Khi nghĩ nhà máy điện, thường nghĩ tới tổ hợp tập trung to lớn với tháp làm mát hệ thống ống khói khổng lồ Về mặt khái niệm, nhà máy điện cài đặt kỹ thuật, biến đổi cung cấp dạng lượng cụ thể thành điện Một nhà máy điện mặt trời sản xuất điện từ tia mặt trời Parabolic trough power plants Giống tên gọi, nhà máy điện dạng hình máng parabol có nhiều gương dạng hình máng tập trung ánh sáng vào điểm trọng tâm Các thu ánh sáng đặt thẳng đứng cạnh theo hàng với chiều dài hàng trăm mét Nhiều hàng lại đặt song song để hình thành nên toàn vùng thu ánh sáng mặt trời Các thu ánh sáng đơn lẻ quay theo chiều dọc trục để theo sát di chuyển mặt trời Các gương tập trung ánh sáng lên gấp khoảng 80 lần điểm trung tâm ống hấp thụ Những ống bao bọc lớp kính để hạn chế mát nhiệt xảy Một lớp vỏ bọc chọn lựa đặc biệt bao ống hấp thụ để ngăn cản nhiệt tỏa qua bề mặt ống Với hệ thống truyền thống, loại dầu giữ nhiệt đặc biệt chảy ống đó, với tác động ánh sáng nhiệt độ lên đến 400 độ C Lượng nhiệt vận chuyển qua trao đổi nhiệt nơi tạo nhiệt để sử dụng cho chu trình nước Hơi nước quay tuabin chạy máy phát, tạo điện Sau qua tầng tuabin ngưng đọng lại thành nước thông qua bơm đưa trở lại vòng lặp Nguyên lý sản xuất điện sử dụng nước gọi chu trình Clausius-Rankin Quá trình sử dụng nhà máy điện nước cổ điển nhà máy nhiệt điện Nguyên lý hoạt động Trong lúc thời tiết xấu hay vào ban đêm buồng đốt sử dụng song song để vận hành chu trình nước Điều ngược lại với hệ thống quang điện, đảm bảo công suất đầu suốt ngày, đồng thời tăng hấp dẫn đảm bảo việc lập kế hoạch cung cấp điện cho cộng đồng Về mặt phát thải cacbon, sinh học lượng (cái tạo hydro) sử dụng giống nguồn nguyên liệu bổ trợ buồng đốt nhiên liệu hóa thạch giới hạn hoàn toàn Một giải pháp khác đưa sử dụng bồn nhiệt Hệ thống mặt trời hâm nóng bồn nhiệt vào ban ngày lượng nhiệt từ mặt trời dồi Vào ban đêm hay thời tiết xấu bồn chứa nhiệt giúp vận hành chu trình nước Các bồn nhiệt phải thiết kế chịu nhiệt độ lên tới 300 độ C Các muối nóng chảy sử dụng làm môi chất giữ nhiệt bồn Nhà máy điện đảm bảo cung cấp điện ngày với hỗ trợ bồn nhiệt Sự phát triển loại nhà máy năm 1906 Tại Mỹ nhiều vùng Cairo (Ai cập thời kỳ cai trị người Anh) nghiên cứu ứng dụng thực bước đầu thành công Nói chúng, cấu tạo nguyên lý hoạt động chúng không đổi ngày hôm Mặc dù vậy, vấn đề có liên quan đến vật liệu vấn đề kỹ thuật khác kết thúc nỗ lực loại máy phát với công suất lớn vào năm 1914, trước chiến tranh giới thứ Ngày Mỹ số nước châu Âu đưa nhiều sách hỗ trợ để phát triển loại hình nhà máy Một số nhà máy lớn xây dựng Nevada (Mỹ), Guadix (Tây Ban Nha) Sự phát triển công nghệ giúp tăng hiệu suất giảm giá thành Một lựa chọn hóa trực tiếp nước ánh sáng mặt trời Với loại này, nước bay áp suất cao, nhiệt độ khoảng 500 độ C trước dẫn vào tuabin Solar tower power plant Với nhà máy điện tháp mặt trời, hàng trăm hay chí hàng nghìn gương lắp đặt xung quanh tháp Được gọi kính định nhật, gương điều khiển riêng biệt máy tính để dõi theo di chuyển mặt trời đồng thời hướng đến đỉnh tháp Chúng phải hướng với độ xác vài phần trăm độ để phản chiếu ánh sáng đến điểm trung tâm (tâm điểm) Một bình chứa đặt với thiết bị thu, mà tác dụng ánh sáng tập trung nung nóng lên đến nhiệt độ 1000 độ C Không khí hay muối