Supercritical carbon dioxide blend
சூப்பர் கிரிட்டிக்கல் கார்பன் டை ஆக்சைடு கலவை (எஸ். சி. ஓ. 2 கலவை) என்பது ஒன்று அல்லது அதற்கு மேற்பட்ட திரவங்களுடன் (டோபன்ட் திரவம்) கார்பன் டை ஆக்சைடின் ஒரே மாதிரியான கலவையாகும், அங்கு அது அதன் முக்கியமான வெப்பநிலை மற்றும் முக்கியமான அழுத்தத்தில் அல்லது அதற்கு மேல் வைக்கப்படுகிறது. கார்பன் டை ஆக்சைடு அதன் முக்கியமான வெப்பநிலை (304.13 K, 31°C, 87°F) மற்றும் முக்கியமான அழுத்தம் (7.3773 MPa, 72.8 ஏடிஎம், 1,070 பிஎஸ்ஐ, 73.8 பார்) ஆகியவற்றிற்கு மேல் ஒரு சூப்பர் கிரிட்டிக்கல் திரவமாக செயல்படுகிறது, அதன் கொள்கலனை ஒரு வாயுவைப் போல நிரப்ப விரிவடைகிறது, ஆனால் ஒரு திரவத்தைப் போன்ற அடர்த்தியுடன். கார்பன் டை ஆக்சைடை மற்ற திரவங்களுடன் இணைப்பதன் மூலம், கலவையின் முக்கியமான வெப்பநிலை மற்றும் முக்கியமான அழுத்தத்தை மாற்றியமைக்க முடியும். S-CO2 கலவை பொதுவாக கலவை சூப்பர் கிரிட்டிக்கல் வெப்பநிலையை அதிகரிக்க வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளது, இது சக்தி சுழற்சிகளில் S-CO2 ஐப் பயன்படுத்துகிறது, மேலும் ஆற்றல் மாற்ற செயல்திறனை அதிகரிக்கிறது. பயன்பாடுகள் மின்சார உற்பத்தி புதிய மின்சார உற்பத்தி தொழில்நுட்பங்களின் வளர்ச்சி இருந்தபோதிலும், பெரும்பாலான மின் உற்பத்தி நிலையங்கள் அனல் மின் நிலையங்களாகும், அதாவது அவை மின்சாரத்தை உற்பத்தி செய்ய வெப்ப மூலத்தை (சூரிய வெப்ப, அணுசக்தி, புதைபடிவ எரிபொருள், பயோமாஸ், எரியூட்டல், புவி வெப்ப) பயன்படுத்துகின்றன. சீபெக் விளைவைப் பயன்படுத்துவதன் மூலம் இந்த செயல்முறையை நேரடியாக அடைய முடியும் என்றாலும், சக்தி சுழற்சியைப் பயன்படுத்துவதன் மூலம் சக்தி மாற்று செயல்திறன் பெரிதும் அதிகரிக்கிறது. பாரம்பரியமாக, மின் உற்பத்தி நிலையங்கள் ரேங்கைன் சுழற்சியை அடிப்படையாகக் கொண்டவை மற்றும் மின்சார உற்பத்திக்கு நீராவி விசையாழிகளைப் பயன்படுத்துகின்றன. மின் சுழற்சியின் செயல்திறன் வெப்ப மூலத்திற்கும் வெப்ப மூழ்கிக்கும் இடையிலான வெப்பநிலை வேறுபாட்டால் வரையறுக்கப்படுகிறது. வேறுபாடு எவ்வளவு அதிகமாக இருக்கிறதோ, அவ்வளவு அதிக மின்சாரத்தை உற்பத்தி செய்ய முடியும். நீராவியை சூப்பர் கிரிட்டிக்கல் கார்பன் டை ஆக்சைடு மூலம் மாற்றுவது அதிக வெப்பநிலை வேறுபாட்டை அடைய அனுமதிக்கிறது, எனவே மின் நிலையத்தின் மின் செயல்திறனை அதிகரிக்கிறது. சூப்பர்கிரிட்டிக்கல் நிலை வெப்ப மூலத்தில் வெப்ப பரிமாற்றத்தை எளிதாக்குகிறது. மேலும், சூப்பர் கிரிட்டிக்கல் கார்பன் டை ஆக்சைடு நீராவியை விட இரண்டு மடங்கு அடர்த்தியானது, மேலும் அதிக