केंद्रीत सौर ऊर्जा: भविष्यासाठी ऊर्जा उपाय

अलिकडच्या वर्षांत, शाश्वत ऊर्जा उपायांच्या शोधामुळे नाविन्यपूर्ण तंत्रज्ञान आले आहे, ज्यापैकी एक केंद्रीत सौर ऊर्जा (CSP) आहे. पारंपारिक विपरीत सौर पॅनेल जे सूर्यप्रकाश थेट विजेमध्ये रूपांतरित करतात, CSP प्रणाली सूर्यप्रकाश एका लहान भागावर केंद्रित करण्यासाठी आरसे किंवा लेन्स वापरतात, उष्णता निर्माण करतात जी विजेमध्ये रूपांतरित केली जाऊ शकते.

एकाग्र सौर ऊर्जा (CSP) समजून घेणे

केंद्रित सौर ऊर्जा (CSP) एक अक्षय ऊर्जा तंत्रज्ञान आहे जे उष्णता निर्माण करण्यासाठी सूर्यप्रकाश एका लहान भागावर केंद्रित करण्यासाठी आरसे किंवा लेन्स वापरते. ही उष्णता सामान्यत: वाफेच्या निर्मितीसाठी वापरली जाते जी जनरेटरला जोडलेली टर्बाइन चालवते, ज्यामुळे वीज निर्माण होते. CSP सिस्टीम पारंपारिक फोटोव्होल्टेइक (PV) सोलर पॅनेलपेक्षा वेगळ्या आहेत कारण ते सूर्यप्रकाशाचे डायरेक्ट करंट (DC) पॉवरमध्ये रूपांतर करून निर्माण होणाऱ्या विजेपेक्षा उष्णतेवर अवलंबून असतात.

CSP कसे कार्य करते:

1. सूर्यप्रकाश एकाग्रता:

   • आरसे किंवा लेन्स सूर्यप्रकाश a वर केंद्रित करतात स्वीकारणारा केंद्रबिंदूवर स्थित.
   • सर्वात सामान्य प्रकारच्या CSP प्रणालींमध्ये समाविष्ट आहे पॅराबॉलिक कुंड, सौर ऊर्जा टॉवर्स, पॅराबॉलिक डिशेसआणि फ्रेस्नेल रिफ्लेक्टर.

2. उष्णता निर्मिती:

   • एकवटलेला सूर्यप्रकाश निर्माण होतो उच्च-तापमान उष्णता प्राप्तकर्त्यावर.
   • ही उष्णता नंतर कार्यरत द्रवपदार्थात (जसे की पाणी, तेल किंवा वितळलेले मीठ) हस्तांतरित केली जाते.

3. ऊर्जा निर्मिती:

   • द्रवपदार्थातील उष्णतेचा वापर वाफेच्या निर्मितीसाठी केला जातो जो अ चालवतो वावटळ शी कनेक्ट केलेले विद्युत जनरेटर.
   • वैकल्पिकरित्या, काही CSP प्रणाली स्टर्लिंग इंजिन वापरतात, जे यांत्रिक शक्ती निर्माण करण्यासाठी उष्णतेने चालते.

4. ऊर्जा साठवण:

   • सीएसपी सिस्टम बहुतेक वेळा सुसज्ज असतात थर्मल स्टोरेज ढगाळ काळात किंवा रात्रीच्या वेळी वीज निर्मितीसाठी अतिरिक्त उष्णता टिकवून ठेवण्यासाठी.
   • वितळलेले मीठ हे सामान्यतः स्टोरेजसाठी वापरले जाते, कारण ते उष्णता शोषून घेते आणि तासांपर्यंत टिकवून ठेवू शकते, ज्यामुळे सूर्यप्रकाश नसतानाही वनस्पती ऊर्जा निर्माण करू शकते.

एकाग्र सौर उर्जेचे प्रकार (CSP)

एकाग्र सौर उर्जा (CSP) प्रणालीचे अनेक प्रकार आहेत, प्रत्येकाची विशिष्ट रचना आणि सूर्यप्रकाश कॅप्चर करण्याची पद्धत आहे. चला CSP तंत्रज्ञानाच्या मुख्य प्रकारांवर बारकाईने नजर टाकूया:

लिनियर फ्रेस्नेल रिफ्लेक्टर (LFR)

रेखीय फ्रेस्नेल रिफ्लेक्टर्स आरशाच्या वर असलेल्या रिसीव्हर ट्यूबवर सूर्यप्रकाश फोकस करण्यासाठी मालिकेत व्यवस्थित केलेले लांब, सपाट आरसे वापरतात. हे आरसे संपूर्ण आकाशात सूर्याच्या हालचालीचा मागोवा घेतात, सूर्यप्रकाश दिवसभर प्रभावीपणे केंद्रित आहे याची खात्री करतात. रिसीव्हर ट्यूबमध्ये निर्माण होणारी उष्णता द्रवपदार्थ गरम करते, ज्याचा वापर वीज निर्मितीसाठी वाफे तयार करण्यासाठी केला जातो. इतर सीएसपी तंत्रज्ञानाच्या तुलनेत एलएफआर सिस्टीम तयार करण्यासाठी सामान्यतः कमी खर्चिक असतात, ज्यामुळे ते एक आकर्षक पर्याय बनतात. युटिलिटी-स्केल प्रकल्प.

पॅराबोलिक डिश कलेक्टर (PDC)

पॅराबॉलिक डिश कलेक्टर्समध्ये डिशच्या आकाराचा आरसा असतो जो डिशच्या केंद्रबिंदूवर असलेल्या रिसीव्हरवर सूर्यप्रकाश केंद्रित करतो. हे सेटअप उच्च तापमान प्राप्त करण्यास अनुमती देते, ज्यामुळे स्टर्लिंग इंजिन किंवा लहान स्टीम टर्बाइन वापरून वीज निर्माण करणे शक्य होते. PDC सिस्टीम अत्यंत कार्यक्षम असू शकतात आणि अगदी लहान स्केलवरही वीज निर्माण करू शकतात, परंतु इतर CSP प्रकारांच्या तुलनेत त्या बऱ्याचदा अधिक जटिल आणि महाग असतात, ज्यामुळे त्यांचा व्यापक वापर मर्यादित होतो.

पॅराबॉलिक ट्रफ कलेक्टर्स (PTC)

पॅराबॉलिक ट्रफ कलेक्टर्स हे सर्वात सामान्यपणे वापरल्या जाणाऱ्या CSP तंत्रज्ञानांपैकी एक आहेत. या डिझाइनमध्ये, पॅराबॉलिक-आकाराचे आरसे उष्णता हस्तांतरण द्रवपदार्थाने भरलेल्या रिसीव्हर ट्यूबवर सूर्यप्रकाश केंद्रित करतात. जसजसे द्रव गरम होतो, तसतसे ते हीट एक्सचेंजरमध्ये प्रसारित केले जाते, जिथे ते टर्बाइन चालविण्यासाठी वाफ तयार करते. PTC प्रणाली त्यांच्या विश्वासार्हतेसाठी आणि कार्यक्षमतेसाठी ओळखल्या जातात आणि त्या बऱ्याचदा त्यामध्ये तैनात केल्या जातात मोठे सौर ऊर्जा संयंत्रे, लक्षणीय प्रमाणात ऊर्जा प्रदान करते.

सौर ऊर्जा टॉवर (ST)

सोलर पॉवर टॉवर्स, किंवा सौर थर्मल टॉवर्स, मिरर (हेलिओस्टॅट्स) च्या मोठ्या ॲरेचा वापर करतात जे सूर्याचा मागोवा घेतात आणि मध्य टॉवरवर सूर्यप्रकाश प्रतिबिंबित करतात. टॉवरच्या शीर्षस्थानी, एक प्राप्तकर्ता केंद्रित सूर्यप्रकाश गोळा करतो आणि द्रव गरम करतो, ज्याचा उपयोग विजेसाठी वाफ निर्माण करण्यासाठी केला जाऊ शकतो. या प्रकारची CSP प्रणाली खूप उच्च तापमान मिळवू शकते आणि ऊर्जा प्रभावीपणे साठवण्यास सक्षम आहे, ज्यामुळे मोठ्या प्रमाणावर सौर ऊर्जा निर्मितीसाठी ती एक शक्तिशाली पर्याय बनते.

केंद्रित सौर उर्जेचे फायदे आणि तोटे (CSP)

फायदे

1. उच्च कार्यक्षमता: CSP सिस्टीम सौर ऊर्जेचे विजेमध्ये रूपांतर करण्यात उच्च कार्यक्षमता प्राप्त करू शकतात, विशेषत: थर्मल ऊर्जा साठवणुकीसह जोडल्यास. यामुळे ते लक्षणीय प्रमाणात वीज निर्माण करण्यास सक्षम बनतात.

2. ऊर्जा साठवण क्षमता: CSP चे एक वैशिष्ट्य म्हणजे थर्मल एनर्जी साठवण्याची क्षमता. याचा अर्थ असा की CSP प्लांट सूर्यप्रकाश नसतानाही वीज निर्माण करू शकतात, पारंपारिक सौर पॅनेलच्या तुलनेत अधिक विश्वासार्ह ऊर्जा पुरवठा प्रदान करतात.

