Suncentralo
Suncentralo estas centralo, kiu uzas nur sunenergion kiel primara energifonto. Estas esence du tipoj de suncentraloj: la termodinamika suncentralo kiu transformas la varmon de la suno per sunkolektoroj kaj la fotovoltaika sucentralo kiu transformas la radiadojn de la suno per sunpaneloj.
La termodinamika suncentralo atingas - depende la konstrutipo - pli grandan efikecon kaj bezonas malpli da investaĵo ol sunpaneloj. Ili havas do pli grandan funkciigajn kaj konservadajn kostojn kaj bezonas certan minimuman grandon. Ĝi estas ekonomie uzebla nur en precipe sunriĉaj regionoj.
La suncentraloj havas du bazajn tipojn: unu eluzas la rektan sunradiadon, kolektante ĝin sur sunkolektoroj, aliaj funkcias sen koncentrigaj reflektoroj kaj eluzas la tutan radiadon (rektan kaj difusan).
La plej efikaj termodinamikaj suncentraloj havas efikecon je 29 %[1] dum la efikeco de la fotovoltaikaj suncentraloj estas 14-16 %.
Termodinamikaj reflektoraj suncentraloj
[redakti | redakti fonton]Tiuj centraloj uzas koncentrigan respegulajn surfacojn por kolekti la alvenantan sunlumon je sunkolektoro. La reflektoroj aŭ la sunkolektoroj sekvas la sunmoviĝon.
La tri ĉefaj tipoj de la reflektoraj suncentraloj estas:
- Sunkampaj centraloj kolektas la varmon en multaj kolektoroj dividitaj sur kampo, tiel la transformo de la sunforto estas ne fokusita je unu centra loko, punkto.
- Sunturaj centraloj: la sunforto estas fokusita
- Paraboloidaj centraloj: la sunforto estas fokusita
Tiuj tipoj de la suncentraloj havas grandan estonton en la dezerta regiono de norda Afriko, por produkti energion kaj tion transporti al Eŭropo.
Sunkampaj centraloj
[redakti | redakti fonton]La sunkampa centralo konsistas el multaj paralele kunligitaj parabolaj suntrogoj aŭ Fresnel-kolektoroj, tiel nomataj liniaj koncentratoroj.
La varmoenergion transportas en tiu suncentralo aŭ oleo (390 °C) aŭ trovarmigita akvovaporo (ĝis 500 °C). La varmega oleo uzatas por produkto de vaporo, kiu pelas turbinon.
Parabola suntroga centralo
[redakti | redakti fonton]Tiu suncentralo konsistas el arkaj speguloj, kiuj kolektas la sunlumon je akcepta tubo lokita en la fokusa linio. La longo de tiuj kolektoroj varias de 20 kaj 150 metroj. La parabolaj suntrogoj estas moveblaj - pro kostomalpliigo, simpligo - nur unuakse, tiel ili estas direktitaj en norda-suda direkto kaj movitaj en direkto de oriento al okcidento.
La unua uzo de parabolaj suntrogoj por vaporproduktado okazis jam en 1912 en Meadi/Egiptio (Maadi). La suntrogojn konstruis brita Frank Shumann kaj usona C.V. Boys kaj tiuj transdonis la energion al 45 kW-a vapormotora pumpilo. La kolektoroj havis longon de 62 m kaj aperturan larĝon de 4 m kaj tutan aperturan surfacon de 1.200 m².
La germana Reichstag en 1916 aprobis 200.000 imperiajn markojn por parabola suntroga demonstrado en Germana Sudokcidenta Afriko. Pro la unua mondmilito kaj la alveno de la naftoabundo, tio ne estis realigita.
La uzo de suntrogaj centraloj forte aperis post la naftokrizo de 1973. Oni konstruis en la usono demonstrajn instalaĵojn inter 1977 kaj 1982. En Eŭropo ekfunkciis centralo kun povumo de 500 kW sur Plataforma Solar de Almería, en 1981.
La komerca apliko komenciĝis en 1984 en Usono kaj nuntempe jam funkcias centraloj kun povumo de pluraj megavattoj.
Kolektoraj instalaĵoj de Fresnel
[redakti | redakti fonton]Pluevoluigo de la suntrogo estas la t.n. Fresnel-spegulaj kolektoroj. Ĉe tiu formo, la suntrogo konsistas el pluraj plataj, paralelaj spegul-strioj (laŭ principo de la Fresnel-lenso). Ili estas movitaj unuakse, dum la duaranga spegulo direktas la lumon al la fokusa linio, kie trovebla la varmoakcepta tubo. Tiu koncepto estas nun en prova stado.
Sunturaj centraloj
[redakti | redakti fonton]Ĉe tiu ĉi suncentrala tipo, plurcentoj de aŭtomate poziciitaj speguloj fokusas je surtura brulkamero, kie estiĝas pli ol 1.000 °C. La teknike uzebla, traktebla temperaturo estas ĉe 1.300 °C. La varmoporta materialo estas aŭ likvaj nitratsaloj, akvovaporo aŭ varmegaero.
Oni uzas la saman principon ĉe la suna fand-forno, tiukaze grandega spegula surfaco fokusigas la sunan energion.
La plej grandaj ekzistantaj instalaĵoj estas „Solar Two“ (10 MW, labora temperaturo: 290-570 °C) funkcias en Kalifornio kaj la esploraj instalaĵoj en Almería/Hispanio kaj en Sevilla (ABENGOA). La unua komerca suntura centralo aliĝis al la elektra reto en 2007 kaj donas 11 MW. La sunforno ĉe Odeillo Font-Romeu instaliĝis jam en 1968-1970 kaj ankoraŭ hodiaŭ ĝi estas unu el la plej grandaj el tiu tipo (ĉ. 3000 laborhoroj jare kaj funkcia temperaturo ĝis 3.800 °C.
