ঘনীভূত সৌর শক্তি উৎপাদনে উচ্চ তাপমাত্রার নিকেল খাদ এবং স্টেইনলেস স্টিলের জাদু

নিকেল-ভিত্তিক সংকর ধাতু এবং নিকেল-ধারণকারী স্টেইনলেস স্টীলগুলি সৌর তাপ শক্তি বা ঘনীভূত সৌর শক্তি (CSP) নামক একটি নতুন ধরণের পুনর্নবীকরণযোগ্য শক্তিতে গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে।

এই উপকরণগুলির ব্যবহার শিল্পকে তাপ স্থানান্তর এবং স্টোরেজ প্রযুক্তিতে চ্যালেঞ্জগুলি কাটিয়ে উঠতে অনুমতি দিয়েছে এবং 40 বছর বা তার বেশি সময়ের ডিজাইন জীবন সহ প্রকল্পগুলির জন্য, উপাদানের অবক্ষয় বা প্রতিস্থাপনের খরচ কমাতে সাহায্য করতে পারে।

ইন্টারন্যাশনাল এনার্জি এজেন্সি (IEO 2017) অনুসারে, 2015 থেকে 2040 সালের মধ্যে, নবায়নযোগ্য শক্তির ব্যবহার (সিএসপি সহ) বার্ষিক 2.3 শতাংশ হারে বৃদ্ধি পাবে। বর্তমানে বিশ্বব্যাপী 40 টিরও বেশি সৌর তাপবিদ্যুৎ কেন্দ্র রয়েছে এবং এই জাতীয় 20 টিরও বেশি প্ল্যান্ট পরিকল্পনা বা নির্মাণের পর্যায়ে রয়েছে। স্পেন, ভারত, দক্ষিণ আফ্রিকা, চীন, চিলি, অস্ট্রেলিয়া, মধ্যপ্রাচ্য এবং উত্তর আফ্রিকা (MENA) এবং দক্ষিণ মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রের মতো উচ্চ সৌর বিকিরণ সহ এলাকায় তারা অবস্থিত।

প্রদর্শনী CSP পাওয়ার প্ল্যান্টগুলি 1980 এর দশকের প্রথম দিকে চালু ছিল। তারপর থেকে, শক্তি সংগ্রহ এবং সংরক্ষণে অনেক অগ্রগতি হয়েছে। সৌর টাওয়ার একটি নতুন উন্নত ঘনীভূত প্রযুক্তি যেখানে গলিত লবণ তাপ স্থানান্তর তরল হিসাবে ব্যবহৃত হয়। নাইট্রেট মিশ্রণের গলে যাওয়া তাপমাত্রা সাধারণত 130 ডিগ্রি (268 ডিগ্রি ফারেনহাইট) বা তার বেশি হয়। এগুলি 288 ডিগ্রি (550 ডিগ্রি ফারেনহাইট) তাপমাত্রায় উত্তাপযুক্ত স্টোরেজ ট্যাঙ্কগুলিতে তরল আকারে থাকে। তারপরে তরল লবণ একটি পাইপের মাধ্যমে একটি সৌর রিসিভারে পাম্প করা হয় এবং ঘনীভূত বিকিরণ দ্বারা 566 ডিগ্রি (1,050 ডিগ্রি ফারেনহাইট) তাপমাত্রায় উত্তপ্ত করা হয়। উচ্চ তাপমাত্রার তরল তারপর একটি উচ্চ তাপমাত্রার স্টোরেজ ট্যাঙ্কে খাওয়ানো হয়। উচ্চ তাপমাত্রার স্টোরেজ ট্যাঙ্কটিও উত্তাপযুক্ত এবং দীর্ঘ সময়ের জন্য তাপ শক্তি সঞ্চয় করতে পারে।

থার্মাল ইলেকট্রিসিটি স্টোরেজ (TES) চাহিদা এবং পরিবেশগত অবস্থার পরিবর্তনের জন্য ক্ষতিপূরণ দিতে ব্যবহৃত হয়। প্রচলিত টারবাইন এবং জেনারেটর চালানোর জন্য বাষ্প উৎপন্ন করার জন্য গলিত লবণকে একটি বাষ্প জেনারেটরে পাম্প করা হয়। অন্যান্য বড় মাপের নবায়নযোগ্য শক্তির উত্সগুলির তুলনায় TES-এর অনন্য সুবিধা রয়েছে এবং কিছু ক্ষেত্রে ব্যাকআপ পাওয়ার জেনারেশন ফুয়েলেরও প্রয়োজন হয় না। 2013 সালের গ্রীষ্মে, স্পেনের গলিত লবণের টাওয়ারগুলির একটি সিস্টেম 36 দিন ধরে 24 ঘন্টা একটানা বিদ্যুৎ উৎপাদন করেছিল - এটি প্রথমবার।

