Parabolinen kaukalo — miten aurinkolämpövoimala tuottaa sähköä
Tutustu parabolisen kaukalon toimintaan: miten aurinkolämpövoimala kerää lämpöä peileillä, muuntaa veden höyryksi ja pyörittää turbiinia sähkön tuotantoa varten.
Parabolinen kaukalo on aurinkoenergiaa hyödyntävä lämpövoimalatyyppi, joka käyttää pitkittäisiä, kaarevia peilejä valon fokusoimiseen ja lämmön tuottamiseen. Toisin kuin aurinkopaneelit, jotka muuttavat auringon säteilyn suoraan sähköksi, parabolinen kaukalo kerää säteilyä ja muuntaa sen lämmöksi, jota käytetään höyryn tuottamiseen ja sähköntuotantoon.
Miten se toimii
Paraboliset peilit ("kaukalot") seuraavat aurinkoa yhden akselin seurannalla ja heijastavat auringonvalon keskipisteeseen pitkin pitkää vastaanotinputkea, jota kutsutaan absorboivaksi vastaanottimeksi. Vastaanottimessa kulkee yleensä lämmönsiirtoaine (esim. lämpööljy, kuumavesi tai sulasuola), joka lämpenee voimakkaasti. Lämmönsiirtoaineen lämpöä voidaan siirtää lämmönvaihtimen kautta vesisysteemiin, jolloin vesi muuttuu höyryksi, joka pyörittää turbiinia.
Keskeiset osat
- Paraboliset peilit: heijastavat ja fokussoivat auringon säteilyn vastaanotinputkeen.
- Vastaanotinputki: putki, jossa lämmönsiirtoaine kulkee; putki on usein lasikuorinen ja sisältää selektiivisen absorptio‑pinnoitteen.
- Lämmönsiirtoaine: käytetään lämmön kuljettamiseen vastaanottimelta lämpövarastoon tai höyryntuotantoon (esim. lämpööljy tai sulasuola).
- Seuranta‑järjestelmä: mekanismi, joka pitää peilit oikeassa kulmassa suhteessa aurinkoon päivän aikana.
- Höyrykattila / lämmönvaihdin: muuntaa kerätyn lämmön höyryksi.
- Turbiini ja generaattori: Turbiini pyörittää generaattoria, joka tuottaa sähköä.
- Muuntaja: tuotettu sähkö johdetaan usein korkeampaan jännitteeseen muuntajan avulla siirtoa varten.
Energiavirta ja sähköntuotanto
Prosessi etenee tyypillisesti näin:
- Peilit keräävät auringon säteilyn ja kuumentavat vastaanottimen lämmönsiirtoaineen.
- Lämmönsiirtoaine luovuttaa energian höyryntuotantoon tai suoraan lämmönvaihtimen kautta, jolloin vesi muuttuu höyryksi.
- Höyry pyörittää turbiinia, joka on kytketty generaattoriin. Generaattori muuntaa liike-energian sähköksi (sähköä).
- Tuotettu sähkö viedään tyypillisesti jännitetasolta muuntajan kautta suurempaan jännitteeseen (muuntaja), jotta se voidaan siirtää sähköverkkoon.
Lisätietoa komponenteista ja vaihtoehdoista
Joissain kuvauksissa mainitaan myös höyrymännät (höyrymännän kaltaiset järjestelmät), mutta käytännössä suurin osa nykyaikaisista parabolisen kaukalon voimaloista käyttää höyryturbiineja eikä suoria mäntämoottoreita. Lämmönvarastointotekniikat, kuten sulasuolavarastot, mahdollistavat sähkön tuotannon myös pilvisinä hetkinä tai iltaisin, mikä lisää järjestelmän käytettävyyttä.
Hyödyt ja haitat
- Hyödyt: tehokas auringon säteilyn hyödyntäjä, sopii suuriin keskitettyihin asennuksiin; mahdollistaa lämmön varastoinnin ja siten jatkuvan tuotannon myös ilman suoravaloa.
- Haitat: vie paljon tilaa, vaatii aurinkoista ja vaakasuoraa maastoa, suurin alkuinvestointi ja säännöllinen huolto (peilit, seuranta ja vastaanottimet).
Käyttökohteet ja ympäristövaikutukset
Parabolisen kaukalon voimalat soveltuvat erinomaisesti suurten sähkönkulutuskeskusten ja teollisuuden tarpeisiin alueilla, joissa on runsaasti auringonvaloa (esim. aavikkoalueet). Ne tuottavat vähähiilistä energiaa, mutta rakentamisessa ja asennuksessa on huomioitava maan käyttö, vesitarpeet (höyryn tuotanto ja puhdistus) ja paikallinen ekologia.
Yhteenveto
Parabolinen kaukalo on keskitetty aurinkoenergiateknologia, jossa auringon säteet fokussoidaan vastaanotinputkeen, lämmön avulla tuotetaan höyryä ja pyöritetään turbiinia sähköntuotantoon. Järjestelmä on teknisesti monimutkainen mutta tarjoaa mahdollisuuden varastoitavaan ja luotettavaan uusiutuvaan energiantuotantoon suuressa mittakaavassa.
Aiheeseen liittyvät sivut
Etsiä