Hệ thống tập trung tuyến tính thu năng lượng mặt trời bằng cách sử dụng các gương dài, hình chữ nhật, hình chữ U cong (hình chữ U). Gương tập trung ánh sáng mặt trời vào các máy thu (ống) chạy theo chiều dài của gương. Ánh sáng mặt trời tập trung làm nóng một chất lỏng chảy qua các ống. Chất lỏng được đưa đến bộ trao đổi nhiệt để đun sôi nước trong máy phát tuabin hơi nước thông thường để sản xuất điện.
Có hai loại hệ thống tập trung tuyến tính chính: hệ thống máng parabol, trong đó các ống thu được đặt dọc theo tiêu cự của mỗi gương parabol và hệ thống phản xạ Fresnel tuyến tính, trong đó một ống thu được đặt trên một số gương để cho phép các gương linh động hơn trong theo dõi mặt trời.
Một nhà máy điện thu năng lượng tập trung tuyến tính có một số lượng lớn, hoặc trường , các bộ thu xếp thành các hàng song song thường được sắp xếp theo hướng bắc nam để tối đa hóa việc thu năng lượng mặt trời. Cấu hình này cho phép các gương theo dõi mặt trời từ đông sang tây trong ngày và tập trung ánh sáng mặt trời liên tục vào các ống thu.
Máng parabol
Một bộ thu máng hình parabol có một gương phản xạ hình parabol dài để tập trung tia sáng mặt trời vào một ống thu đặt tại tiêu điểm của parabol. Bộ thu nghiêng theo mặt trời để giữ cho ánh sáng mặt trời tập trung vào bộ thu khi mặt trời di chuyển từ đông sang tây trong ngày.
Do có hình dạng parabol, một máng có thể tập trung ánh sáng mặt trời từ 30 lần đến 100 lần cường độ bình thường (tỷ lệ nồng độ) của nó vào đường ống thu, nằm dọc theo đường tiêu điểm của máng, đạt được nhiệt độ hoạt động cao hơn 750 ° F.
Hệ thống tập trung tuyến tính dạng máng parabol được sử dụng trong cơ sở nhiệt điện mặt trời hoạt động lâu nhất trên thế giới, Hệ thống tạo ra năng lượng mặt trời (SEGS). Cơ sở, với chín nhà máy riêng biệt, nằm ở sa mạc Mojave ở California. Nhà máy đầu tiên trong hệ thống, SEGS I, hoạt động từ năm 1984 đến năm 2015, và nhà máy thứ hai, SEGS II, hoạt động từ năm 1985 đến năm 2015. SEGS III – VII (3–7), mỗi nhà máy có công suất phát điện mùa hè36 megawatt (MW), được đưa vào hoạt động vào các năm 1986, 1987 và 1988.
SEGS VIII và IX (8 và 9), mỗi tổ chức có công suất phát điện thực mùa hè là 88 MW, bắt đầu hoạt động lần lượt vào năm 1989 và 1990. Kết hợp lại, bảy nhà máy SEGS III – IX hiện đang vận hành có tổng công suất phát điện ròng vào mùa hè khoảng 356 MW, khiến chúng trở thành một trong những nhà máy nhiệt điện mặt trời lớn nhất trên thế giới.
Ngoài SEGS, nhiều dự án điện mặt trời dạng máng parabol khác đang hoạt động ở Hoa Kỳ và trên thế giới. Các dự án điện mặt trời có máng hình parabol khác ở Hoa Kỳ và công suất và vị trí phát điện thực vào mùa hè của chúng là
- Trạm phát điện Solana: một cơ sở hai nhà máy công suất 280 MW với bộ phận lưu trữ năng lượng ở Gila Bend, Arizona
- Dự án năng lượng mặt trời Mojave: một cơ sở hai nhà máy 280 MW ở Barstow, California
- Dự án năng lượng mặt trời Genesis: một cơ sở hai nhà máy 250 MW ở Blythe, California
- Nevada Solar One: một nhà máy 69 MW gần Thành phố Boulder, Nevada
Phản xạ Fresnel tuyến tính
Hệ thống phản xạ Fresnel tuyến tính (LFR) tương tự như hệ thống máng parabol ở chỗ gương (gương phản xạ) tập trung ánh sáng mặt trời vào một bộ thu nằm phía trên gương. Các gương phản xạ này sử dụng thấu kính Fresnelhiệu ứng, cho phép gương tập trung với khẩu độ lớn và tiêu cự ngắn. Các hệ thống này có khả năng tập trung năng lượng của mặt trời lên xấp xỉ 30 lần cường độ bình thường của nó.
Gương phản xạ Fresnel tuyến tính nhỏ gọn (CLFR) —còn được gọi là vật phản xạ Fresnel tuyến tính tập trung — là một loại công nghệ LFR có nhiều chất hấp thụ trong vùng lân cận của gương. Nhiều bộ thu cho phép các gương thay đổi độ nghiêng của chúng để giảm thiểu mức độ chúng cản trở việc tiếp cận ánh sáng mặt trời của các gương phản xạ liền kề.
Định vị này cải thiện hiệu quả của hệ thống và giảm các yêu cầu và chi phí vật liệu. Một nhà máy năng lượng mặt trời CLFR trình diễn đã được xây dựng gần Bakersfield, California, vào năm 2008 nhưng hiện nó không hoạt động.
Tháp điện mặt trời
Hệ thống tháp năng lượng mặt trời sử dụng một trường lớn các gương theo dõi mặt trời phẳng gọi là heliostats để phản xạ và tập trung ánh sáng mặt trời vào bộ thu trên đỉnh tháp. Ánh sáng mặt trời có thể tập trung tới 1.500 lần.
Một số tháp điện sử dụng nước làm chất lỏng truyền nhiệt. Các thiết kế tiên tiến đang thử nghiệm với muối nitrat nóng chảy vì khả năng truyền nhiệt và lưu trữ năng lượng vượt trội của nó. Khả năng lưu trữ nhiệt năng cho phép hệ thống sản xuất điện khi trời nhiều mây hoặc vào ban đêm.
Xem thêm:
Các bài viết liên quan:
