Περιγραφή και ενδεικτική μελε΄τη ηλιοθερμικού σταθμού για παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας.

Abstract

Τα συγκεντρωτικά ηλιακά συστήματα είναι ήδη διαδεδομένα τα τελευταία χρόνια έχοντας ήδη φτάσει στο στάδιο της εμπορευματοποίησης την τελευταία δεκαετία, με υπάρχοντες σταθμούς παραγωγής μεγάλης ισχύος σε πολλές χώρες του κόσμου. Σκοπός της παρούσας πτυχιακής εργασίας είναι η λεπτομερής ανάλυση της λειτουργίας των ηλιοθερμικών συστημάτων πύργου ηλιακής ισχύος ή κεντρικού ηλιακού δέκτη και η αρχική μελέτη βιωσιμότητας ενός τέτοιου συστήματος στην περιοχή του Αθερινόλακκου Λασιθίου Κρήτης. Αρχικά, γίνεται αναφορά σε όλες τις διαθέσιμες τεχνολογίες των συγκεντρωτικών ηλιακών συστημάτων, ενώ στη συνέχεια αναλύονται λεπτομερώς όλα τα μέρη ενός συστήματος πύργου ηλιακής ισχύος. Επίσης, εξετάζεται ο τρόπος λειτουργίας του συστήματος, από την εκμετάλλευση της ηλιακής ακτινοβολίας ως την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας, όπως επίσης γίνεται αναφορά στις απώλειες που προκύπτουν σε όλα τα μέρη του συστήματος. Αναλύονται οι παράγοντες που επηρεάζουν τη λειτουργία του συστήματος, ώστε να γίνει εις βάθος κατανόηση της λειτουργίας του συστήματος. Γίνεται μία ιστορική αναδρομή στην συγκεκριμένη τεχνολογία και παρατίθενται πληροφορίες για υπάρχοντες ηλιοθερμικούς σταθμούς. Στη συνέχεια, αναπτύσσεται η μεθοδολογία για το σχεδιασμό ενός σταθμού παραγωγής πύργου ηλιακής ισχύος. Επίσης, γίνεται και μία ενεργειακή αποτίμηση για να κατανοηθούν τα μεγέθη και η απόδοση της εγκατάστασης. Τέλος, ακολουθεί η προσομοίωση της λειτουργίας του συστήματος πύργου ηλιακής ισχύος στην περιοχή του Αθερινόλακκου με χρήση λογισμικού (System Advisor Model) και πραγματοποιείται η τεχνοοικονομική ανάλυση της επένδυσης καταλήγοντας στο κόστος ενέργειας και στον εσωτερικό βαθμό απόδοσης.

Concentrating solar power systems have reached commercialization during the last decade, and many commercial solar thermal power plants are already producing electric power in several countries around the world. The purpose of this study is the detailed analysis of operation for solar thermal power tower systems or central receiver systems, containing a study for an installation in the area of Atherinolakkos at Lasithi prefecture of Crete. Initially, there are references about the available technology on concentrating solar systems, and also there are references about all the components and parameters of a solar power tower system. It is also examined how the system works, from the captured sunlight to the generation of electric power, and there are references about the losses occurring in all parts of the system. The historic background of this technology is referred and there is also information about existing solar thermal power plants. Afterwards, the design methodology of a solar power tower plant is shown, and there is also the evaluation of energy balance for consideration of the plant size and efficiency. In conclusion, the solar power tower plant operation is simulated using software (System Advisor Model), and also there is the techno – economic analysis of the investment resulting in the cost of energy and the internal rate of return.