3. मोठ्या प्रमाणात निर्मिती: CSP तंत्रज्ञान विशेषतः उपयुक्तता-स्केल प्रकल्पांसाठी योग्य आहे. शहरे आणि उद्योगांच्या ऊर्जेची मागणी पूर्ण करण्यासाठी ते एक व्यवहार्य पर्याय बनवून, मोठ्या प्रमाणात वीज निर्माण करू शकते.

4. हरितगृह वायू उत्सर्जन कमी: सौर ऊर्जेचा वापर करून, सीएसपी प्रणाली जीवाश्म इंधन उर्जा संयंत्रांच्या तुलनेत हरितगृह वायू उत्सर्जन कमी करण्यास हातभार लावतात, ज्यामुळे हवामान बदल कमी करण्यात महत्त्वपूर्ण भूमिका बजावली जाते.

5. हायब्रीड सिस्टमसाठी संभाव्य: ऊर्जेची विश्वासार्हता आणि कार्यक्षमता वाढवणाऱ्या हायब्रीड सिस्टीम तयार करण्यासाठी सीएसपीला नैसर्गिक वायूसारख्या इतर ऊर्जा स्रोतांसह एकत्रित केले जाऊ शकते.

तोटे

1. थेट सूर्यप्रकाश आवश्यक आहे: सीएसपी तंत्रज्ञान मुबलक थेट सूर्यप्रकाश असलेल्या प्रदेशांमध्ये सर्वात प्रभावी आहे. ते ढगाळ किंवा पावसाळ्याच्या दिवसात वीज निर्माण करण्यासाठी धडपडते, जे कमी सनी हवामानात त्याची लागूक्षमता मर्यादित करू शकते.

2. उच्च प्रारंभिक भांडवली खर्च: CSP प्रणालीसाठी प्रारंभिक गुंतवणूक महत्त्वपूर्ण असू शकते. मिरर, जमीन आणि पायाभूत सुविधांची किंमत जास्त असू शकते, जी काही विकासकांसाठी अडथळा ठरू शकते.

3. जमीन आणि पाणी वापराच्या समस्या: CSP प्लांट्सना सोलर ॲरे सामावून घेण्यासाठी मोठ्या प्रमाणात जमीन लागते. याव्यतिरिक्त, बऱ्याच सीएसपी प्रणाली थंड होण्यासाठी पाण्याचा वापर करतात, ज्यामुळे जलस्रोत मर्यादित असलेल्या शुष्क प्रदेशांमध्ये चिंता निर्माण होते.

4. देखभाल आणि ऑपरेशनल जटिलता: CSP सिस्टीमचे यांत्रिक घटक, जसे की मिरर आणि ट्रॅकिंग सिस्टीम, इष्टतम कामगिरी सुनिश्चित करण्यासाठी नियमित देखभाल आवश्यक आहे. यामुळे ऑपरेशनल क्लिष्टता आणि खर्च वाढू शकतो.

5. मर्यादित भौगोलिक अनुकूलता: CSP सर्व भौगोलिक स्थानांसाठी योग्य नाही. मर्यादित सूर्यप्रकाश, जास्त ढग कव्हर किंवा वारंवार खराब हवामान असलेल्या भागात या तंत्रज्ञानाचा जितका सूर्यप्रकाश आहे तितका फायदा होणार नाही.

जगभरातील उल्लेखनीय केंद्रित सौर ऊर्जा प्रकल्प

एकाग्र सौर ऊर्जा (CSP) तंत्रज्ञानाने जगभरात लक्षणीय तैनाती पाहिली आहे, अनेक उल्लेखनीय प्रकल्प मोठ्या प्रमाणात ऊर्जा निर्मितीची क्षमता दर्शवित आहेत. येथे काही प्रतिनिधी CSP प्रकल्प आहेत:

1. इवानपाह सोलर इलेक्ट्रिक जनरेटिंग सिस्टम (यूएसए)

कॅलिफोर्नियाच्या मोजावे वाळवंटात स्थित आहे इवानपाह सोलर इलेक्ट्रिक जनरेटिंग सिस्टम जगातील सर्वात मोठ्या CSP प्लांटपैकी एक आहे. तीन सौर उर्जा टॉवर्सचा समावेश असून, त्याची एकूण क्षमता 392 मेगावॅट (MW) आहे. टॉवर्सच्या वर असलेल्या बॉयलरवर सूर्यप्रकाश केंद्रित करण्यासाठी वनस्पती 300,000 पेक्षा जास्त आरशांचा वापर करते. Ivanpah ने 2014 मध्ये ऑपरेशन सुरू केले आणि सुमारे 140,000 घरांना वीज देण्यासाठी पुरेशी वीज निर्माण करण्यास सक्षम आहे, ज्यामुळे कार्बन उत्सर्जन लक्षणीयरीत्या कमी होते.

