30-KONSANTRE GÜNEŞ ENERJİSİ

Konsantre güneş enerjisi sistemi, kısaca CSP teknolojisi, güneş panellerinden oluşan fotovoltaik sistemlerden farklı olarak, güneş ışınlarını yoğunlaştırmak için aynaları kullanarak geleneksel buhar türbini veya motorlarını çalıştırarak elektrik üretir. Güneş ışınların yoğunlaşmasıyla ısınan sıvı buharın oluşmasına bu da elektrik üretimi için türbinlerin çalışmasını sağlar. CSP santralleri daha çok büyük ölçekli kurulumlardır ve genellikle ışınları uzun ince bir kuleye yönlendiren aynalı bir düzeneğe sahiptir. Bu aynalardan oluşan düzenek güneş ışığına odaklı oluşturulmuş olup, içerideki sıcaklık oldukça yüksektir. CSP teknolojisi güneş enerjisini depolayabildiği için geceleri de elektrik üretimi yapabilmektedir. CSP sistemleri güneş enerjisini talep üzerine termal depolama üzerinden karşılayabilen sistemler olarak baz yük kaynaklarıdır.

Temel olarak 3 çeşit CSP teknolojisinden bahsedebiliriz;

– Parabolik Oluklu Kollektörler ve Lineer Fresnel Reflektörleri kapsayan Lineer Konsantre Sistemler
– Güneş Kuleleri
– Dish Stirling (Parabolik Çanak Sistemler)

Lineer Konsantre Sistemler: Parabolik Oluklu Kollektörler

Bu CSP türlerinden ticari olarak en gelişmiş ve yaygın kullanımı olan Parabolik Oluklu Kollektör Teknolojisidir. Parabolik şekilde konumlandırılmış aynaların temelini oluşturduğu sistemde güneş ışığı, alıcı tüpe yoğunlaştırılır. Alıcı tüp, içinde bulunan çevrim akışkanıyla aynaların odak noktaları doğrultusunda konumlanmıştır. Güneşi gün boyunca takip mekanizmalarıyla takip eden aynalar çevrim akışkanınınında alıcı içinde ilerlemesine ve 150-350°C kadar ısınmasını sağlar. Isınmış akışkan, elektrik üretimi ve endüstriyel buhar uygulamalarında kullanılmak üzere yüksek basınçlı buhar oluşturur. Bu ısıtılmış sıvı depolanabildiğinden güneş yokken de kullanılabilir.

Lineer Konsantre Sistemler: Lineer Fresnel Reflektörler

Bu düzenek de parabolik aynalarla benzer çalışma prensibinde işler ancak burada parabolik aynalar yerine çok sayıda da düşük maliyetleri düz aynalar uzun paralel dizgiler halinde sıralanır. Bu modüler reflektörler güneş ışığını, yine içinde çevrim akışkanı olan tüplerin bulunduğu yükseltilmiş alıcılara yansıtır. Parabolik oluklu kollektörlerdeki aynı çalışma prensibi doğrultusunda yüksek ısıyla çevrim akışkanından oluşan buhar güç üretimi sağlar.

Güneş Kuleleri

Güneş kuleleri daha yüksek işlem derecesi ve dolayısıyla daha yüksek verimliliğe sahip merkezi bir alıcı sistem kullanır. Heliostat adı verilen bilgisayarlar tarafından kontrol edilen aynalar güneşi iki aks üzerinden takip eder ve güneş enerjisini yüksek bir kulenin üzerine yerleştirilmiş olan alıcıya yansıtır. Yoğunlaştırılmış enerji, çevrim akışkanının ısınmasına, buhar üretimi sağlamasına ve merkezi jeneratörü çalıştırmasını sağlar.

Dish Stirling

Parabolik bir çanak üzerine dağıtılmış aynalar güneş ışığını belli bir odak noktasına sabitlenmiş alıcıya yönlendirir. Bir buhar türbini aracılığıyla elektrik üreten diğer CSP teknolojilerinin aksine bu sistem, alıcı içinde hidrojen gibi 650°C’ye kadar ısınan bir çevrim akışkanı kullanarak çalışan bir motor vasıtasıyla elektrik üretir. Her çanak güneşi takip etmek için iki aksta hareket eder. Parabolik çanak sistemler Stirling motor-jeneratör sistemiyle elektrik enerjisi üretiminde, su arıtmada ağırlıklı olarak kullanılmaktadır. Modüler bir sistem olması nedeniyle kırsal alanlarda kullanıma uygundur.

CSP mi Fotovoltaik mi ?

· Fotovoltaik sistemlerde hem küçük ölçekli hem de orta ve büyük ölçekli kurulumlar yapılabilirken, CSP sistemleri ancak büyük ölçekli şebeke kurulumları için daha elverişli olmakta.
· Öte yandan fotovoltaik sistemlerin arazi tip esnekliği CSP sistemlerine göre daha fazla. Fotovoltaik sistemler eğimli arazilere göre bir düzenekte de tasarlanabilirken, CSP sistemleri daha büyük ölçekte kurulabildiklerinden düz ve geniş bir arazi ön koşuluna sahipler.
· Bataryalı depolamanın giderek ucuzlamasıyla, her iki sistemin depolama avantaji giderek eşitlenmekle birlikte, CSP sistemleri sunduğu termal depolama avantajına sistemin doğası itibariyle sahip.
· Fotovoltaik sistemlerde panel maliyetlerin kaydadeğer düşüşü de bu sistemleri CSP sistemlerine oranla daha ekonomik kılmakta.

Yine de iki sistem yerine göre farklı ihtiyaçlara seslendikleri için ayrı kulvarlarda değerlendirilmelidir. CSP bu anlamda, daha çok şebeke ihtiyacına yönelik bir baz yük kaynağı olarak düşünülmelidir.