Elektr energiyani ishlab chiqarish uzatish va taqsimlash

3. 
   Ochiq bo’shliqli minorali geliostatlar
   

Minorali quyosh issiqlik elektr stansiyalarida quyosh nuri energiyasining elektr energiyasiga o‘zgartirilishi boshqacha tartibda amalga oshiriladi. Bu tizimlarda bir necha yuzlab, minglab quyosh nurini qaytargichlar markaziya minora atrofida joylashtiriladi. Bunday nur qaytargich geliostat (4.11-rasm) deb yuritiladi. Geliostatlarning yo‘nalishlari ularga tushuvchi quyosh nurlarini minoraning uchida joylashgan markaziy qabul qilgichga aniq yo‘naltirish uchun kompyuterli nazorat tizimi orqali rostlab turiladi.

Quyosh nurini yutuvchi qurilma geliostatlar yordamida qaytarilgan nurlarning kesishish nuqtasida, ya’ni fokusida joylashtirilgan. Konsentratsiyalangan quyosh nurlari energiyasi nur yutkichni 1000⁰C dan yuqori haroratgacha qizdiradi. Ishchi massa – havo yoki suyuq tuz issiqlikni energetik sikl – gaz yoki bug‘ sikliga uzatadi. U yerda issiqlik energiyasi elektr energiyasiga o‘zgartiriladi.

\

- rasm. Geliostatlar.

Parabolik kollektorli quyosh stansiyalari bilan bir qatorda minorali quyosh stansiyalari ham ayrim davlatlarda bir necha yildan buyon ishlatilib kelinmoqda. Almeriya (Ispaniya), Barstov (AQSH) va Rehovot (Isroil)da bu tipdagi tajriba stansiyalari ishlatilib, ularda konfiguratsiya tizimlarini optimallashtirish va yangi komponentlarni sinash ishlari amalga oshirilmoqda (4.12-rasm). Bundan tashqari, birinchi tijoriy minorali quyosh stansiyasi rejalashtirishning yuqori bosqichi hisoblanadi.

4.12- rasm. Almeriyadagi (Ispaniya janubida) minorali quyosh tajriba qurilmasi.

Ochiq bo‘shliqli qabul qilgichga ega bo‘lgan minorali quyosh stansiyasining ishlash prinsipi quyidagicha (4.13-rasm). Ventilator tashqi havoni geliostatlardan qaytuvchi quyosh nurlari fokuslangan qabul qilgich so‘rib oladi. Qabul qilgich materiallari sifatida asosan simli qutichalar, keramik ko‘pik, metall yoki keramik chig‘anoqli tuzilmalar foydalaniladi. Bu tuzilma quyosh nurlarining energiyasi hisobiga qiziydi va issiqlikni havo oqimiga beradi. Kirib kelayotgan havo qabul qilgichning old tomonini sovitadi. Mos holda juda yuqori harorat qabul qilgichning ichki tomonida vujudga keladi. Shunday qilib radiatsion isroflar minimallashadi. Bu yerda 650–850 ⁰C orasidagi haroratgacha qizigan havo issiqlik almashtirgichga kirib keladi va u yerda suv bug‘ga aylanib, o‘ta qiziydi. O‘ta qizigan suv bug‘i bug‘ turbinasini harakatga keltirib, elektr energiyasini ishlab chiqaradi. Quyosh elektr stansiyasining ushbu varianti boshqa yoqilg‘ilardan ham foydalanish imkonini beradi. Masalan, yoqilg‘i yoqiluvchi kanal o‘choqlaridan foydalanish mumkin.

4.13- rasm. Ochiq bo‘shliqli qabul qilgichga ega bo‘lgan minorali quyosh issiqlik elektr stansiyasining prinsipial ishlash sxemasi.

Yana bir boshqa turdagi qabul qilgichga ega bo‘lgan minorali quyosh issiqlik elektr stansiyasining konsepsiyasi bilan tanishamiz. Bu yerda yopiq bo‘shliqli qabul qilgichdan foydalaniladi. Qabul qilgichning old tomoni uning ichki qismini atmosfera havosidan ajratib turadi. Qabul qilgichning ichida havoning bosimi 15 Bar (217,6 Pa)gacha, harorati 1100⁰C gacha yetkaziladi. Bu parametrdagi havo ta’sirida gaz turbinasi harakatga keltiriladi va unga ulangan generatorda elektr energiyasi ishlab chiqariladi. Gaz turbinasidan chiqqan hali yuqori haroratdagi havoning issiqligi yordamida issiqlik almashtirgichlarda bug‘ hosil qilinadi va uning ta’sirida bug‘ turbinasi harakatga keltirilib, generatorda elektr energiyasi ishlab chiqariladi. Shunday qilib, ushbu holatda elektr energiyasi ishlab chiqarish birlashgan ikkita – gaz-turbina va bug‘-turbina sikllarida amalga oshiriladi. Bunday birlashgan siklning umumiy samaradorligi 50% atrofida bo‘lib, faqat bug‘-turbina siklidan foydalaniluvchi holatga nisbatan taxminan 20% ga ortiqdir.

Hozirgi davrda Ispaniyada quvvati mos holda 10 MVt va 20 MVt bo‘lgan (PS10 va PS20 qurilmalari) va Germaniyada 1,5 MVt quvvatli va yana bir qancha minorali quyosh elektr stansiyalari rejalashtirilgan va ularning ayrimlari qurilmoqda. AQSHning Kaliforniya shtatida quvvati

62
200-400 MVt oralig‘idagi qurilmalardan foydalnishni ko‘zda tutuvchi minorali quyosh issiqlik elektr stansiyasini qurish ham rejalashtirilgan.

4.14- rasmda Ispaniyadagi bug‘ qabul qilgichli minorali PS-10 va PS-20 quyosh issiqlik elektr stansiyalarining umumiy ko‘rinishi tasvirlangan.

4.14- rasm. Siviliya yaqinida joylashgan (Ispaniya) bug‘ qabul qilgichli minorali PS-10 (10 MVt) va PS-20 (20 MVt) quyosh issiqlik elektr stansiyalarining umumiy ko‘rinishi.