nóng chảy vận chuyển nhiệt Tuabin khí hay điều khiển máy phát để biến đổi nhiệt thành lượng điện Có hai loại nhà máy điện tháp, loại bình chứa thể tích không áp suất loại bình chứa có áp suất Với loại bình chứa thể tích không áp suất, không khí từ môi trường chuyển đến bình chứa (nơi nhận tia sáng phản xạ từ gương) quạt gió Bình chứa nung nóng tia xạ mặt trời chuyển nhiệt độ qua cho không khí xung quanh (ở bình chứa) Không khí trước vào bình chứa có nhiệt độ thấp Nhiệt độ cao đạt bình chứa Loại nhà máy giảm mát nhiệt phát xạ Không khí tăng nhiệt độ lên từ 650 độ C đến 850 độ C, trước đưa vào lò để làm bay nước, điều khiển chu trình tuabin Trong trường hợp đòi hỏi, kết hợp với loại nhà máy điện khác Loại bình chứa không áp suất Loại thứ hai nhà máy điện tháp mặt trời với bình chứa có áp suất Loại cho thấy nhiều tương lai hứa hẹn ánh sáng tập trung để đốt nóng không khí bình chứa có áp suất khoảng 15 bar nhiệt độ lên tới 1100 độ C Không khí nóng sử dụng để chạy tuabin Không khí nóng sau sử dụng lần tuabin lại tái sử dụng để tạo nóng cho chu trình khác Với loại nhà máy này, hiệu suất tăng từ 35% đến 50% Nhà máy điện với bình chứa áp suất Trái với nhà máy điện hình máng parabol, nhiều kinh nghiệm loại nhà máy thị trường Mặc dù vậy, nghiên cứu ứng dụng để tối ưu hóa thành phần cấu tạo hay kiểm tra chúng tiến hành Almeria (Tây Ban Nha), Daggett (Mỹ), Rehovot (Israel) Nhà máy điện tháp xây dựng có công suất 11 MW Seville, Tây Ban Nha năm 2006 Mặc dù vậy, thay đốt nóng không khí bình chứa nhà máy lại làm bay nước Do nhiệt độ thấp, hiệu suất tương đối thấp Năm 2006 người ta khởi động việc xây dựng nhà máy có công suất 20 MW gần Seville nhà máy khác giai đoạn thiết kế Nhà máy điện Almeria, Tây Ban Nha Trước thành công thị trường, kỹ thuật sử dụng nhà máy với bình chứa không khí (không có áp suất) phát triển lần đầu Đức chứng minh phù hợp với ứng dụng thực tiễn Hiện kiểm tra nhà máy xây dựng Julich, Đức, nhiên có công suất khoảng 1,5 MW Mục tiêu phủ Đức với loại nhà máy xuất công nghệ cho nước vùng có nhiều nắng nóng giới Dish-Stirling power plants (Nhà máy điện sử dụng động Stirling) Trong nhà máy điện hình máng tháp kinh tế sử dụng với ứng dụng cỡ vài MW, nhà máy điện mặt trời với tên gọi hệ thống đĩa-động Stirling sử dụng cho nhu cầu nhỏ – ví dụ, để cung cấp điện cho khu dân cư hay làng vùng xa xôi hẻo lánh Với hệ thống gương cầu lõm với kích cỡ lớn tập trung ánh sáng vào điểm tập trung, gọi tâm điểm Để ánh sáng tập trung đủ mạnh, gương điều khiển dựa nhiều trục quay để dõi theo cách xác di chuyển mặt trời Một nhận cài đặt tâm điểm Bộ nhận truyền nhiệt vào tâm hệ thống: động Stirling Động chuyển hóa nhiệt thành động chạy máy phát, tạo điện Một động Stirling điều khiển không nhiệt mặt trời mà nhiệt sinh trình đốt nóng Khi kết hợp với buồng đốt sinh học, nhà máy sản xuất điện vào buổi tối hay điều kiện thời tiết xấu Và sử dụng khí sinh học tạo phân tử cacbon Nhà máy loại xây dựng Ả rập Sau đi, Mỹ hay Tây Ban Nha (hình vẽ) So với nhà máy điện máng tháp, giá cho số điện loại tương đối cao Giá thành giảm tương đối lắp đặt với yêu cầu công suất lớn Nhà máy 10 kW Almeria Tây Ban Nha Solar chimney power plants (Nhà máy điện mặt trời có ống khói) Có khác biệt lớn nhà máy điện có ống khói với nhà máy điện