Paraboloida centralo
[redakti | redakti fonton]La paraboloida suncentralo havas paraboloidan spegulon, kiu estas turnebla duakse sur framo. Tiuj speguloj reflektas la sunlumon je varmoakceptilo en la fokuso de la spegulo. Tiu konstruo estas tre kompakta - la diametro de la spegulo varias de 3 ĝis 25 m, tiel ĝi havas la povumon de ĝis 50 kW pro modulo.
Termodinamikaj suncentraloj sen speguloj
[redakti | redakti fonton]Sala suncentralo
[redakti | redakti fonton]Ĉe tiuj, la varmon akceptas rekte salaj likvaĵoj, kiuj varmiĝas ĝis 85 −90 °C. Pro la mankanta konvekto, la varmiĝanta suba sala tavolo akumulas la varmon. La transformo de la varmo al energio povas okazi helpe de amoniaka vaporo.
Ĉar la temperaturta diferenco estas eta, tiu tipo atingas efikon de nur ĉ. 15 %. Ĝia sola avantaĝo estas la relative malgranda investa bezono. ĝi estas bone uzebla, se oni ne celas produktadon de elektro, sed nuran eluzon de la procesa varmo ekz. por sekigo.
Kamentuba suncentralo
[redakti | redakti fonton]Tiu suncentralo eluzas la kamentuban efikon, ĉe kiu la varma aero - kun pli malgranda denso - altiĝas al supro.
Ĝi konsistas el granda plata vitra (kiel kolektoro), sub kiu la aero varmiĝas kiel en forceja domo. La varma aero altiĝas supren kaj fluas al centra kamentubo, tra kiu eliĝas la varma aero, dumtempe laborigante turbinojn, produktante tra generatoro elektron.
Ĝi havas la efikon de 1 %. Teoriaj kalkuloj montras, ke ekonomie komparebla centralo - al karbonaj centraloj - povas altiĝi ĝis 1000 m aŭ plu kaj devas havi vitran kolektan surfacon de 100 km² (tiukaze la diametro estus 12 km).
Falventa centralo
[redakti | redakti fonton]Tiu tipo ekzistas nur teorie: ĝi devus havi altan turon de >1000 m, ĉe kies pinto oni disŝprucas akvon kaj la malvarma, akvopeza aero falas suben en la turo, laborigante ventoturbinojn. Ĝi uzeblas teorie en la apudmaraj regionoj.
Fotovoltaikaj suncentraloj
[redakti | redakti fonton]
Sunĉelo, aŭ fotovoltaika ĉelo (PV), estas aparato kiu transformas lumon en elektran kurenton uzante la fotovoltaikan efikon. La unua sunĉelo estis konstruita fare de Charles Fritts en la 1880-aj jaroj.[3] La germana industriisto Werner von Siemens estis inter tiuj kiuj agnoskis la gravecon de tiu eltrovaĵo.[4] En 1931, la germana inĝeniero Bruno Lange evoluigis fotoĉelon uzantan arĝentan selenidon anstataŭe de kuprooksido,[5] kvankam la prototipaj selenidoĉeloj transformis malpli ol 1% de okazaĵa lumo en elektron. Sekvante la laboron de Russell Ohl en la 1940-aj jaroj, esploristoj Gerald Pearson, Calvin Fuller kaj Daryl Chapin kreis la silician sunĉelon en 1954.[[6]
La tuto de fotovoltaika elektrosistemo produktas kontinuan kurenton kun povumo, kiu varias laŭ la intenseco de la sunlumo. Por praktika uzo tio kutime postulas transformadon al certaj dezirataj tensioj aŭ alterna kurento per la uzo de moduliloj.[7] Multoblaj sunĉeloj estas konektitaj ene de moduloj. Moduloj estas kabligitaj kune por formi tabelojn, tiam ligitajn al modulilo, kiu produktas povumon ĉe la dezirata tensio, kaj pri alterna kurento ankaŭ la deziratan frekvencon/fazon.[7][7]
La plej grandaj suncentraloj ampleksas 100 ĝis 300 hektarojn kaj konsistas el kelkcent mil fotovoltaikaj paneloj (1,3 milionoj en Sarnia), kiuj estas ĝenerale fiksaj sed kelkaj el ili povas esti orientitaj aŭtomate laŭ la trajektorio de la Suno por maksimumi la efikecon de la sistemo.
Multaj loĝdomaj fotovoltaikaj sistemoj estas ligitaj al la elektra reto, kie ajn haveblaj, precipe en industrilandoj kun grandaj merkatoj. En ĉi tiuj reto-konektitaj sistemoj, uzo de energistokado estas nedeviga.
Referencoj
[redakti | redakti fonton]- ↑ Alain Ferrière (10-04-2008). ’’Centrales solaires thermodynamiques’’ (Termodinamikaj suncentraloj) (france). techniques-ingenieur.fr. Alirita 22-11-2016 ..
- ↑ "’’Juwi Solar Presents New Large-Scale Projects and Innovations’’ (“Juwi Solar” prezentas novajn grandskalajn projektoj kaj novaĵojn", 31a de aŭgusto 2011.
- ↑ Perlin (1999), p. 147
- ↑ Perlin (1999), pp. 18–20
- ↑ Corporation, Bonnier (junio 1931). “Magic Plates, Tap Sun For Power”, Popular Science, p. 41. Alirita 19a de aprilo 2011..
- ↑ Perlin (1999), p. 29
- ↑ 7,0 7,1 7,2 Solar Cells and their Applications Second Edition, Lewis Fraas, Larry Partain, Wiley, 2010, (ISBN 978-0-470-44633-1), Section10.2.