PowerplantKMUTNB: SOLAR THEROMAL POWERPLANTS

SOLAR THEROMAL POWERPLANTS

สมาชิกในกลุ่ม

1.นายธรรมศักดิ์ สมนันท์ 53-1006-118-8

2.นายจิรวัตน์ ลายทิพย์ 53-1006-303-6

3.นายนัฐชัย เข็มพรม 53-1006-005-7

4.นางสาวพัชรกันย์ บัวศรีจันทร์ 53-1006-315-0

5.นางสาววิไลลักษณ์ พันธุ์สถิตย์วงศ์ 53-1006-323-4

Introduction

ดวงอาทิตย์ให้พลังงานจำนวนมหาศาลแก่โลกของเรา พลังงานจากดวงอาทิตย์จัดเป็นพลังงานหมุนเวียนที่สำคัญที่สุด เป็นพลังงานสะอาดไม่ทำปฎิกิริยาใดๆอันจะทำให้สิ่งแวดล้อมเป็นพิษ อย่างไรก็ตามถึงแม้ว่าส่งมีชีวิตทุกชนิดบนโลกได้ใช้ประโยชน์โดยตรงจากแสงอาทิตย์ แต่ปริมาณที่ใช้อยู่นั้นน้อยเสียเหลือเกินเมื่อเทียบกับปริมาณพลังงานที่ได้มา มนุษย์รู้จักการประยุกต์ใช้พลังงานแสงอาทิตย์เพื่อกิจกรรมต่างๆ ที่เป็นประโยชน์ต่อการพัฒนา ถึงอย่างนั้นมนุษย์ก็ยังมีการคิดค้นเทคโนโลยีต่างๆเพื่อที่จะนำเอาพลังงานแสงอาทิตย์มาใช้ให้เกิดประโยชน์สูงที่สุด ทั้งในรูปแบบของพลังงานความร้อนโดยตรงหรือการเปลี่ยนรูปให้เป็นพลังงานไฟฟ้า ซึ่งในอนาคตเทคโนโลยีที่เกี่ยวข้องกับการใช้พลังงานแสงอาทิตย์จะเป็นเทคโนโลยีที่มีการใช้อย่างแพร่หลายกันมากขึ้น เพราะนอกจากจะไม่ค้องเสียค่าใช้จ่ายของต้นทุนพลังงานแล้ว ยังเป็นการช่วยลดมลพิษของโลกอีกด้วย

จุดเด่นของเซลล์แสงอาทิตย์

1.แหล่งพลังงานได้จากดวงอาทิตย์ เป็นแหล่งพลังงานที่ไม่มีวันหมดและไม่เสียค่าใช้จ่าย

2.เป็นแหล่งพลังที่สะอาดไม่ก่อให้เกิดมลภาวะแก่สิ่งแวดล้อม

Solar Thermal Power Plants เป็นโรงไฟฟ้าที่ใช้ความร้อนในการผลิตกระแสไฟฟ้า

โดยนำความร้อนที่ได้จากแสงอาทิตย์ไปขับ turbine เพื่อผลิตกระแสไฟฟ้า

หลักการทำงาน

โรงไฟฟ้าพลังงานความร้อนแสงอาทิตย์แบ่งออกเป็น 3 ระบบ

1.แบบ Parabolic Troughs

ประกอบด้วยตัวรับแสงที่มีลักษณะเป็นรางยาวโค้งแบบมิติเดียวที่ติดตั้งไว้บนระบบหมุนตามดวงอาทิตย์แกนเดียว (single-axis tracking system) ทําหน้าที่รวมพลังงานแสงอาทิตย์สะท้อนไปยังท่อที่ตั้งขนานกับแนวรางรวมแสงเพื่อถ่ายเทความร้อนให้กับของเหลวที่ไหลหมุนเวียนผ่านท่อโดยการแลกเปลี่ยนความร้อน ความร้อนเมื่อถูกถ่ายเทให้ของเหลวทํางาน (โดยปกติจะเป็นน้ํา) จะกลายเป็นไอน้ำาไปขับเคลื่อนกังหันไอน้ําเพื่อผลิตกระแสไฟฟ้า ไอน้ําที่ผลิตจาก parabolic troughs plants โดยทั่วไปจะต้องมีแหล่งความร้อนจากก๊าซธรรมชาติเพื่อเสริมให้เป็นไอดง (superheater)

http://www.youtube.com/watch?v=N1-zjbRqYXk

2. แบบ Central Receivers

แบบ Central Receivers หรือ Power Tower ประกอบด้วยตัวรับความร้อนที่ติดตั้งอยู่กับที่ตั้งอยู่บนหอคอยที่ล้อมรอบด้วยแผงกระจกขนาดใหญ่เป็นจํานวนมากที่เรียกกันว่าเฮลิโอสแตท เฮลิโอสแตทจะหมุนตามดวงอาทิตย์และสะท้อนรังสีไปยังตัวรับความร้อน ซึ่งภายในบรรจุของเหลวทํางานทําหน้าที่ดูดซับพลังงานความร้อนไว้ ของเหลวที่ดูดซับพลังงานความร้อนที่รับมาจากตัวรับความร้อนจะส่งต่อไปยังเครื่องกําเนิดไฟฟ้าแบบกังหันหรือนําที่ไปเก็บไว้ในถังเก็บกักเพื่อนํามาใช้งานต่อไป

