સોલાર પાવર પ્લાન્ટના પ્રકાર: ટાવર, ડિસ્ક, પેરાબોલિક-નળાકાર કોન્સેન્ટ્રેટર, સૌર-વેક્યુમ, સંયુક્ત

સૌર કિરણોત્સર્ગ ઉર્જાને રૂપાંતરિત કરવા અથવા બીજા શબ્દોમાં કહીએ તો - સૌર ગરમી અને પ્રકાશ, વિદ્યુત ઊર્જામાં, ઘણા વર્ષોથી વિશ્વના ઘણા દેશો સોલાર પાવર પ્લાન્ટનો ઉપયોગ કરી રહ્યા છે. આ પાવર પ્લાન્ટના પ્રકાર પર આધાર રાખીને, વિવિધ સિદ્ધાંતો પર કામ કરતા, એક અલગ ડિઝાઇન સાથે એન્જિનિયરિંગ માળખાં છે.

જો કોઈ વ્યક્તિ, "સોલાર પાવર પ્લાન્ટ" ના સંયોજનને સાંભળીને, સૌર પેનલ્સથી આવરી લેવામાં આવેલા વિશાળ વિસ્તારની કલ્પના કરે છે, તો આ આશ્ચર્યજનક નથી, કારણ કે આ પ્રકારના પાવર પ્લાન્ટ્સ, જેને ફોટોવોલ્ટેઇક કહેવાય છે, આજે ઘણા ઘરોમાં ખૂબ જ લોકપ્રિય છે. પરંતુ આ એકમાત્ર પ્રકારનો સોલાર પાવર પ્લાન્ટ નથી.

ઔદ્યોગિક ધોરણે વીજળી ઉત્પન્ન કરતા આજે જાણીતા તમામ સૌર ઉર્જા પ્લાન્ટ છ પ્રકારોમાં વહેંચાયેલા છે: ટાવર, પ્લેટ, ફોટોવોલ્ટેઇક, પેરાબોલિક-નળાકાર કોન્સેન્ટ્રેટર, સોલાર-વેક્યુમ અને સંયુક્ત.ચાલો દરેક પ્રકારના સૌર ઉર્જા પ્લાન્ટ પર વિગતવાર નજર કરીએ અને વિશ્વના વિવિધ દેશોમાં ચોક્કસ માળખા પર ધ્યાન આપીએ.

ટાવર પાવર પ્લાન્ટ્સ

સોલાર પાવર પ્લાન્ટ - એક સૌર ઉર્જા પ્લાન્ટ જેમાં હેલીઓસ્ટેટ્સના ક્ષેત્ર દ્વારા રચાયેલી ઓપ્ટિકલ કોન્સન્ટ્રેટિંગ સિસ્ટમમાંથી રેડિયેશનને ટાવર-માઉન્ટેડ સોલર રીસીવર તરફ નિર્દેશિત કરવામાં આવે છે.

ટાવર પાવર પ્લાન્ટ મૂળ રૂપે સૌર કિરણોત્સર્ગના પ્રભાવ હેઠળ પાણીના બાષ્પીભવનના સિદ્ધાંત પર આધારિત હતા. અહીં પાણીની વરાળનો ઉપયોગ કાર્યકારી પ્રવાહી તરીકે થાય છે. આવા સ્ટેશનની મધ્યમાં સ્થિત, ટાવરની ટોચ પર પાણીની ટાંકી છે જે દૃશ્યમાન કિરણોત્સર્ગ અને ગરમી બંનેને શ્રેષ્ઠ રીતે શોષી લેવા માટે કાળા રંગથી રંગવામાં આવી છે. વધુમાં, ટાવરમાં એક પંપ જૂથ છે જેનું કાર્ય જળાશયને પાણી પૂરું પાડવાનું છે. વરાળ, જેનું તાપમાન 500 ° સે કરતા વધી જાય છે, તે સ્ટેશનના પ્રદેશ પર સ્થિત ટર્બાઇન જનરેટરને ફેરવે છે.

ટાવરની ટોચ પર સૌર કિરણોત્સર્ગની મહત્તમ શક્ય માત્રાને કેન્દ્રિત કરવા માટે, તેની આસપાસ સેંકડો હેલિયોસ્ટેટ્સ સ્થાપિત કરવામાં આવ્યા છે, જેનું કાર્ય પ્રતિબિંબિત સૌર કિરણોત્સર્ગને સીધા જ પાણીના કન્ટેનરમાં દિશામાન કરવાનું છે. હેલિઓસ્ટેટ્સ એ અરીસાઓ છે, જેમાંથી દરેકનો વિસ્તાર દસ ચોરસ મીટર સુધી પહોંચી શકે છે.