2. नूर केंद्रित सौर संकुल (मोरोक्को)

अगोदर निर्देश केलेल्या बाबीसंबंधी बोलताना नूर केंद्रीत सौर संकुलOuarzazate जवळ स्थित, जागतिक स्तरावर सर्वात मोठ्या सौर प्रकल्पांपैकी एक आहे. यात चार टप्प्यांचा समावेश आहे, ज्याची एकूण स्थापित क्षमता 580 मेगावॅट आहे. प्रकल्प पॅराबॉलिक कुंड आणि सौर टॉवर तंत्रज्ञानाच्या संयोजनाचा वापर करतो. पूर्णपणे कार्यान्वित झाल्यावर, नूर दहा लाखांहून अधिक लोकांना वीज पुरवेल आणि दरवर्षी सुमारे 760,000 टन CO2 उत्सर्जन ऑफसेट करेल अशी अपेक्षा आहे. त्याचा पहिला टप्पा, नूर I, 2016 मध्ये सुरू झाला.

3. क्रिसेंट ड्युन्स सौर ऊर्जा प्रकल्प (यूएसए)

अगोदर निर्देश केलेल्या बाबीसंबंधी बोलताना चंद्रकोर ड्यून्स सौर ऊर्जा नेवाडा येथे स्थित प्रकल्प, सौर उर्जा टॉवर डिझाइनचा वापर करतो आणि त्याची क्षमता 110 मेगावॅट आहे. सुविधेमध्ये एक अद्वितीय थर्मल एनर्जी स्टोरेज सिस्टीम आहे, ज्यामुळे सूर्यास्तानंतरही वीज उपलब्ध होऊ शकते. Crescent Dunes सुमारे 75,000 घरांना वीज पुरवू शकते, अनेक तास ऊर्जा साठवून ठेवण्याची क्षमता आहे, ज्यामुळे ते अक्षय ऊर्जेचा एक विश्वासार्ह स्रोत बनते. या प्रकल्पाने 2015 मध्ये काम सुरू केले आणि ऊर्जा साठवण तंत्रज्ञानाचा प्रचार करण्यात महत्त्वाचा घटक आहे.

4. सोलाना जनरेटिंग स्टेशन (यूएसए)

तसेच ऍरिझोना मध्ये स्थित, द सोलाना जनरेटिंग स्टेशन त्याची क्षमता 280 मेगावॅट आहे आणि ती त्याच्या पॅराबॉलिक ट्रफ तंत्रज्ञानासाठी उल्लेखनीय आहे. या प्लांटमध्ये थर्मल एनर्जी स्टोरेज सिस्टीम आहे जी सूर्यास्तानंतर सहा तास वीज पुरवण्यास सक्षम करते. सोलाना दरवर्षी अंदाजे 70,000 घरांना वीज पुरवू शकते आणि हरितगृह वायू उत्सर्जन कमी करण्यात लक्षणीय योगदान देते. या सुविधेने 2013 मध्ये ऑपरेशन सुरू केले आणि स्टोरेजसह CSP ची व्यवहार्यता प्रदर्शित करण्यात महत्त्वपूर्ण भूमिका बजावली.

5. जेमासोलर थर्मोसोलर प्लांट (स्पेन)

अगोदर निर्देश केलेल्या बाबीसंबंधी बोलताना अंडालुसिया मध्ये स्थित Gemasolar वनस्पती, स्पेन, वितळलेल्या मिठाच्या साठवणीसह केंद्रीय टॉवर तंत्रज्ञानाचा वापर करणारा पहिला व्यावसायिक प्लांट आहे. त्याची क्षमता 20 मेगावॅट आहे आणि ती सतत ऊर्जा पुरवू शकते, अगदी रात्रीही, त्याच्या थर्मल स्टोरेज क्षमतेमुळे. Gemasolar सुमारे 25,000 घरांना वीज पुरवठा करू शकते आणि 15 तासांहून अधिक सतत ऊर्जा निर्मितीसह एक उल्लेखनीय ऑपरेशनल रेकॉर्ड गाठला आहे. प्लांटने 2011 मध्ये कार्य करण्यास सुरुवात केली आणि भविष्यातील CSP प्रकल्पांसाठी एक मॉडेल बनले आहे.

