เทอร์โมอิเล็กทริกพลังงานแสงอาทิตย์

La พลังงานแสงอาทิตย์เทอร์โมอิเล็กทริก o Solar thermal เป็นเทคโนโลยีที่ใช้ความร้อนจากแสงอาทิตย์เพื่อผลิตกระแสไฟฟ้า กระบวนการนี้เกิดขึ้นในสิ่งที่เรียกว่าโรงไฟฟ้าพลังความร้อนจากแสงอาทิตย์หรือโรงไฟฟ้าพลังความร้อนจากแสงอาทิตย์ซึ่งเริ่มสร้างขึ้นในยุโรปและญี่ปุ่นในช่วงต้นทศวรรษ 80 ข้อดีของพลังงานนี้คือสะอาด อุดมสมบูรณ์ และหมุนเวียนได้ : ทุก ๆ สิบวัน โลกได้รับพลังงานจากดวงอาทิตย์ในปริมาณเท่ากันกับปริมาณสำรองน้ำมัน ก๊าซ และถ่านหินที่ทราบทั้งหมด ปัจจุบันมีโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์แบบเทอร์โมอิเล็กทริกหลายประเภทอยู่ร่วมกัน สเปนอยู่ในตำแหน่งที่ได้เปรียบในด้านนี้ เนื่องจากมีโรงงานความร้อนจากแสงอาทิตย์หลายแห่งและภาคอุตสาหกรรมที่แข็งแกร่ง ซึ่งเข้าร่วมในโครงการต่างๆ ทั่วโลก

ในบทความนี้เราจะบอกคุณเกี่ยวกับลักษณะและความสำคัญของพลังงานแสงอาทิตย์แบบเทอร์โมอิเล็กทริก

พลังงานแสงอาทิตย์เทอร์โมอิเล็กทริกคืออะไร

โรงไฟฟ้าพลังความร้อนจากแสงอาทิตย์ทำงานเหมือนโรงไฟฟ้าพลังความร้อน แต่ใช้พลังงานแสงอาทิตย์แทนถ่านหินหรือก๊าซธรรมชาติ. รังสีของดวงอาทิตย์กระจุกตัวผ่านกระจกในเครื่องรับ ที่อุณหภูมิสูงถึง 1.000 ºC ความร้อนนี้ใช้เพื่อทำให้ของเหลวร้อนและสร้างไอน้ำ ซึ่งขับเคลื่อนกังหันและผลิตกระแสไฟฟ้า แม้ว่าพืชชนิดแรกจะทำงานได้ในช่วงเวลาที่มีรังสีดวงอาทิตย์เท่านั้น แต่ในปัจจุบันสามารถเก็บความร้อนไว้เพื่อผลิตได้ในตอนกลางคืน

ประเภทของพืช

ปัจจุบันมีโรงไฟฟ้าพลังความร้อนจากแสงอาทิตย์สามประเภทหลัก การผลิตไฟฟ้ามีความคล้ายคลึงกัน ความแตกต่างอยู่ที่ความเข้มข้นของพลังงานแสงอาทิตย์

โรงงานหอระบายความร้อนด้วยพลังงานแสงอาทิตย์

ใช้ชุดกระจกปรับทิศทางได้ ซึ่งเรียกว่าเฮลิโอสแตท เพื่อโฟกัสรังสีของดวงอาทิตย์ไปยังเครื่องรับที่อยู่บนหอคอย ในระยะกลาง เป็นเทคโนโลยีที่ได้รับการพิสูจน์แล้ว มีประสิทธิภาพ และให้ผลกำไร โรงงานต้นแบบแห่งแรกของประเภทนี้ถูกสร้างขึ้นในอัลเมเรีย (สเปน) และ Nio (ญี่ปุ่น) ในปี 1981 ความท้าทายในปัจจุบันคือการลดต้นทุนการก่อสร้างโรงไฟฟ้าพลังความร้อนจากแสงอาทิตย์แบบหอคอย