હેલિયોસ્ટેટ [હેલિયોસ્ટેટ] - પ્રતિબિંબિત સીધા સૌર કિરણોત્સર્ગને સૌર કિરણોત્સર્ગ રીસીવર તરફ નિર્દેશિત કરવા માટે વ્યક્તિગત અભિગમ ઉપકરણ ધરાવતું ઓપ્ટિકલ કેન્દ્રિત સિસ્ટમનું સપાટ અથવા ફોકસિંગ મિરર તત્વ.

સ્વચાલિત ફોકસિંગ સિસ્ટમથી સજ્જ સપોર્ટ્સ પર માઉન્ટ થયેલ, બધા હેલીયોસ્ટેટ્સ પ્રતિબિંબિત સૌર કિરણોત્સર્ગને સીધા ટાવરની ટોચ પર, ટાંકી તરફ નિર્દેશિત કરે છે, કારણ કે સ્થિતિ દિવસ દરમિયાન સૂર્યની હિલચાલ અનુસાર કાર્ય કરે છે.

સૌથી ગરમ દિવસે, ઉત્પાદિત વરાળનું તાપમાન 700 °C સુધી વધી શકે છે, જે ટર્બાઇનની સામાન્ય કામગીરી માટે પર્યાપ્ત કરતાં વધુ છે.

ઉદાહરણ તરીકે, ઇઝરાયેલમાં, નેગેવ રણના પ્રદેશ પર, 2017 ના અંત સુધીમાં, 121 મેગાવોટથી વધુની ક્ષમતાવાળા ટાવર સાથે પાવર પ્લાન્ટનું બાંધકામ પૂર્ણ થશે. ટાવરની ઊંચાઈ 240 મીટર હશે. (નિર્માણ સમયે વિશ્વનો સૌથી ઊંચો સૌર ટાવર). ટાંકીમાં વરાળનું તાપમાન 540 ° સે સુધી પહોંચશે. $773 મિલિયનનો પ્રોજેક્ટ ઇઝરાયેલની વીજળીની જરૂરિયાતોના 1%ને આવરી લેશે.

ટાવરમાં સૌર કિરણોત્સર્ગ દ્વારા ગરમ કરી શકાય તેવી એકમાત્ર વસ્તુ પાણી નથી. ઉદાહરણ તરીકે, સ્પેનમાં, 2011 માં, ગેમસોલર ટાવર સોલર પાવર પ્લાન્ટ કાર્યરત કરવામાં આવ્યો હતો, જેમાં મીઠું શીતક ગરમ થાય છે. આ સોલ્યુશનથી રાત્રે પણ ગરમ થવાનું શક્ય બન્યું.

મીઠું, 565 ° સે સુધી ગરમ થાય છે, ખાસ ટાંકીમાં પ્રવેશ કરે છે, ત્યારબાદ તે વરાળ જનરેટરમાં ગરમી પ્રસારિત કરે છે, જે ટર્બાઇનને ફેરવે છે. સમગ્ર સિસ્ટમ 19.9 મેગાવોટની રેટેડ ક્ષમતા ધરાવે છે અને 9 મહિના માટે 27,500 ઘરોના નેટવર્કને 24 કલાક પૂર્ણ ક્ષમતાથી સંચાલિત કરવા માટે 110 GWh વીજળી (વાર્ષિક સરેરાશ) સપ્લાય કરવામાં સક્ષમ છે.

લોટ પાવર પ્લાન્ટ

સૈદ્ધાંતિક રીતે, આ પ્રકારના પાવર પ્લાન્ટ્સ ટાવર પ્લાન્ટ્સ જેવા જ છે, પરંતુ માળખાકીય રીતે અલગ છે. તે અલગ મોડ્યુલોનો ઉપયોગ કરે છે, જેમાંથી દરેક વીજળી ઉત્પન્ન કરે છે. મોડ્યુલમાં પરાવર્તક અને રીસીવર બંનેનો સમાવેશ થાય છે. પરાવર્તકની રચના કરતી અરીસાઓની પેરાબોલિક એસેમ્બલી સપોર્ટ પર માઉન્ટ થયેલ છે.

