Tác dụng Máng parabol trong nhà máy điện

31-03-2022 10:44:17
1169

Cho đến nay, chúng ta đã thấy một số kiểu thiết kế bộ thu năng lượng mặt trời khác nhau sử dụng năng lượng của mặt trời để làm nóng nước. Mỗi thiết kế dù là bộ thu tấm phẳng đen cơ bản hay bộ thu ống sơ tán tiên tiến hơn đều có những ưu và nhược điểm riêng. Nhưng để tạo ra nhiệt độ cao hơn với hiệu suất tốt, có thể cần một bộ thu năng lượng mặt trời ở dạng phản xạ máng hình parabol.

Mục lục

Cho đến nay, chúng ta đã thấy một số kiểu thiết kế bộ thu năng lượng mặt trời khác nhau sử dụng năng lượng mặt trời để làm nóng nước. Mỗi thiết kế dù là bộ thu tấm phẳng đen cơ bản hay bộ thu ống sơ tán tiên tiến hơn đều có những ưu và nhược điểm riêng. Nhưng để tạo ra nhiệt độ cao hơn với hiệu suất tốt, có thể cần một bộ thu năng lượng mặt trời ở dạng phản xạ máng hình parabol.

Máng Parabol là gì?

Máng hình parabol là một bộ thu năng lượng mặt trời được thiết kế để thu nhận bức xạ mặt trời trực tiếp của mặt trời trên một diện tích bề mặt lớn.

Hình dạng của bộ thu năng lượng mặt trời tập trung phải được thiết kế đặc biệt để tất cả ánh sáng mặt trời tới phản xạ khỏi bề mặt của bộ thu và đến cùng một tiêu điểm bất kể ánh sáng mặt trời chiếu vào phần nào của bộ thu trước. Các bộ thu năng lượng mặt trời tập trung cho các ứng dụng dân dụng thường là một máng parabol “hình chữ U" (do đó có tên như vậy) tập trung năng lượng của mặt trời vào một ống nhiệt hấp thụ được gọi là bộ thu được đặt dọc theo trục tiêu điểm của máng phản xạ.

Cấu tạo cơ bản của máng Parabol

Bộ phản xạ Máng Parabol hay PTR, được tạo ra bằng cách đơn giản uốn một tấm vật liệu phản chiếu hoặc vật liệu có độ bóng cao thành một hình dạng parabol. Vì các sóng ánh sáng mặt trời về cơ bản truyền song song với nhau, nên loại bộ thu năng lượng mặt trời này có thể hướng thẳng vào mặt trời mà vẫn đạt được tổng tiêu cự từ tất cả các phần của gương phản xạ hình máng.

Gương phản xạ dạng máng parabol khi được sử dụng làm bộ thu nhiệt năng mặt trời được cấu tạo như một gương phản xạ hình parabol dài thường được sơn một lớp bạc phản chiếu hoặc làm từ nhôm đánh bóng hoặc sử dụng gương kéo dài tuyến tính thành hình dạng máng.

Một ống nhiệt màu đen bằng kim loại bên trong một ống thủy tinh kín cũng có thể được hút chân không được sử dụng để giảm thất thoát nhiệt. Ống nhiệt chứa chất lỏng truyền nhiệt được bơm quanh một vòng trong ống hấp thụ nhiệt khi nó đi qua.

Bộ phản xạ dạng máng parabol có thể tạo ra nhiệt độ cao hiệu quả hơn nhiều so với bộ thu tấm phẳng đơn lẻ, vì diện tích bề mặt bộ hấp thụ nhỏ hơn nhiều. Chất lỏng truyền nhiệt thường là hỗn hợp của nước và các chất phụ gia khác hoặc dầu nhiệt, được bơm qua ống và hấp thụ nhiệt mặt trời đạt đến nhiệt độ trên 200 o C.

Tác dụng Máng parabol trong nhà máy điện

Máng parabol có định hướng mặt trời để tập trung ánh sáng vào bộ thu đặt tại tiêu điểm của hệ gương parabol. Nhiệt năng thu được đốt nóng môi chất để thực hiện chu trình nhiệt điện qua tua bin - máy phát.

Công nghệ này có nhiều ưu điểm và được sử dụng phổ biến với quy mô từ 14 - 80MW. Trong khi các thiết kế máng parabol có thể hoạt động ở mức công suất như nhà máy điện mặt trời, nhưng chúng thường khai thác dưới dạng tổ hợp lai mặt trời và nhiên liệu hóa thạch, bổ sung thêm kho nhiên liệu hóa thạch làm nguồn dự phòng.

Bộ thu máng Parabol nói chung có một trục quay duy nhất dọc theo chiều dài của máng có thể được định hướng theo hướng đông sang tây, theo dõi mặt trời từ bắc xuống nam hoặc định hướng theo hướng bắc nam và theo dõi mặt trời từ từ Đông sang Tây.

Các máng hình parabol thường thẳng hàng trên trục bắc-nam và được xoay để theo dõi mặt trời khi nó di chuyển trên bầu trời mỗi ngày từ sáng đến tối.

Ưu điểm của loại chế độ theo dõi này là cần rất ít điều chỉnh bộ thu trong ngày, dẫn đến máng năng lượng mặt trời luôn hướng về phía mặt trời vào buổi trưa, nhưng hiệu suất bộ thu vào sáng sớm hoặc chiều muộn bị giảm đáng kể do các góc tới lớn của máng.

Ưu điểm ở đây là việc kết nối chúng với nhau tạo ra một diện tích bề mặt của bộ hấp thụ tạo ra một lượng lớn nước nóng năng lượng mặt trời lớn hơn có thể được tạo ra bởi một máng riêng lẻ. Nhiều máng đơn được kết nối với nhau tạo thành một trường thu khi chúng được kết nối với nhau thành các hàng nối tiếp và song song.

Bộ phản xạ máng hình parabol hiệu quả hơn cho các ứng dụng công nghiệp và thương mại đòi hỏi lượng nước nóng lớn suốt ngày đêm. Trong các kiểu lắp đặt này, năng lượng mặt trời bị giữ lại bởi các máng năng lượng mặt trời làm nóng một loại dầu nhiệt đặc biệt đến nhiệt độ rất cao.

Tạm kết

Các nhà máy điện máng parabol là công nghệ hoàn thiện nhất trong số các công nghệ CSP, với hơn 4000 MW đang hoạt động trên toàn thế giới và lịch sử vận hành nhà máy thương mại từ đầu những năm 1980. Các nhà máy điện dạng máng có các mảng lớn bộ thu năng lượng mặt trời có các gương cong theo hình parabol để tập trung ánh sáng mặt trời vào một đường ống tuyến tính
Máng parabol là công nghệ bộ thu nhiệt được biết đến nhiều nhất và tốt nhất trong lĩnh vực này. Kích thước bộ thu nhiệt điển hình cho quá trình xử lý nhỏ hơn kích thước được thiết kế cho các ứng dụng phát điện.