จานพาราโบลา หรือ จานสเตอร์ลิง โรงไฟฟ้าพลังความร้อนจากแสงอาทิตย์

โรงไฟฟ้าพลังความร้อนจากแสงอาทิตย์แห่งนี้ใช้กระจกโค้งรูปจานเพื่อโฟกัสรังสีของดวงอาทิตย์ไปยังเครื่องยนต์สเตอร์ลิงที่จุดโฟกัสของพาราโบลา ดังนั้นจึงเรียกอีกอย่างว่าดิสก์สเตอร์ลิงกลาง. ความร้อนสะสมทำให้อุณหภูมิของอากาศสูงขึ้น ซึ่งขับเคลื่อนเครื่องยนต์สเตอร์ลิงและกังหันเพื่อผลิตกระแสไฟฟ้า โรงงานจานพาราโบลาที่มีชื่อเสียงที่สุดคือโรงงานแห่งหนึ่งในโมฮาวี (สหรัฐอเมริกา)

โรงไฟฟ้าพลังความร้อนจากแสงอาทิตย์แบบรางพาราโบลา

พืชประเภทนี้มีแนวโน้มมากที่สุดจากมุมมองทางการค้า พวกเขาใช้กระจกรูปทรงกระบอกพาราโบลาที่มีช่องตามแนวแกนที่รวมรังสีของดวงอาทิตย์ไว้ ท่อประกอบด้วยของเหลวที่ได้รับความร้อนและผลิตไอน้ำที่ขับเคลื่อนกังหัน โรงไฟฟ้าพลังความร้อนจากแสงอาทิตย์แบบรางน้ำพาราโบลาดำเนินการในสเปนและประเทศอื่นๆ

การพัฒนาพลังงานแสงอาทิตย์แบบเทอร์โมอิเล็กทริก

พื้นฐานของพลังงานความร้อนจากแสงอาทิตย์ถูกกำหนดโดย Augustin Mouchot ในปี 1878 และในปี 1980 ประสบการณ์บางอย่างได้แสดงให้เห็นถึงความเป็นไปได้ จนกระทั่งเมื่อไม่นานนี้ พลังงานความร้อนจากแสงอาทิตย์ถูกขัดขวางโดยปัจจัยสามประการ:

• ค่าวัสดุสูง มันเริ่มลดลงเมื่อเทคโนโลยีพัฒนาขึ้นและผลผลิตเพิ่มขึ้น
• เป็นไปไม่ได้ที่จะเก็บพลังงานไว้เพื่อผลิตในชั่วข้ามคืน ข้อจำกัดนี้เพิ่งเริ่มเอาชนะได้โดยเทคโนโลยีที่ช่วยรักษาความร้อน ตัวอย่างเช่น โรงงานเจมาโซลาร์ในเซบียาใช้เกลือหลอมเหลวเพื่อกักเก็บความร้อน จึงทำให้กลายเป็นโรงไฟฟ้าพลังความร้อนจากแสงอาทิตย์แห่งแรกที่สามารถจ่ายพลังงานได้ตลอด 24 ชั่วโมง.
• ต้องใช้รังสีดวงอาทิตย์จำนวนมากตลอดทั้งปี ซึ่งจำกัดการนำพลังงานนี้ไปใช้ในภูมิภาคใต้สุด อย่างไรก็ตาม โครงการที่มีความทะเยอทะยาน เช่น Desertec เสนอให้ตั้งโรงงานในภูมิภาคต่างๆ เช่น ทะเลทรายซาฮารา แล้วส่งกระแสไฟฟ้าไปยังยุโรป
• โครงการพลังงานความร้อนจากแสงอาทิตย์จำนวนมากกำลังได้รับการพัฒนาในประเทศต่างๆ เช่น แอลจีเรีย โมร็อกโก สหรัฐอเมริกา หรือออสเตรเลีย หลายคนมีภาษาสเปนเข้ามาเกี่ยวข้อง

พลังงานแสงอาทิตย์แบบเทอร์โมอิเล็กทริกในสเปน

สเปนเป็นมหาอำนาจโลกในด้านพลังงานความร้อนจากแสงอาทิตย์ สภาพของประเทศนี้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการติดตั้งโรงไฟฟ้าพลังความร้อนจากแสงอาทิตย์ เนื่องจากมีแสงแดดส่องถึงเป็นเวลาหลายชั่วโมงและพื้นที่ทะเลทรายขนาดใหญ่ โรงงานต้นแบบแห่งแรกที่เรียกว่า SSPS/CRS และ CESA 1 ถูกสร้างขึ้นในเมือง Tabenas (Almería) ในปี 1981 และ 1983 ตามลำดับ