મિરર એમ્પ્લીફાયર - મિરર કોટિંગ સાથે સૌર કિરણોત્સર્ગ કેન્દ્રિત.સ્પેક્યુલર પાસાવાળા કોન્સેન્ટ્રેટર - સૌર કિરણોત્સર્ગનું એક સ્પેક્યુલર કોન્સેન્ટ્રેટર જેમાં સામાન્ય પ્રતિબિંબિત સપાટી બનાવે છે તે સપાટ અથવા વક્ર આકારના વ્યક્તિગત અરીસાઓ ધરાવે છે.

રીસીવર પેરાબોલોઇડના કેન્દ્રમાં સ્થિત છે. પરાવર્તકમાં ડઝનેક અરીસાઓ હોય છે, દરેક વ્યક્તિગત રીતે કસ્ટમાઇઝ કરેલ હોય છે. રીસીવર જનરેટર સાથે જોડાયેલ સ્ટર્લિંગ એન્જિન અથવા પાણીની ટાંકી હોઈ શકે છે જે વરાળમાં રૂપાંતરિત થાય છે અને વરાળ ટર્બાઈનને ફેરવે છે.

ઉદાહરણ તરીકે, 2015 માં, સ્વીડનના રિપાસોએ દક્ષિણ આફ્રિકામાં સ્ટર્લિંગ એન્જિન સાથે પેરાબોલિક હેલોથર્મલ યુનિટનું પરીક્ષણ કર્યું. ઇન્સ્ટોલેશનનું રિફ્લેક્ટર એ પેરાબોલિક મિરર છે જેમાં 96 ભાગો અને 104 ચોરસ મીટરનો કુલ વિસ્તાર હોય છે.

ફ્લાયવ્હીલથી સજ્જ અને જનરેટર સાથે જોડાયેલા સ્ટર્લિંગ હાઇડ્રોજન એન્જિન પર ધ્યાન કેન્દ્રિત કરવામાં આવ્યું હતું. દિવસ દરમિયાન સૂર્યને અનુસરવા માટે પ્લેટ ધીમે ધીમે ફેરવાઈ. પરિણામે, કાર્યક્ષમતા પરિબળ 34% હતું, અને આવી દરેક "પ્લેટ" વપરાશકર્તાને દર વર્ષે 85 MWh વીજળી પ્રદાન કરવામાં સક્ષમ હતી.

નિષ્પક્ષતામાં, અમે નોંધીએ છીએ કે આ પ્રકારના સૌર ઉર્જા પ્લાન્ટની "પ્લેટ" ના કેન્દ્રમાં, તેલનો કન્ટેનર સ્થિત કરી શકાય છે, જેની ગરમી વરાળ જનરેટરમાં સ્થાનાંતરિત થઈ શકે છે, જે બદલામાં, સ્ટીમ જનરેટરમાં ફેરવાય છે. ઇલેક્ટ્રિક જનરેટરનું ટર્બાઇન.

પેરાબોલિક ટ્યુબ સોલર પાવર પ્લાન્ટ

અહીં ફરીથી ગરમીનું માધ્યમ કેન્દ્રિત પ્રતિબિંબિત કિરણોત્સર્ગ દ્વારા ગરમ થાય છે. અરીસો 50 મીટર સુધી લાંબા પેરાબોલિક સિલિન્ડરના સ્વરૂપમાં છે, જે ઉત્તર-દક્ષિણ દિશામાં સ્થિત છે અને સૂર્યની ગતિને પગલે ફરે છે. અરીસાના કેન્દ્રમાં એક નિશ્ચિત ટ્યુબ છે જેની સાથે પ્રવાહી ઠંડક એજન્ટ ખસે છે.એકવાર શીતક પૂરતું ગરમ ​​થઈ જાય, પછી ગરમી હીટ એક્સ્ચેન્જરમાં પાણીમાં ટ્રાન્સફર થાય છે, જ્યાં વરાળ ફરીથી જનરેટરને ફેરવે છે.

પેરાબોલિક કોરિડોર કોન્સેન્ટ્રેટર - સૌર કિરણોત્સર્ગનું અરીસા કેન્દ્રિત કરનાર, જેનો આકાર પોતાની સાથે સમાંતર ફરતા પેરાબોલા દ્વારા રચાય છે.