அடர்த்தி மற்றும் அளவீட்டு வெப்பத்தின் கலவையானது அதை அதிக ஆற்றல் அடர்த்தியான திரவமாக ஆக்குகிறது, அதாவது வெப்ப இயக்கவியல் சுழற்சியின் பெரும்பாலான கூறுகளின் அளவைக் குறைக்க முடியும். எனவே, ஆலையின் சுற்றுச்சூழல் தடம் மற்றும் மூலதனச் செலவு கணிசமாகக் குறைக்கப்படுகிறது. கூடுதலாக, எஸ். சி. ஓ. 2 எரியாதது, நச்சுத்தன்மையற்றது, வெடிக்காதது மற்றும் மலிவானது. ஒருங்கிணைந்த சுழற்சியைப் பயன்படுத்தி செயல்திறனை மேலும் அதிகரிக்க முடியும். மின் சுழற்சிகளில் கார்பன் டை ஆக்சைடு பெருமளவில் பயன்படுத்தப்படுவதை தாமதப்படுத்திய முக்கிய வரம்புகளில் ஒன்று அரிப்பு பொறியியல் ஆகும். திரவப் போக்குவரத்து மற்றும் மின் உற்பத்திக்கான பொருட்கள் அதிக வெப்பநிலை, அரிப்பு மற்றும் ஊடுருவலுக்கு அதிக எதிர்ப்பைக் காட்ட வேண்டும். செறிவூட்டப்பட்ட சூரிய சக்தி செறிவூட்டப்பட்ட சூரிய சக்தி (சி. எஸ். பி) என்பது சூரிய வெப்ப தொழில்நுட்பமாகும், இது கண்ணாடிகள் அல்லது லென்ஸ்களைப் பயன்படுத்தி சூரிய ஒளியை ஒரு ரிசீவருக்குள் குவிக்கிறது. ரிசீவர் மிக அதிக வெப்பநிலையை அடைகிறது, வணிக சூரிய ஆற்றல் கோபுரங்களுக்கு 1000 டிகிரி செல்சியஸ் வரை, அதிக சக்தி மாற்று செயல்திறனை ஆதரிக்கிறது. இருப்பினும், பயன்படுத்தப்படும் வெப்ப இயந்திரத்தால் மின்சார உற்பத்தி மட்டுப்படுத்தப்பட்டுள்ளது. செறிவூட்டப்பட்ட சூரிய மின்சக்தித் துறையில், மிக முக்கியமான கார்பன் டை ஆக்சைடை வெப்ப இயந்திர திரவமாகப் பயன்படுத்துவது குறிப்பிடத்தக்க செலவைக் குறைக்கும். மின் தொகுதியின் அதிக செயல்திறன் சூரிய மண்டலத்தின் அளவைக் குறைக்கிறது, மண்ணின் ஆக்கிரமிப்பைக் குறைக்கிறது, எனவே ஆலையின் இந்த பகுதியின் செலவு குறைகிறது. கிடைக்கக்கூடிய பகுப்பாய்வுகளின்படி, வழக்கமான சூப்பர் கிரிட்டிகல் CO2 CSP இன் மின்சார உற்பத்தி செலவுகள் சாதகமான சூழ்நிலைகளில் 9,5-10 $cent/KWh ஆக இருக்கும் என்று எதிர்பார்க்கப்படுகிறது. கூடுதலாக, செறிவூட்டப்பட்ட சூரிய ஆற்றல் எந்த இடைநிலை ஆற்றல் கேரியரைப் பயன்படுத்தாமல் சூரிய கதிர்வீச்சை நேரடியாக மீட்டெடுக்கும் வாய்ப்பை வழங்குகிறது. இருப்பினும், இது உயர் அழுத்த சூரிய பெறுநர்களின் வடிவமைப்பில் சவால்களை முன்வைக்கிறது, அவை திரவத்தின் முக்கியமான அழுத்தத்திற்கும், ஆற்றல் சேமிப்பு அமைப்புகளுக்கும் மேலே அழுத்தங்களை வைத்திருக்க வேண்டும். திறமையான சூப்பர் கிரிட்டிக்கல் CO2 சக்தி சுழற்சிகளுக்கு அமுக்கி நுழைவு வெப்பநிலை திரவத்தின் முக்கியமான வெப்பநிலைக்கு அருகில் அல்லது அதை விட குறைவாக இருக்க வேண்டும் (தூய கார்பன் டை ஆக்சைடுக்கு 31 