すべての集光型太陽熱発電 (CSP) 技術は、鏡の構成を使用して、太陽の光エネルギーを受光器に集中させてそれを熱に変換しています。
集光型太陽熱発電所は、熱エネルギー貯蔵システムを統合して、曇りの期間、日没後または日の出前の数時間に発電するために使用することが可能です。
CSP システムは、複合サイクル発電所と組み合わせて、価値の高い、発送可能な電力を提供するハイブリッド発電所とすることも可能です。
CSP プラントは、日射量が少ない期間に太陽出力を補完するために化石燃料を使用することも可能です。
CSP 技術には 4 つのタイプがあり、最も早く使用されたのがトラフで、2017 年現在最も急速に成長しているのがタワーです。 それぞれ、熱エネルギー貯蔵を含むかどうか、どのような方法で太陽光を熱的に貯蔵するかによって、さまざまな設計バリエーションや異なる構成がある。
パラボラ トラフ システム:
パラボラ トラフ CSP システムでは、太陽エネルギーが放物線状に曲がったトラフ型の反射鏡によって、鏡の曲面から約 1 メートル上を通る熱吸収管の受け皿に集中させられます。 このパイプの中を流れる熱媒体（通常はサーモオイル）の温度を293℃から393℃に上昇させ、その熱エネルギーを熱発電ブロックで利用し、通常の蒸気発電機で電気を発生させる。
トラフ型太陽集熱フィールドは、複数のパラボラトラフ型ミラーを並列に並べて構成され、これらの単軸トラフ型ミラーが日中に東から西へ太陽を追尾し、受光パイプに太陽が継続的に集光するようにするものである。 2018年現在、商業運転中のCSPの9割がトラフ型です。
電力塔システム：
電力塔または中央受光システムは、ヘリオスタットという太陽追跡ミラーを利用して、タワーの頂上の受光器に太陽光を集光させます。
初期のパワータワーは、熱媒体として蒸気を使用していましたが、これは貯蔵に適していません。 南アフリカのKhi Solar OneとカリフォルニアのIvanpahは、水を直接加熱して蒸気にすることで商業的に運営しています。 しかし、Gemasolar (2011)、Crescent Dunes (2013)、および Noor III (2018) は、その優れた熱伝達とエネルギー貯蔵能力から、溶融塩を使用しています。
より高温を達成する可能性と結果としての効率向上がコスト削減につながることから、多くの研究がさまざまな他の熱伝達またはエネルギー貯蔵材料について調査しています。 これらの可能性のあるエネルギー貯蔵材料は、空気から砂粒子、化学物質の代替混合物まで多岐にわたります。 タワー展開データベース
Linear Fresnel Systems:
パラボラトフ CSP システムの長いアレイに似た、リニア集光器フィールドは並列列の多数のコレクターから構成されています。 これらは通常、年間および夏のエネルギー収集を最大化するために、南北方向に整列されています。 鏡は地面に平らに置かれ、太陽光を上のパイプに反射させる。 トラフやタワーと同様に、フレネルも電力ブロックに蓄電を組み込んだり、直接利用するための蒸気を発生させたりすることができる。
パラボラアンテナ:
パラボラシステムは、パラボラ状の点集光板からなり、焦点に取り付けられた受信機に太陽光を反射させるもので、ディッシュの形状をしたものです。 これらの集光器は、太陽を追尾する2軸のトラッキングシステムを備えた構造物に取り付けられています。 集められた熱は、通常、ディッシュ構造とともに移動するレシーバーに取り付けられたヒートエンジンによって直接利用される。 ディッシュは非常に高い温度を達成できるため、高温を必要とする太陽燃料の製造に使用する太陽炉への応用が期待されている。 現在、電力変換にはスターリングエンジンやブレイトンサイクルエンジンが採用されているが、発電用として商業的に展開されることは少ない。