કેલિફોર્નિયામાં 1980ના દાયકામાં લુઝ ઇન્ટરનેશનલે આવા 9 પાવર પ્લાન્ટ બનાવ્યા હતા, જેની કુલ ક્ષમતા 354 મેગાવોટ હતી. જો કે, ઘણા વર્ષોની પ્રેક્ટિસ પછી, નિષ્ણાતો એવા નિષ્કર્ષ પર આવ્યા છે કે આજે પેરાબોલિક પાવર પ્લાન્ટ્સ નફાકારકતા અને કાર્યક્ષમતાની દ્રષ્ટિએ ટાવર અને પ્લેટ સોલાર પાવર પ્લાન્ટ્સ કરતાં હલકી ગુણવત્તાવાળા છે.

જો કે, 2016 માં, કાસાબ્લાન્કા નજીક સહારા રણમાં પાવર પ્લાન્ટની શોધ થઈ હતી. સૌર સાંદ્રતા, 500 મેગાવોટની ક્ષમતા સાથે. અડધા મિલિયન 12-મીટર અરીસાઓ 393 ° સે સુધી શીતકને ગરમ કરે છે જેથી પાણીને સ્પિનિંગ જનરેટર ટર્બાઇન માટે વરાળમાં ફેરવવામાં આવે. રાત્રે, થર્મલ ઊર્જા પીગળેલા મીઠામાં સંગ્રહિત થઈને કામ કરવાનું ચાલુ રાખે છે. આ રીતે, મોરોક્કો રાજ્ય ઊર્જાના પર્યાવરણને અનુકૂળ સ્ત્રોતની સમસ્યાને ધીમે ધીમે હલ કરવાની યોજના ધરાવે છે.

ફોટોવોલ્ટેઇક પાવર પ્લાન્ટ્સ

ફોટોવોલ્ટેઇક મોડ્યુલો, સૌર પેનલ પર આધારિત સ્ટેશનો. તેઓ આધુનિક વિશ્વમાં ખૂબ જ લોકપ્રિય અને વ્યાપક છે. સિલિકોન કોષો પર આધારિત મોડ્યુલોનો ઉપયોગ નાની સાઇટ્સ, જેમ કે સેનેટોરિયમ, ખાનગી વિલા અને અન્ય ઇમારતોને પાવર આપવા માટે વ્યાપકપણે થાય છે, જ્યાં જરૂરી પાવર સાથે સ્ટેશનને અલગ ભાગોમાંથી એસેમ્બલ કરવામાં આવે છે અને છત પર અથવા યોગ્ય વિસ્તારના પ્લોટ પર સ્થાપિત કરવામાં આવે છે. ઔદ્યોગિક ફોટોવોલ્ટેઇક પાવર પ્લાન્ટ નાના નગરોને વીજળી પહોંચાડવામાં સક્ષમ છે.

સોલાર પાવર પ્લાન્ટ (એસઈએસ) [સૌર પાવર પ્લાન્ટ] — સૌર કિરણોત્સર્ગની ઊર્જાને વીજળીમાં રૂપાંતરિત કરવા માટે રચાયેલ પાવર પ્લાન્ટ.

ઉદાહરણ તરીકે, રશિયામાં, દેશનો સૌથી મોટો ફોટોવોલ્ટેઇક પાવર પ્લાન્ટ 2015 માં શરૂ કરવામાં આવ્યો હતો. "એલેક્ઝાન્ડર વ્લાઝનેવ" સોલર પાવર પ્લાન્ટ, જેમાં 100,000 સૌર પેનલ્સનો સમાવેશ થાય છે, જેની કુલ ક્ષમતા 25 મેગાવોટ છે, તે વિસ્તાર પર સ્થિત છે. ઓર્સ્ક અને ગાઈ શહેરો વચ્ચે 80 હેક્ટર. સ્ટેશનની ક્ષમતા વ્યવસાય અને રહેણાંક ઇમારતો સહિત ઓર્સ્ક શહેરના અડધા ભાગને વીજળી પહોંચાડવા માટે પૂરતી છે.