http://www.youtube.com/watch?v=73SNIuZ333s

3.แบบ Parabolic Dishes

ประกอบด้วยตัวรวมแสงลักษณะเป็นจานรูปทรง parabolic ที่มีจุดศูนย์รวมแสงเพื่อสะท้อนพลังงานแสงอาทิตย์ไปยังตัวรับความร้อนที่ตั้งอยู่บนจุดศูนย์รวม Parabolic Dishes จะใช้แผงสะท้อนที่มีลักษณะโค้งเป็นจํานวนมากซึ่งทําด้วยกระจกหรือฟิล์มบาง (laminated film) ตัวรวมแสงเหล่านี้จะต้ังอยู่บนโครงสร้างซึ่งใช้ระบบหมุนตามดวงอาทิตย์สองแกน (two-axis tracking system) เพื่อรวมแสงให้ป็นจุดเดียวไปรวมอยู่บนตัวรับความร้อน ความร้อนที่ได้สามารถใช้ประโยชน์ได้โดยตรงกับ cycle heat engine ซึ่งติดตั้งอยู่บนตัวรับความร้อน หรือนําความร้อนที่ได้ไปทําให้ของเหลวร้อนก่อนแล้วนําไปใช้กับ central engine ระบบตัวรวมความร้อนแบบเน้นเป็นจุดศูนย์กลาง (parabolic dishes) มีประสิทธิภาพการแปลงป็นความร้อนได้สูงกว่าชนิดตัวรวมแบบราง (parabolic troughs) เนื่องจากสามารถทํางานได้ที่อุณหภูมิที่สูงกว่า

http://www.youtube.com/watch?v=ExjX--Z6jI8

Economic

Gemasolar หนึ่งในโรงไฟฟ้าแบบ Solar-thermal เชิงพาณิชย์แห่งแรกในสเปน ผลิตกระแสไฟฟ้าได้ 19.9 เมกะวัตต์ ใช้กระจกกว่า 2,650 แผ่นเป็นตัวสะท้อนความร้อนไปยังตัวเก็บความร้อนที่หอคอย ซึ่งอยู่บริเวณศูนย์กลางแผงกระจก และมีความสูงอยู่ที่ประมาณ 450 ฟุต หรือ 140 เมตร รังสีความร้อนที่ส่งไปยังหอคอย จะทำให้อุณหภูมิของสารละลายเกลือที่อยู่ในแท่งหอคอยสูงกว่า 500 องศาเซลเซียส จากนั้นสารละลายเกลือที่มีความร้อนสูง จะถูกหมุนเวียนส่งไปเก็บที่ถังเก็บขนาดใหญ่ ที่ถูกออกแบบพิเศษให้รักษาอุณหภูมิสารละลายเกลือไว้ ซึ่งนำมาใช้ขับเคลื่อนกังหันไอน้ำเพื่อผลิตกระแสไฟฟ้าในตอนกลางคืนได้นานกว่า 15 ชั่วโมง โดยปราศจากความร้อนที่เก็บเพิ่มขึ้นจากแสงอาทิตย์ วิธีการนี้ทำให้ต้นทุนการเก็บพลังงานถูกกว่าการเก็บพลังงานไฟฟ้าที่ได้มาจากเซลล์แสงอาทิตย์โดยตรง ซึ่งต้องใช้แบตเตอรี่

ล่าสุดบริษัท Halotechnics คิดหาวัสดุกักเก็บความร้อนใหม่ ที่ทำจากส่วนประกอบของเกลือและแก้ว สามารถเก็บความร้อนได้สูงถึง 1,200 องศาเซลเซียส เมื่อเทียบกับสารประกอบเกลือแบบที่ใช้ในปัจจุบัน ที่เก็บความร้อนได้สูงสุดเพียง 565 องศาเซลเซียส

วัสดุดังกล่าวได้จากการทดลองหาวัสดุผสมมากกว่า 18,000 ชนิด กระทั่งเจอวัสดุผสมที่ดีที่สุดดังกล่าว ซึ่งจะเพิ่มประสิทธิภาพของโรงไฟฟ้า โดยลดจำนวนและขนาดของกระจกลงได้มากถึงร้อยละ 25 ทำให้ต้นทุนลดเหลือ 6 เซนต์ หรือประมาณ 2 บาทต่อกิโลวัตต์ชั่วโมง

นอกจากนี้ ราคาต้นทุนของวัสดุเกลือผสมแบบใหม่นี้ต่ำกว่าเกลือที่ใช้อยู่ร้อยละ 20 จากเดิมราคาตันละ 1,000 ดอลลาร์ (ประมาณ 30,000 บาท) และหนึ่งโรงงานต้องใช้ถึง 30,000 ตัน แต่การที่โรงไฟฟ้าทำงานที่อุณหภูมิสูงขึ้น ก็ต้องมีการปรับเปลี่ยนทางวิศวกรรมให้ท่อนำส่งทนอุณหภูมิสูงขึ้นด้วย

ส่วนประเทศไทย บริษัทไทยโซล่าร์เอ็นเนอร์ยี่ จำกัด (Thai Solar Energy: TSE) เป็นรายแรกในเอเชียตะวันออกเฉียงใต้ที่ผลิตกระแสไฟฟ้าเทคโนโลยี CSP ด้วยขนาดใหญ่เป็นอันดับ 27 ของโลก โดยมีโรงงานผลิตอยู่ที่อำเภอห้วยกระเจา จังหวัดกาญจนบุรี ใช้ตัวสะท้อนแสง (reflector) แบบรางพาราโบลา (parabolic through) ซึ่งเป็นที่นิยมของตลาดค่อนข้างมาก เนื่องจากติดตั้งง่ายและดูแลง่ายกว่า