Sistemi Solarnih Tornjeva

Slika 2. Polje koritastih reflektora

Radni fluid se zagreva u prijemniku i koristi se za stvaranje pare koja se koristi u konvencijalnim turbinskim generatorima za proizvodnju električne energije. Ranije konstrukcije solarnih tornjeva koristile su paru kao radni fluid, dok se u sadašnjim konstrukcijama koristi rastop nitratne soli zbog boljeg prenosa toplote i skladišnih karakteristika. Pojedinačni komercijalni sistemi su u mogućnosti da proizvedu od 50 do 200 MW električne energije.

Slika 3. Šematski prikaz rada koncentričnih koritastih solarnih sistema

Koristi i mogućnosti primene Solarni tornjevi nude širok spektar distributivnih rešenja energetskih potreba, naročito u najboljim uslovima eksploatacije. Kao i sve solarne tehnologije i oni koriste sunčeve zrake kao izvor i ne emituju gasove koji dovode do efekta zelene bašte. Oni su jedinstveni među solarnim sistemima po mogućnosti efikasnog skladištenja solarne energije i isporuci električne energije u distributivnu mrežu kada je to potrebno, noću ili u oblačno vreme. Jedan solarni toranjski sistem snage 100MW koristi 1000 ha neplodne površine i za 12 časova može proizvesti i akumulirati električnu energiju koja podmiruje potrebe 50 000 domaćinstava. Status tehnologije solarnih tornjeva Tehnologija solarnih tornjeva uživa visok rejting najviše zbog dva postrojenja u SAD. Postrojenje od10 MW u Barstow – u u Kaliforniji je demonstriralo širok spektar koristi i mogućnosti primene ove tehnolgije, proizvevši 38 000 000 kWh u periodu rada od 1982. do 1988. Drugo, poboljšano postrojenje, demonstriralo je prednosti korišćenja rastopa nitratne soli kao radnog medijuma kroz njegove mogućnosti prenosa toplote i mogućnosti skladištenja. Pokazane mogućnosti sakupljanja sunčeve energije i isporuke električne energije, kao i mogućnost rada noću i u oblačnim periodima, ogledaju se u neprkidnoj isporuci električne energije distributivnoj mreži 24 h dnevno, sedam dana pre nego što oblačno vreme prekine proces. Uspešnost ovih projekata je iniciralo interesovanje za ove tehnologije širom sveta. U SAD je oformljen konzorcijum u kome se nalaze i Bechtel i Boeing koji teži popularizaciji i izgradnji ovakvih postrojenja širom sveta. Tehnologija je uspešno primenjena u Španiji, Egiptu, Maroku i Italiji, a u izgradnji je i postrojenje instalisane snage od 40 MW u SAD. Koncern takođe teži izgradnji elektrane u pustinji Kalifornije snage30 ÷ 50 MW, projektovane da smanji troškove eksploatacije i održavanja a poveća efikasnost. Takvo postrojenje će koštati 100.000.000 dolara i proizvodiće1 kWh za 15 c sa tendencijom da vremenom ta cena padne na 7 c, što bi dovelo do toga da ovakvo postrojenje bude veoma ekonomično i brzo isplativo. 2.2 SISTEMI SOLARNIH TORNJEVA Solarni tornjevi pretvaraju Sunčevu energiju u električnu energiju tehnologijom koja se koristi mnoštvom velikih ogledala koja prate Sunce (heliostati) radi fokusiranja sunčevih zraka na prijemnik koji se nalazi na vrhu solarnog tornja.

Slika 4. Izgled Solarnog tornja i polja heliostata(ogledala)

Slika 5. Šema rada postrojenja solarnog tornja

2.3 TANJIRASTI SOLARNI SISTEMI (SFERNI) Osnovni delovi ovih sistema su: -solarni koncentrator i -energetsko – izmenjivačka jedinica. Tanjirasti (sferni) kolektor koji se najčešće naziva koncentrator, osnovna je komponenta sistema. On sakuplja sunčeve zrake i fokusira ih (koncentriše) na malu površinu, što povećava efikasnost korišćenja. Staklena ogledala reflektuju oko 92% upadnih sunčevih zraka. Koncentrator se okreće i prati kretanje Sunca i konstantno reflektuje sunčeve zrake u termalni prijemnik. Energetska izmenjivačka jedinica sadrži termalni prijemnik i generator. Termalni prijemnik predstavlja spregu između koncentratora i generatora. Apsorbuje i koncentriše sunčeve zrake, pertvara ih u top lotnu energiju i tu toplotu prenosi do generatora. Termalni prijemnik može biti snop cevi sa rashladnim fluidom, najčešće sa hidrogenom i helijumom, koji je u isto vreme prenosnik toplote i radni fluid generatora.

Slika 6. Vrste izvedbi tanjirastih solarnih sistema

Generatorski sistem predstavlja podsistem koji preuzima toplotnu (termalnu) energiju od termalnog prijemnika i koristi je za proizvodnju električne energije. Najčešće korišćeni tip motora je Stirling. On koristi toplotu dobijenu iz spoljašnjeg izvora(sunčevi zraci) za pokretanje klipova i proizvodnju mehaničke energije, slično kao i motori sa unutrašnjim sagorevanjem. Mehanički rad se prenosi do vratila motora, koje svojom rotacijom pokreće generator koji proizvodi električnu energiju. Kao dodatak Stirligovom motoru dodaju se mikro turbine i fotoelektrični koncentratori koji će u budućnosti predstavljati mogući model pretvarača energije u ovoj tehnologiji. Mikro turbine se trenutno proizvode i distribuiraju za generatorske sisteme. Ovakvi motori, koji su slični (ali mnogo manji) avionskim motorima, takođe se mogu koristiti za pokretanje električnog generatora. Fotoelektrični izmenjivački sistemi nisu pravi motori, ali poseduju poluprovodnički niz koji direktno vrši konverziju sunčevih zraka u električnu energiju. Tanjirasti (koncentrični) solarni sistemi su razvijeni za spajanje sa globalnom mrežom, prenosne sisteme, napajanje proizvodnih sistema itd. Pojedinačni sistemi ostvaruju snagu u opsegu od 9 do 25 kW i mogu da funkcionišu nezavisno od postojeće električne mreže, uglavnom za pumpne sisteme i obezbeđenje električne energije u ruralnim sredinama. Oni predstavljaju prenosne sisteme sa lakom instalacijom, relativno jednostavnom konstrukcijom i visokom efikasnošću što ih čini konkurentnim konvencionalnim sistemima za proizvodnju električne energije.