केंद्रित सौर उर्जेची किंमत

CSP सिस्टीमची किंमत सामान्यत: समतलीकृत वीज खर्चाच्या (LCOE) नुसार मोजली जाते, जी प्रकल्पाच्या आयुष्यभर निर्माण झालेल्या विजेची सरासरी किंमत प्रति मेगावाट-तास (MWh) दर्शवते. इंटरनॅशनल रिन्युएबल एनर्जी एजन्सी (IRENA) च्या अहवालानुसार, विशिष्ट तंत्रज्ञान आणि प्रकल्प वैशिष्ट्यांवर अवलंबून, 2021 मध्ये CSP तंत्रज्ञानासाठी LCOE अंदाजे $60 ते $120 प्रति MWh होता.

इतर अक्षय ऊर्जा स्रोतांशी तुलना

1. वारा उर्जा: किनार्यावरील पवन ऊर्जेसाठी LCOE साधारणपणे CSP पेक्षा कमी आहे. 2021 पर्यंत, किनार्यावरील वाऱ्यासाठी LCOE $30 ते $60 प्रति MWh पर्यंत होते, ज्यामुळे ते उपलब्ध सर्वात किफायतशीर अक्षय ऊर्जा स्त्रोतांपैकी एक बनले आहे.

2. जलविद्युत: हायड्रोपॉवरमध्ये सामान्यत: $30 ते $50 प्रति MWh पर्यंत स्पर्धात्मक LCOE असते. तथापि, भौगोलिक स्थान, सुविधेचा आकार आणि पर्यावरणीय विचारांवर आधारित हे लक्षणीय बदलते.

3. फोटोव्होल्टेइक सोलर (PV): अलिकडच्या वर्षांत सोलर पीव्हीची किंमत नाटकीयरित्या कमी झाली आहे. 2021 मध्ये, युटिलिटी-स्केल सोलर PV सिस्टीमसाठी LCOE सुमारे $30 ते $50 प्रति MWh होता, ज्यामुळे ते पवन आणि जलविद्युत या दोन्हीशी स्पर्धात्मक बनले. सौर पॅनेलची घटती किंमत आणि तंत्रज्ञानातील प्रगती यामुळे या ट्रेंडला हातभार लागला आहे.

केंद्रित सौर ऊर्जा घरच्या वापरासाठी योग्य आहे का?

केंद्रीत सौर उर्जा (CSP) हे प्रामुख्याने युटिलिटी-स्केल ऑपरेशन्ससाठी डिझाइन केलेले आहे, ज्यामुळे ते निवासी अनुप्रयोगांसाठी अव्यवहार्य बनते. CSP प्रणालींना मोठ्या प्रमाणात जमीन आणि विशिष्ट परिस्थिती आवश्यक असते, जसे की मुबलक थेट सूर्यप्रकाश, जो सामान्यतः वैयक्तिक घरांसाठी व्यवहार्य नसतो. लहान प्रमाणात CSP तंत्रज्ञान स्थापित करण्याशी संबंधित जटिलता आणि खर्च निवासी कारणांसाठी त्याचा वापर मर्यादित करते.

तुम्हाला घरच्या घरी अक्षय ऊर्जा वापरण्यात स्वारस्य असल्यास, सर्वोत्तम पर्याय विचारात घ्या छतावरील सौर पॅनेल. या प्रणाली विशेषत: निवासी वापरासाठी डिझाइन केल्या आहेत आणि विस्तृत जमीन किंवा पायाभूत सुविधांच्या गरजाशिवाय सूर्यप्रकाश प्रभावीपणे विजेमध्ये रूपांतरित करू शकतात. रुफटॉप सोलर पॅनेल तुमच्या घराला उर्जा देण्यासाठी पुरेशी ऊर्जा निर्माण करू शकतात, ग्रिड विजेवर अवलंबून राहणे कमी करू शकतात आणि तुमचे ऊर्जा बिल कमी करू शकतात.

At शिल्डन, आम्ही उच्च-गुणवत्तेची ऑफर करतो 10 kW सौर यंत्रणा निवासी गरजांसाठी तयार केलेले. ही प्रणाली सौर ऊर्जेचा वापर करण्यासाठी एक मजबूत उपाय प्रदान करते, हे सुनिश्चित करते की तुम्ही तुमच्या छतावरून सूर्यप्रकाशाचा लाभ घेऊ शकता. कर प्रोत्साहन आणि ऊर्जा बचतीच्या अतिरिक्त फायद्यांसह, सौर ऊर्जा प्रणालीवर स्विच करणे ही तुमच्या घरासाठी एक स्मार्ट गुंतवणूक असू शकते.