ในปี 2007 โรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์แบบหอคอย PS10 เชิงพาณิชย์แห่งแรกในโลกเริ่มดำเนินการในเมืองซานลูการ์ ลา มายอร์ (เซบียา) ในปี 2011 มีโรงงาน 21 แห่งที่มีกำลังการผลิต 852,4 เมกะวัตต์เปิดดำเนินการและอีก 40 แห่งในโครงการ ตามข้อมูลของ Protermosolar สมาคมอุตสาหกรรมความร้อนจากแสงอาทิตย์ของสเปน เมื่อโรงงานแห่งใหม่เหล่านี้เริ่มดำเนินการ ประมาณปี 2014 สเปนจะเป็นผู้ผลิตชั้นนำของโลกสำหรับแหล่งพลังงานสะอาดและพลังงานหมุนเวียน 100% ที่มีแนวโน้มว่าจะนี้

การใช้งาน

• การใช้งาน: น้ำร้อนสุขาภิบาล เครื่องทำความร้อน เครื่องปรับอากาศ และเครื่องทำความร้อนในสระว่ายน้ำ ในบ้านครอบครัวเดี่ยวสามารถครอบคลุมถึง 70% ของการใช้น้ำร้อน
• การดำเนินงาน: แผ่นความร้อนมีหน้าที่ในการรวบรวมรังสีดวงอาทิตย์และถ่ายเทความร้อนไปยังของเหลวที่ไหลเวียนผ่านพวกมัน
• กฎระเบียบและความช่วยเหลือ: รหัสอาคารเทคนิค (CTE) ที่ได้รับอนุมัติในปี 2006 กำหนดให้มีการติดตั้งแผงโซลาร์เซลล์ในอาคารใหม่ทั้งหมด ความช่วยเหลือของรัฐและเขตปกครองสามารถครอบคลุมค่าใช้จ่ายในการติดตั้งได้หนึ่งในสามถึงครึ่งหนึ่ง
• ต้นทุนและการประหยัด: ราคาเฉลี่ยของการติดตั้งสำหรับ 2 ตารางเมตรคือน้ำร้อนประมาณ 1.500 ยูโรเท่านั้น เมื่อเทียบกับหม้อต้มก๊าซธรรมชาติหรือโพรเพน การประหยัดพลังงานอยู่ที่ 150 ยูโรต่อปี และหากเชื้อเพลิงฟอสซิลและไฟฟ้ายังคงเติบโตต่อไป การประหยัดพลังงานก็จะยิ่งมากขึ้นไปอีก หากไม่มีเงินอุดหนุนจะมีระยะเวลาคืนทุนประมาณ 10 ปี โดยเงินอุดหนุนใช้เวลาเพียง 5 ปีเท่านั้น

พลังงานแสงอาทิตย์เทอร์โมอิเล็กทริกยังมีการใช้งานภายในบ้าน มาดูกันว่ามันคืออะไร:

• แอปพลิเคชัน: การผลิตพลังงานไฟฟ้าสำหรับใช้ภายในประเทศหรือจำหน่ายต่อให้กับโครงข่ายทั่วไป
• การดำเนินงาน: แผงโซลาร์เซลล์แปลงรังสีแสงอาทิตย์เป็นไฟฟ้า
• กฎระเบียบและความช่วยเหลือ: บริษัทไฟฟ้าจำเป็นต้องซื้อไฟฟ้าโซลาร์เซลล์แบบรวมเข้ากับโครงข่ายไฟฟ้าโดยชอบด้วยกฎหมาย โดยต้องลดราคาให้ผู้ผลิต (ปัจจุบัน 575% ของราคาต่อกิโลวัตต์) ในทางกลับกัน รหัสอาคารทางเทคนิคกำหนดให้มีการติดตั้งแผงเซลล์แสงอาทิตย์ในอาคารของรัฐหรือเอกชนใดๆ ที่มีพื้นที่มากกว่า 3.000 ตารางเมตร
• ต้นทุนและการประหยัด: สำหรับการจัดหาเอง ราคาของหน่วยขนาดเล็ก 5 กิโลวัตต์อยู่ที่ประมาณ 35.000 ยูโร เนื่องจากการใช้พลังงานต่อปีของบ้านโดยเฉลี่ยอยู่ที่ประมาณ 725 ยูโร การลงทุนจะไม่ตัดจำหน่ายจนกว่าจะผ่านไป 48 ปี

ฉันหวังว่าด้วยข้อมูลนี้ คุณสามารถเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับพลังงานแสงอาทิตย์แบบเทอร์โมอิเล็กทริกและคุณลักษณะของมันได้