YAZILARINIZI GÖNDERİNİZ

Haber, makale, firma ya da ürün incelemelerinizi bekliyoruz.

YAZARIMIZ OLUN

Düşüncelerinizi Özgürce Duyurun, Paylaşın.

CSP Teknolojisi Nedir ? Yoğunlaştırılmış Fotovoltaikler

| 26 Ağustos 2016

CSP teknolojisi, temel olarak parabolik oluk şeklindeki kolektörlerde toplanan güneş ışınları aynaların odak noktasından geçen tüpün içinden iletilen suda toplanması ve doğrudan buhar üretimi gerçekleştirilmesi esasına dayanır.

Yoğunlaştırılmış güneş enerjisi sistemleri, aynalar ve bu aynalara bağlı güneşi izleme sistemleri vasıtasıyla geniş bir alana düşen güneş ışınlarını nispeten küçük bir alana yansıtma esasına dayanır. Birbirine seri bağlı olan ünitelerden ısınarak geçen su ve buhar son üniteden istenilen sıcaklık ve basınç değerlerine ulaşıldığında üretilen buhar doğrudan buhar türbinine gönderilerek karbon emisyonu yaratmadan elektrik enerjisi üretilir.

CSP Teknolojisi

Günümüzde yaygın olarak üç çeşit yoğunlaştırılmış güneş enerji santrali tipi kullanılmaktadır. Bunlar; Yoğunlaştırılmış termal güneş enerjisi santralleri (CST), Yoğunlaştırılmış fotovoltaik güneş enerjisi santralleri (CPV) ve Yoğunlaştırılmış termal-fotovoltaik güneş enerji santralleri (CPT)’dir.

CSP Güneş Enerji Santralleri

Yoğunlaştırılmış termal güneş enerjisi santralleri (CST) yenilenebilir ısı enerjisi ya da elektrik enerjisi kaynağı olarak kullanılırlar. CST sistemleri aynalar ve bu aynalara bağlı güneşi izleme sistemleri vasıtasıyla geniş bir alana düşen güneş ışınlarını tek bir küçük alana odaklar. Yoğunlaştırılmış gün ışığı daha sonra klasik enerji santrallerine gereken ısıyı üretmekte kullanılmış olur. Bunun yanı sıra, üretilen ısı enerjisi başka amaçlar için de kullanılabilir.

Konsantre güneş enerjisi teknolojileri geniş bir alanda, Dish Stirling motoru, solar enerji kulesi, CLFR, solar baca gibi örneklerle hayat bulmuştur. Her bir odaklama yöntemi yüksek sıcaklıkların elde edilmesini ve buna paralel olarak yüksek termodinamik verimliliği sağlamaktadır. Ancak, bu yöntemlerin güneşi takip mekanizmaları ve güneş enerjisinden faydalanma biçimleri birbirinden farklıdır. Teknolojide yaşanan ilerlemeler sayesinde, bu Yoğunlaştırılmış güneş enerjisi yöntemleri günden güne uygun maliyetli hale gelmektedir.

Parabolik oluklar, parabolik (çukur şeklindeki) yansıtıcıların, yansıtıcıların odak noktasına yerleştirilmiş bir alıcıda güneş ışığını toplamaları ile çalışır. Buradaki alıcı, yansıtıcıların odak noktaları doğrultusunda uzanan ve içinde çevrim akışkanının bulunduğu bir tüpten oluşur. Yansıtıcı, gün boyunca güneşi takip mekanizmaları ile takip eder. Çevrim akışkanı, alıcı içinde ilerletilirken ( erimiş tuz vd.) 150-350 °C civarında ısınır. Ardından, ısı enerjisi kaynağı olarak enerji üretim tesisinde kullanılır. Parabolik oluk sistemler, CSP teknolojileri arasında en gelişmiş olanıdır.

CSP Santrali 1

Yoğunlaştırılmış doğrusal Fresnel yansıtıcıları, güneş ışığını parabolik aynalarla yansıtmak yerine çok sayıda ince ayna dizileri kullanarak içinde çevrim akışkanı dolaşan bir çift tüpe yansıtan CSP santralleridir. Bu sistem parabolik sisteme göre düz aynaların parabolik aynalara göre ucuz olmasından ötürü daha az maliyetlidir. Bunun yanı sıra, aynı büyüklükte bir alana parabolik sisteme nazaran daha çok yansıtıcı konulabilir. Bu da, aynı büyüklükte bir alandan daha fazla kullanılabilir gün ışığı toplamak manasına gelmektedir. Yoğunlaştırılmış doğrusal Fresnel yansıtıcıları, bu kertede geniş kapasiteli ve gelişmiş santrallerde kullanılmaya başlanmıştır.

