉపయోగించబడుతుంది, ఇది ఉష్ణోగ్రత వ్యత్యాసం కారణంగా సంభవిస్తుంది (భూమి యొక్క ఉపరితలంపై గాలి వేడి చేయబడుతుంది మరియు పైకి వెళుతుంది). తిరిగి 1929లో, ఈ ఆలోచన ఫ్రాన్స్‌లో పేటెంట్ చేయబడింది.

గ్రీన్హౌస్ నిర్మించబడుతోంది, ఇది గాజుతో కప్పబడిన భూమి. గ్రీన్‌హౌస్ మధ్యలో నుండి ఒక టవర్ పొడుచుకు వస్తుంది, ఇది ఒక ఎత్తైన పైపు, దీనిలో జనరేటర్ టర్బైన్ అమర్చబడి ఉంటుంది. సూర్యుడు గ్రీన్‌హౌస్‌ను వేడి చేస్తాడు మరియు పైపు ద్వారా పైకి పరుగెత్తే గాలి టర్బైన్‌ను మారుస్తుంది.సూర్యుడు ఒక క్లోజ్డ్ గ్లాస్ వాల్యూమ్‌లో గాలిని వేడిచేసినంత కాలం మరియు రాత్రిపూట కూడా భూమి యొక్క ఉపరితలం వేడిని కలిగి ఉన్నంత వరకు డ్రాఫ్ట్ స్థిరంగా ఉంటుంది.

ఈ రకమైన ప్రయోగాత్మక స్టేషన్ 1982లో స్పెయిన్‌లోని మాడ్రిడ్‌కు దక్షిణంగా 150 కిలోమీటర్ల దూరంలో నిర్మించబడింది. గ్రీన్‌హౌస్ వ్యాసం 244 మీటర్లు మరియు పైపు 195 మీటర్ల ఎత్తులో ఉంది. గరిష్టంగా అభివృద్ధి చెందిన శక్తి 50 kW మాత్రమే. అయినప్పటికీ, తుప్పు పట్టడం మరియు గాలుల కారణంగా టర్బైన్ విఫలమయ్యే వరకు 8 సంవత్సరాలు నడిచింది. 2010లో, చైనా 200 kWను అందించగల సౌర వాక్యూమ్ స్టేషన్ నిర్మాణాన్ని పూర్తి చేసింది. ఇది 277 హెక్టార్ల విస్తీర్ణంలో ఉంది.

కంబైన్డ్ సోలార్ పవర్ ప్లాంట్లు

ఇవి వేడి నీటి మరియు తాపన సమాచార మార్పిడికి అనుసంధానించబడిన స్టేషన్లు, సాధారణంగా అవి వివిధ అవసరాలకు నీటిని వేడి చేస్తాయి. కంబైన్డ్ స్టేషన్‌లు సౌర ఫలకాలను సమాంతరంగా కేంద్రీకరిస్తున్నప్పుడు కలిపి పరిష్కారాలను కూడా కలిగి ఉంటాయి. ప్రత్యామ్నాయ విద్యుత్ సరఫరా మరియు ప్రైవేట్ గృహాలను వేడి చేయడం కోసం కంబైన్డ్ సోలార్ పవర్ ప్లాంట్లు తరచుగా ఏకైక పరిష్కారం.