Энергияи офтобии мутамарказ (CSP): Технологияи алтернативии энергияи офтобӣ, ғайр аз фотоэлектрика

1. Муқаддима ба CSP: Тағйири парадигма дар энергияи офтобӣ

 

Энергияи офтобии мутамарказ (CSP) як равиши табдилдиҳанда барои истифодаи энергияи офтобӣ мебошад, ки аз системаҳои анъанавии фотоэлектрикӣ (PV) фарқ мекунад. Бар хилофи PV, ки нури офтобро мустақиман ба нерӯи барқ ​​​​бо истифода аз маводҳои нимноқил табдил медиҳад, CSP оинаҳо ё линзаҳоро барои равона кардани нури офтоб ба қабулкунак истифода мебарад ва гармиро тавлид мекунад, ки давраи термодинамикиро барои истеҳсоли нерӯи барқ ​​​​мегардонад. Ин қобилияти нигоҳдории энергияи гармӣ (TES) ба нерӯгоҳҳои CSP имкон медиҳад, ки ҳатто дар шароити шабона ё абрӣ нерӯи барқи интиқолшавандаро тавлид кунанд ва маҳдудияти ҷиддии системаҳои PV-ро ҳал кунанд.

 

Дар JZP Energy Innovations, мо CSP-ро ҳамчун санги асосии омехтаи энергетикии оянда, бахусус дар минтақаҳое, ки нури офтобии баланд доранд, эътироф мекунем. Кӯшишҳои тадқиқотӣ ва рушди мо ба пешрафти технологияҳои CSP барои баланд бардоштани самаранокӣ, кам кардани хароҷот ва ҳамгироии бефосила бо системаҳои энергетикии гибридӣ нигаронида шудаанд.

 

2. Технологияҳои асосӣ дар CSP: Аз системаҳои хаттӣ то системаҳои бурҷӣ

 

Системаҳои CSP аз рӯи усулҳои консентратсияи оптикӣ ва тарҳҳои қабулкунандаашон гурӯҳбандӣ мешаванд:

 

1. а) Коллекторҳои чоҳҳои параболикӣ (PTC)

 

Технологияи пешрафтаи CSP, PTC аз оинаҳои параболии хаттӣ барои равона кардани нури офтоб ба найчаи қабулкунанда, ки дорои моеъи интиқоли гармӣ (HTF), ба монанди намаки гудохта мебошад, истифода мебарад. Системаҳои PTC, ки дар ҳарорати то 400°C кор мекунанд, барои конфигуратсияҳои гибридӣ бо нерӯгоҳҳои гази табиӣ беҳтаринанд ва тавлиди нерӯи барқро бо бори асосӣ имконпазир мегардонанд.

 

1. б) Бурҷҳои Нерӯи Офтобӣ (SPT)

 

SPT аз маҷмӯи гелиостатҳо (оинаҳои пайгирӣ) барои ҷамъ кардани нури офтоб ба қабулкунандаи марказӣ дар болои бурҷ истифода мебарад. Бо нишондиҳандаҳои консентратсия аз 1000× зиёд, SPT ба ҳарорати қабулкунанда аз 500 то 1000°C мерасад, ки самаранокии термодинамикии баландтар ва мутобиқат бо давраҳои пешрафтаи қувва, ба монанди турбинаҳои CO₂-и фавқулкритикӣ, имкон медиҳад.

 

1. в) Рефлекторҳои Фреснели хаттӣ (LFR)​

 

Системаҳои LFR аз оинаҳои ҳамворе, ки дар сегментҳои хаттӣ ҷойгир шудаанд, истифода мебаранд, то хароҷоти сармояро кам кунанд ва ҳамзамон самаранокиро нигоҳ доранд. Тарҳи модулии онҳо барои барномаҳои ғайримарказонидашуда, ба монанди гармкунии равандҳои саноатӣ ё безараргардонӣ мувофиқ аст.

 

1. г) Системаҳои пухтупази табақҳо

 

Системаҳои табақчаҳо аз табақчаҳои параболӣ барои равона кардани нури офтоб ба қабулкунаки ба муҳаррики Стирлинг пайвастшуда истифода мебаранд ва самаранокии рекордии 31-32% -ро ба даст меоранд. Ин системаҳо дар тавлиди тақсимшуда, махсусан дар минтақаҳои дурдаст, бартарӣ доранд.

 

3. Афзалиятҳои рақобатии CSP нисбат ба фотоэлектрикҳо

 

Дар ҳоле ки фотоэлектрикҳо дар бозорҳои истиқоматӣ ва тиҷоратӣ бартарӣ доранд, CSP бартариҳои беназирро пешниҳод мекунад:

 

1. а) Интегратсияи нигоҳдории энергия

 

Системаҳои TES-и CSP, ки аксар вақт аз намакҳои гудохта истифода мебаранд, имкон медиҳанд, ки аз 6 то 12 соат нерӯи барқи интиқолшаванда таъмин карда шавад. Масалан, лоиҳаҳои гибридии CSP-PV-и JZP дар Ховари Миёна аз нигоҳдории 8-соатаи намаки гудохта барои устувор кардани таъминоти шабака дар давраи авҷи талабот истифода мебаранд.