CSP Santrali 2

Dish Stirling ya Stirling motoru sistemi tek başına bir parabolik yansıtıcı ile bu yansıtıcının odak noktasında bulunan bir alıcıdan oluşmaktadır. Yansıtıcı, bu sistemde, güneşi iki eksenden takip eder. Alıcı içerisinden geçen çevrim akışkanı 250-700 °C seviyesinde ısıtılır ve ardından Stirling motorunda enerji üretimi maksadıyla kullanılır. Dish Stirling sistemleri CSP teknolojileri arasında güneş enerjisinden elektrik enerjisine dönüşümde en yüksek verimliliği sağlayan sistemdir. Buna ek olarak, taşınabilir yapısı sistemin ölçeklenirliğini sağlar.

CSP Santrali 3

Güneş bacası, geniş saydam (genelde tamamen camdan) bir odadan oluşur. Güneş sera etkisine benzer biçimde oda içindeki havayı ısıtır ve ısınan havanın bacada yükselmesine neden olur. Hava yükselmesi sayesinde türbinler çalışır. Türbinler vasıtasıyla da elektrik üretimi sağlanmış olur. Güneş bacası, tasarımı bakımından gerçekten basittir ve bu nedenle dünyanın gelişme sürecinde yaşayabilir bir seçenek oluşturabilir.

Enerji kulesi, bir kulenin üzerinde bulunan merkezi bir alıcıdan ve bu alıcıya gün ışığını yansıtan bir dizi çift eksenli yansıtıcılardan (heliostat) oluşur. Kulenin tepesindeki alıcı, genelde deniz suyundan müteşekkil bir çevrim akışkanından bir depo bulundurur. Alıcı içindeki çevrim akışkanı 500-1000 °C seviyelerinde ısıtılır ve ardından enerji santralinde veya enerji depo sistemlerinde ısı enerjisi kaynağı olarak yararlanılır. Enerji kuleleri, parabolik oluk sistemlerden daha az gelişmiştir; ne var ki, daha yüksek bir verimlilik ve daha iyi bir enerji depolama kapasitesi sunmaktadır.

CSP Santrali 4

Yoğunlaştırılmış Fotovoltaikler

Yoğunlaştırılmış fotovoltaik sistemler yoğunlaştırılmış gün ışığını fotovoltaik yüzeylere düşürerek elektrik enerjisi üretimini sağlamayı amaçlar. Güneş yoğunlaştırıcılarının tüm çeşitleri bu sistemde kullanılabilir. Yanı sıra genellikle bu sisteme ek olarak güneşi gün içinde takip eden bir güneş takip mekanizması da yerleştirilir.

Yoğunlaştırılmış Fotovoltaikler

Yoğunlaştırılmış fotovoltaik sistemler üzerinde ciddi ve değerli araştırma – geliştirme çalışmaları 1970’li yıllara kadar uzanmaktadır. Yoğunlaştırılmış fotovoltaik sistemlerin ilk modern prototipleri son 10 yıl içerisinde geliştirilmiştir. Bir sonraki sistem ise, akrilik Fresnel lens ile güneş ışığının su soğutmalı bir Si hücreleri ünitesine odaklandırılması ve iki eksenli güneşi izleme sisteminin buna eklenmesi olmuştur. Benzer düşünce diğer prototipler için de kullanılagelmiştir.

Gazışıl solar yoğunlaştırıcılar (luminescent solar concentrators) (bir PV hücresi ile bütünleştirildiği zaman) yoğunlaştırılmış fotovoltaik sistemler olarak bahsedilebilir. Gazışıl solar yoğunlaştırıcılar PV panellerinin performansını çok güçlü bir biçimde arttırmaları bakımından kullanışlıdır.

Kaynak: T.C. Enerji ve Tabii Kaynaklar Bakanlığı

Yorum Yazınız

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir