Parabolik oluk kollektörlü yoğunlaştırılmış bir güneş enerjisi santralinin tasarımı ve simülasyonu: Sudan örneği

Yoğunlaştırılımş güneş enerjisi teknolojileri dünya çapında birçok ülkede uygulanarak yenilikçi ve yaygın elektrik üretim yöntemlerinden biri haline gelmiştir. Bu teknolojiler, gelişmekte olan ülkelerdeki enerji sorunlarının çözülmesine ve yenilenemez enerji kaynaklarının neden olduğu çevre sorunlarının azaltılmasına etkin bir şekilde yardımcı olabilmektedir. Bu çalışmanın temel amacı, parabolik oluk kollektörlü bir yoğunlaştırılmış güneş enerjisi santrali tasarlayarak ve analiz ederek bu teknolojilerin Sudan'daki potansiyelini araştırmaktır. Ayrıca, politika yapıcıların bunları benimsemeye ve uygulamaya karar vermelerine yardımcı olacak bu tip santrallerin ekonomik kârını belirlemeyi amaçlamaktadır. Bu çalışmada, önerilen santralin yerini belirlemek için Sudan'daki 17 şehrin verileri analiz edilmiştir. Bu verilerin analizine dayanarak, önerilen santral için kuzey Sudan'daki Wadi-Halfa şehri seçilmiştir. Güneş tarlasında ısıtılacak HTF olarak Therminol-VP1 termal yağı, ısı depolama ortamı olarak Hitec Solar Salt erimiş tuzu seçilmiştir. Güç üretmek için ara buhar almalı ara ısıtmalı bir Rankine çevrimi ile çalışan 82 MW'lık bir güç bloğu kullanılmıştır. Güç bloğunun simülasyonu Ebsilon Professional yazılımı kullanılarak yapılmıştır. Güneş tarlası ve ısı depolama sisteminin tasarımı SAM yazılımı kullanılarak belirlenmiştir. Son olarak dört farklı tasarım senaryosu incelenmiş ve birbirleriyle karşılaştırılmıştır. Tasarım parametreleri, ekonomik analiz sonuçlarına göre optimize edilmiştir. Bu çalışmanın sonuçları, güneş çarpanı 4 olan ve 14 saatlik ısı depolama sistemine sahip olan senaryonun, önerilen santral için ekonomik olarak en uygun tasarım olduğunu göstermiştir. Bu senaryoda, santralin %75.9 kapasite faktörü ile yıllık yaklaşık 540.42 TWh elektrik üretebildiği tespit edilmiştir. Santralin sermaye maliyeti 766,949,824 $ olarak bulunmuştur. Ekonomik analiz, Seviyelendirilmiş enerji maliyeti 9.52 ¢/kWh olduğu için santralin ekonomik olarak yararlı olduğunu kanıtlamıştır. Özetle, bu çalışma, bu tip santtrallerin Sudan'ın iklim koşullarında hem teknik hem de ekonomik olarak uygulanabilir olduğu sonucuna varmıştır.