આવા સ્ટેશનોના સંચાલનનો સિદ્ધાંત સરળ છે. સિલિકોન વેફરમાં પ્રકાશ ફોટોનની ઊર્જા વર્તમાનમાં રૂપાંતરિત થાય છે; આ સેમિકન્ડક્ટરમાં આંતરિક ફોટોઇલેક્ટ્રિક અસરનો લાંબા સમયથી અભ્યાસ કરવામાં આવ્યો છે અને સૌર સેલ ઉત્પાદકો દ્વારા સ્વીકારવામાં આવ્યો છે. પરંતુ સ્ફટિકીય સિલિકોન, જે 24% ની કાર્યક્ષમતા આપે છે, તે એકમાત્ર વિકલ્પ નથી. ટેકનોલોજી સતત સુધારી રહી છે. તેથી 2013 માં, શાર્પ એન્જિનિયરોએ ઇન્ડિયમ-ગેલિયમ-આર્સેનાઇડ તત્વમાંથી 44.4% કાર્યક્ષમતા પ્રાપ્ત કરી, અને ફોકસિંગ લેન્સનો ઉપયોગ તમામ 46% પ્રાપ્ત કરવાનું શક્ય બનાવે છે.

સૌર વેક્યુમ પાવર પ્લાન્ટ્સ

સંપૂર્ણપણે ઇકોલોજીકલ પ્રકારના સૌર સ્ટેશનો. સૈદ્ધાંતિક રીતે, કુદરતી હવાના પ્રવાહનો ઉપયોગ થાય છે, જે તાપમાનના તફાવતને કારણે થાય છે (પૃથ્વીની સપાટી પરની હવા ગરમ થાય છે અને ઉપર તરફ ધસી આવે છે). 1929 માં, આ વિચારને ફ્રાન્સમાં પેટન્ટ કરવામાં આવ્યો હતો.

ગ્રીનહાઉસ બનાવવામાં આવી રહ્યું છે, જે કાચથી ઢંકાયેલ જમીનનો ટુકડો છે. ગ્રીનહાઉસની મધ્યમાંથી એક ટાવર બહાર નીકળે છે, એક ઉંચી પાઇપ જેમાં જનરેટર ટર્બાઇન માઉન્ટ થયેલ છે. સૂર્ય ગ્રીનહાઉસને ગરમ કરે છે, અને પાઇપમાંથી ઉપર આવતી હવા ટર્બાઇનને ફેરવે છે.જ્યાં સુધી સૂર્ય બંધ કાચના જથ્થામાં હવાને ગરમ કરે છે ત્યાં સુધી ડ્રાફ્ટ સ્થિર રહે છે અને રાત્રે પણ જ્યાં સુધી પૃથ્વીની સપાટી ગરમી જાળવી રાખે છે.

આ પ્રકારનું પ્રાયોગિક સ્ટેશન 1982 માં સ્પેનમાં મેડ્રિડથી 150 કિલોમીટર દક્ષિણમાં બનાવવામાં આવ્યું હતું. ગ્રીનહાઉસનો વ્યાસ 244 મીટર હતો અને પાઇપ 195 મીટર ઊંચી હતી. મહત્તમ વિકસિત શક્તિ માત્ર 50 કેડબલ્યુ છે. જો કે, ટર્બાઇન 8 વર્ષ સુધી ચાલ્યું જ્યાં સુધી તે કાટ અને ભારે પવનને કારણે નિષ્ફળ ગયું. 2010 માં, ચીને સોલાર વેક્યૂમ સ્ટેશનનું બાંધકામ પૂર્ણ કર્યું જે 200 kW પ્રદાન કરવામાં સક્ષમ હતું. તે 277 હેક્ટરનો વિસ્તાર ધરાવે છે.

સંયુક્ત સૌર ઊર્જા પ્લાન્ટ

આ તે સ્ટેશનો છે જ્યાં ગરમ ​​પાણી અને હીટિંગ સંચાર હીટ એક્સ્ચેન્જર્સ સાથે જોડાયેલા છે, સામાન્ય રીતે તેઓ વિવિધ જરૂરિયાતો માટે પાણી ગરમ કરે છે. જ્યારે કોન્સન્ટ્રેટર્સ સૌર પેનલ સાથે સમાંતર કામ કરે છે ત્યારે સંયુક્ત સ્ટેશનોમાં સંયુક્ત ઉકેલોનો પણ સમાવેશ થાય છે. વૈકલ્પિક વીજ પુરવઠો અને ખાનગી મકાનોને ગરમ કરવા માટે સંયુક્ત સૌર ઉર્જા પ્લાન્ટો ઘણીવાર એકમાત્ર ઉકેલ છે.