 

1. б) Барномаҳои ҳарорати баланд

 

Қобилияти CSP барои тавлиди гармӣ дар ҳарорати болотар аз 500°C онро барои декарбонизатсияи саноатӣ мувофиқ мегардонад. JZP ислоҳоти буғиро, ки бо истифода аз CSP барои истеҳсоли гидроген идора мешавад, озмоиш мекунад ва вобастагиро ба сӯзишвории истихроҷшаванда коҳиш медиҳад.

 

1. в) Потенсиали гибридизатсия

 

Нерӯгоҳҳои CSP метавонанд бо гази табиӣ ё биомасса якҷоя кор кунанд, ки ин чандирӣро афзоиш медиҳад. Дар Марокаш, иншооти CSP-и JZP биогазро барои таъмини амалиёти шабонарӯзӣ муттаҳид мекунад ва маҳдудиятҳоро ба ҳадди ақал мерасонад.

 

4. Мушкилот ва навовариҳо дар JZP
5. а) Кам кардани хароҷот

 

Арзиши барқи баробаркардашудаи CSP (LCOE) аз $0.36/кВт/соат дар соли 2010 то $0.11/кВт/соат дар соли 2023 коҳиш ёфт, ки ин аз ҳисоби пешрафтҳо дар дақиқии оина ва устувории қабулкунак ба даст омадааст. Технологияи патентшудаи пӯшиши оинаи JZP талафоти инъикосро 15% кам мекунад ва хароҷотро боз ҳам коҳиш медиҳад.

 

1. б) Миқёспазирӣ дар минтақаҳои хушк

 

CSP дар муҳитҳои биёбон хуб рушд мекунад, аммо мушкилоте ба монанди фарсудашавии рег боқӣ мемонанд. Рӯйпӯшҳои қабулкунандаи зидди зангзании JZP ва системаҳои тозакунии автоматии оинаҳо ин мушкилотро ҳал мекунанд ва 95% вақти кориро дар иқлими сахт таъмин мекунанд.

 

1. в) Интегратсияи шабакавӣ

 

Қобилияти интиқоли CSP бо дастурҳои энергияи барқароршаванда мувофиқат мекунад. Модели "CSP-ҳамчун-хизматрасонӣ"-и JZP роҳҳои ҳалли нигоҳдории миқёспазирро барои хидматрасонӣ пешниҳод мекунад ва энергияи барқароршавандаи фосилавӣ, ба монанди энергияи бодӣ ва фотоэлектрикиро мувозинат мекунад.

 

5. Дурнамои оянда: CSP дар ҷаҳони холиси сифрӣ

 

То соли 2050, CSP метавонад 25% нерӯи барқи ҷаҳониро таъмин кунад ва лоиҳаҳо дар Африқои Шимолӣ ва ҷанубу ғарби ИМА пешсафи қабули он мебошанд. JZP дар таҳкими нақши CSP пешсаф аст:

 

Қабулкунакҳои зарраӣ: Иваз кардани намакҳои гудохта бо зарраҳои керамикӣ имкон медиҳад, ки дар ҳарорати 1000°C кор карда, самаранокии давраро то 50% афзоиш диҳад.

 

Сӯзишвории офтобии гибридӣ: Гармии тавлидшуда аз CSP барои истеҳсоли гидрогени сабз ва сӯзишвории синтетикӣ истифода мешавад, ки роҳҳои ҳалли мавсимии нигоҳдории энергияро пешниҳод мекунад.

 

Амалиётҳои аз ҷиҳати зеҳни сунъӣ беҳбудёфта: Алгоритмҳои омӯзиши мошинӣ пайгирии гелиостат ва нигоҳдории гармиро беҳбуд мебахшанд ва ҳосилнокиро ба ҳадди аксар мерасонанд ва ҳамзамон истифодаи обро кам мекунанд.

 

6. Хулоса

 

Энергияи офтобии мутамарказ бо роҳи муттаҳид кардани миқёспазирӣ, нигоҳдорӣ ва татбиқпазирии саноатӣ аз маҳдудиятҳои фотоэлектрикӣ берун меравад. Дар JZP Energy Innovations, мо ба пешрафти CSP тавассути таҳқиқот ва рушди пешрафта ва таъмини нақши муҳими он дар гузариши ҷаҳонӣ ба энергияи устувор уҳдадор ҳастем.

 

Ба мо дар ташаккули ояндаи дурахшонтар ва устувортари энергетикӣ ҳамроҳ шавед.