ক্রিসেন্ট টিউনস এমনই একটি পাওয়ার স্টেশন চালু আছে। লাস ভেগাসের উত্তরে মরুভূমিতে নেভাদার টোনোপাহে অবস্থিত, এটির নেট উৎপাদন ক্ষমতা 110 মেগাওয়াট এবং 10 ঘন্টার একটি TES সময় রয়েছে। এর মানে হল যে পাওয়ার স্টেশন সর্বোচ্চ চাহিদার সময় 10 ঘন্টা পর্যন্ত পূর্ণ ক্ষমতায় বিদ্যুৎ উৎপাদন করতে পারে। ১০টিরও বেশি,000 হেলিওস্ট্যাটগুলি সূর্যালোককে প্রতিফলিত করে এবং একটি 200-মিটার (640-ফুট) টাওয়ারের উপরে একটি রিসিভারে শক্তিকে কেন্দ্রীভূত করে। প্রতিটি হেলিওস্ট্যাটে ছোট ছোট আয়না থাকে যার মোট এলাকা 115.7 বর্গ মিটার (1,245 বর্গফুট)। মোট আলো সংগ্রহের এলাকা 1.2 মিলিয়ন বর্গ মিটার (12 মিলিয়ন বর্গফুট) ছাড়িয়ে গেছে। 2015 সালে বাণিজ্যিকভাবে চালু হওয়ার পর থেকে, ক্রিসেন্ট টিউনস 173 গিগাওয়াটের বেশি বিদ্যুৎ উৎপাদন করেছে, যা আনুমানিক 75,{17}} বাড়ির সর্বোচ্চ বিদ্যুতের চাহিদা মেটাতে যথেষ্ট। সৌর টাওয়ার এবং গলিত লবণের সিএসপি দক্ষিণ আফ্রিকা, অস্ট্রেলিয়া এবং নেভাদায় নতুন পরিকল্পিত প্রকল্পগুলির নকশার ভিত্তি তৈরি করে। দক্ষিণ আফ্রিকার 100 মেগাওয়াট রেডস্টোন প্রকল্পটি প্রায় 200,{20}} পরিবারের সর্বোচ্চ বিদ্যুতের চাহিদা পূরণ করবে যার TES সময় 12 ঘন্টা। নেভাদায় একটি বিশাল নতুন প্রকল্পের 10টি সোলার টাওয়ার রয়েছে যার উৎপাদন ক্ষমতা 2 গিগাওয়াট (2,000 মেগাওয়াট)।

এর ব্যবহারমরিচা রোধক স্পাতএবংনিকেল খাদউচ্চ তাপমাত্রা ব্যবস্থাকে সম্ভব করে তুলেছে, যেখানে গলিত লবণ পরিচালনা করা আগে একটি চ্যালেঞ্জ ছিল। ডিজাইনার এবং ইঞ্জিনিয়াররা UNS N06617, N06625 এবং N06230 এর মতো নিকেল-ভিত্তিক অ্যালয় থেকে রিসিভার টিউব তৈরি করতে শুরু করেছিলেন কারণ তাদের দীর্ঘ সময়ের জন্য উচ্চ-তাপমাত্রা শক্তি বজায় রাখার প্রয়োজন ছিল -- একটি সম্পত্তি যা ক্রীপ রেজিস্ট্যান্স নামে পরিচিত। এই খাদগুলি অপারেটিং তাপমাত্রায় স্থিতিশীল থাকে কারণ তাদের উচ্চ নিকেল সামগ্রী এবং অক্সিডেশন প্রতিরোধের কারণে।

টাইপ 347H স্টেইনলেস স্টীল (S34709) উচ্চ তাপমাত্রার স্টোরেজ ট্যাঙ্কের জন্য ব্যবহৃত হয়।

2016 সালের হিসাবে, বিশ্বব্যাপী CSP-এর মোট ইনস্টল করা ক্ষমতা 4,815 মেগাওয়াটে পৌঁছেছে। 2017 সালে, স্পেনে 2,300 মেগাওয়াট স্থাপিত ক্ষমতা চালু ছিল, যা বিশ্বের মোটের প্রায় অর্ধেক। মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রের 1,740 মেগাওয়াট ক্ষমতা রয়েছে এবং বিশ্বের বৃহত্তম দুটি প্রকল্প রয়েছে: অ্যাভেনপা সোলার পাওয়ার স্টেশন (392 মেগাওয়াট) এবং মোজাভে সোলার প্রজেক্ট (354 মেগাওয়াট)।

ক্রিসেন্ট টিউনস, লাস ভেগাস, নেভাদার উত্তরে মরুভূমিতে অবস্থিত, 110 মেগাওয়াট এবং 10 ঘন্টার একটি TES সময় নেট পাওয়ার উৎপাদন ক্ষমতা রয়েছে। এর মানে হল যে পাওয়ার স্টেশন সর্বোচ্চ চাহিদার সময় 10 ঘন্টা পর্যন্ত পূর্ণ ক্ষমতায় বিদ্যুৎ উৎপাদন করতে পারে।

সোলার টাওয়ার কেন্দ্রীভূত প্রযুক্তি

1. সূর্যালোক হেলিওস্ট্যাটগুলির একটি বৃহৎ ক্ষেত্রের মধ্য দিয়ে ঘনীভূত হয় এবং একটি 195-মিটার (640-ফুট) টাওয়ারের শীর্ষে একটি রিসিভারে প্রতিফলিত হয়; 2. ঠান্ডা লবণ ট্যাঙ্ক থেকে তরল লবণ রিসিভারে পাম্প করা হয় এবং 566 ডিগ্রি (1050 ডিগ্রি ফারেনহাইট) গরম করা হয়; 3. রিসিভারে উত্তপ্ত লবণ একটি গরম লবণ ট্যাঙ্কে সংরক্ষণ করা হয়; 4. গরম লবণকে বাষ্প জেনারেটরের মাধ্যমে গরম লবণের ট্যাঙ্কে পাম্প করে বাষ্প তৈরি করা হয়, যা বাষ্প টারবাইনকে বিদ্যুৎ উৎপন্ন করতে চালিত করে; 5. 288 ডিগ্রি (550 ডিগ্রি ফারেনহাইট) ঠান্ডা লবণ ঠান্ডা লবণ ট্যাঙ্কে ফিরে আসে; 6. বাষ্প টারবাইন থেকে ঘনীভূত বাষ্প বারবার পুনর্ব্যবহৃত হয়।