டிகிரி செல்சியஸ்). இந்த இலக்கை அடையும் போது, வெப்ப ஆதாரம் 600-650 °C ஐ விட அதிகமாக இருக்கும்போது, sCO2 சுழற்சி அதே எல்லை நிலைமைகளுடன் நீர்/நீராவியில் இயங்கும் எந்த ரேங்கைன் சுழற்சியையும் விட சிறப்பாக செயல்படுகிறது. பொதுவாக செறிவூட்டப்பட்ட சூரிய மின் உற்பத்தி நிலையங்கள் அமைந்துள்ள வறண்ட இடங்களில் வானிலை நிலைமைகள் இருப்பதால், சுற்றுப்புற வெப்பநிலை 35 டிகிரி செல்சியஸுக்கு மேல் இருப்பதால், குறைந்த ஆற்றல் தேவைகளுடன் திரவத்தை சுருக்க போதுமான கார்பன் டை ஆக்சைடை குளிர்விக்க முடியாது. அதன்படி, வெப்பநிலை 40 டிகிரி செல்சியஸ் அல்லது அதற்கு மேல் அதிகரிக்கும் போது கார்பன் டை ஆக்சைடின் கிட்டத்தட்ட சிறந்த நடத்தைக்கு விரைவான மாற்றம் சுருக்க வேலையை அதிகரிக்கிறது மற்றும் மின் தொகுதியின் வெப்ப செயல்திறனைக் குறைக்கிறது, இது விசையாழி நுழைவு வெப்பநிலையின் பெரிய அதிகரிப்பின் மூலம் மட்டுமே மீண்டும் அதிகரிக்க முடியும். இந்த வெப்ப இயக்கவியல் சிக்கல்களை சமாளிக்க, அதிக முக்கியமான வெப்பநிலையுடன் ஒரு சூப்பர் கிரிட்டிக்கல் CO2 கலவையைப் பயன்படுத்தலாம். பல எஸ். சி. ஓ2 கலவைகளின் முக்கியமான வெப்பநிலை ஆய்வு செய்யப்பட்டுள்ளது. எடுத்துக்காட்டாக, 80 டிகிரி செல்சியஸ் முக்கியமான வெப்பநிலையை அடையும் ஒரு கலவை 50 டிகிரி செல்சியஸ் வரை வெப்ப மடு வெப்பநிலைக்கு அதிக செயல்திறனை வழங்க முடியும். ஐரோப்பிய ஒன்றியத்திடமிருந்து நிதியுதவி பெற்ற ஸ்காராபியஸ் திட்டம், மின் சுழற்சி செயல்திறனை அதிகரிப்பதன் மூலம் இயக்க மற்றும் மூலதன செலவுகளைக் குறைக்க செறிவூட்டப்பட்ட சூரிய மின் நிலையங்களில் சூப்பர் கிரிட்டிக்கல் கார்பன் டை ஆக்சைடு கலவைகளை செயல்படுத்த ஒரு புதிய கருத்தியல் அணுகுமுறையை உருவாக்குகிறது. ஸ்காராபியஸ் திட்டம் ஐரோப்பிய பல்கலைக்கழகங்களின் கூட்டமைப்பால் உருவாக்கப்பட்டது (இத்தாலியைச் சேர்ந்த பாலிடெக்நிகோ டி மிலானோ மற்றும் யுனிவர்சிட்டா டிக்லி ஸ்டடி டி ப்ரெசியா, ஆஸ்திரியாவைச் சேர்ந்த டெக்னிஷ் யுனிவர்சிட்டாட் வீன், ஸ்பெயினைச் சேர்ந்த யுனிவர்சிடாட் டி செவில்லா மற்றும் ஐக்கிய இராச்சியத்தைச் சேர்ந்த லண்டன் பல்கலைக்கழகம்) மற்றும் தனியார் நிறுவனங்கள் (ஜெர்மனியைச் சேர்ந்த கெல்வியன், அமெரிக்காவைச் சேர்ந்த பேக்கர் ஹியூஸ் மற்றும் ஸ்பெயினைச் சேர்ந்த அபெங்கோவா) செறிவூட்டப்பட்ட சூரிய சக்தியில் அனுபவம் பெற்றவர்கள். சூப்பர் கிரிட்டிகல் கார்பன் டை ஆக்சைடு செறிவூட்டப்பட்ட சூரிய ஆற்றல் மின்சார உற்பத்தி வெப்ப இயக்கவியல் சுழற்சி தரவரிசை சுழற்சி நீராவி விசையாழி கார்பன் டை ஆக்சைடு குறிப்புகள் கார்பன் டை ஆக்சைடு