nói đến Trong nhà máy điện nhiệt mặt trời hoạt động dựa việc tập trung ánh sáng nhà máy điện có ống khói lại dựa nhiệt độ không khí Những khu thu thập xây dựng diện tích mặt phẳng lớn bao phủ mái kính hay nhựa Một ống khói cao đặt khu vực đó, mái hấp thụ đặt vuông góc với ống khói Không khí di chuyển tự mái khổng lồ Mặt trời làm ấm không khí mái kính Không khí tiếp đến di chuyển lên phía trên, chạy qua phần dốc mái cuối có tốc độ nhanh chảy qua ống khói Dòng không khí di chuyển điều khiển tua bin gió, điều khiển máy phát tạo điện Mặt đất mái kính dự trữ nhiệt nên nhà máy điện tạo ta điện chí mặt trời lặn Nếu ống nước đặt đất, trữ đủ nhiệt để giúp nhà máy cung cấp đủ điện tất Đầu thập niên 80, nhà máy điện nhỏ loại với công suất định mức khoảng 50 kW xây dựng gần Manzanares Tây Ban Nha Mái thu nhận nhà máy có đường kính trung bình 122 mét chiều cao trung bình 1,85 mét Ống khói cao 195 m đường kính mét Nhà máy điện bị phá hủy vào năm 1988 sau trận bão quật đổ ống khói Mặc dù vậy, tất kiểm tra lên kế hoạch hoàn tất nhà máy điện nghiên cứu trông đợi Đó thành công loại nhà máy Bởi hiệu suất nhà máy điện ống khói so sánh với kỹ thuật khác thấp, nhà máy đòi hỏi diện tích đất đai lớn Hơn nữa, hiệu suất tăng lên tỷ lệ thuận với chiều cao tháp Do vậy, để kinh tế, nhà máy điện phải có kích cỡ nhỏ Ví dụ, dự án nhà máy thảo luận Úc Một nhà máy điện với công suất khoảng 200 MW với chiều cao tháp 1000 m, đường kính 180 m đường kính khu vực thu ánh sáng 6000 m Sẽ khó khăn để đoán liệu việc xây dựng nhà máy điện với cống suất lớn có lợi kinh tế hay không Nhưng dựa vào tầm nhìn dài hạn, nhà máy điện ống khói vùng sa mạc giới có tiềm để tạo cạnh tranh kinh tế với nhà máy điện truyền thống khác Concentring Photovoltaic power plants (Nhà máy điện mặt trời sử dụng pin quang điện) Pin quang điện hoạt động cách tập trung ánh sáng mặt trời Điểm tập trung tiết kiệm vật liệu làm pin mặt trời cách đáng giá Nếu mặt trời tập trung khoảng 500 lần, kích cỡ pin mặt trời giảm 500 lần Giá thành pin mặt trời không vấn đề cần quan tâm Điều có nghĩa vật liệu, thường đắt tập trung lượng mặt trời sử dụng Các pin tập trung thường có hiệu suất cao cấu trúc pin truyền thống Có nhiều cách để tập trung: pin tập trung lắp đặt tâm điểm máng hình parabol hay gương cầu lõm Một vấn đề hiệu suất làm lạnh, đối lượng điện pin mặt trời, lượng nhiệt hao phí lớn tạo Một kỹ thuật khác sử dụng Những thấu kính Fresnel tập trung ánh sáng vào pin tập trung, có cỡ vài mili mét Một tấm đồng phía sau pin tích tụ phía sau Một cấu trúc tập trung bao gồm nhiều pin song song Nhiều cấu trúc tiếp đến lắp đặt thiết bị theo dõi để hướng cấu trúc cách tối ưu phía mặt trời ... có ống khói) Có khác biệt lớn nhà máy điện có ống khói với nhà máy điện nói đến Trong nhà máy điện nhiệt mặt trời hoạt động dựa việc tập trung ánh sáng nhà máy điện có ống khói lại dựa nhiệt... khiển máy phát tạo điện Mặt đất mái kính dự trữ nhiệt nên nhà máy điện tạo ta điện chí mặt trời lặn Nếu ống nước đặt đất, trữ đủ nhiệt để giúp nhà máy cung cấp đủ điện tất Đầu thập niên 80, nhà máy. .. plants (Nhà máy điện mặt trời sử dụng pin quang điện) Pin quang điện hoạt động cách tập trung ánh sáng mặt trời Điểm tập trung tiết kiệm vật liệu làm pin mặt trời cách đáng giá Nếu mặt trời tập