Концентрационная солнечная тепловая система вырабатывает электроэнергию и тепло для различных отраслей промышленности, таких как опреснение воды, добыча нефти и т. д. Управление солнечных технологий Министерства энергетики США (SETO) поддерживает исследования CSP для повышения производительности, сокращения расходов и повышения надежности. За последнее десятилетие расходы на электроэнергию CSP снизились более чем на 5% благодаря более совершенным системам и более широкому использованию накопления тепловой энергии, что обеспечивает непрерывную солнечную энергию. SETO стремится дополнительно снизить расходы CSP до 0.05 долл. США за киловатт-час для объектов базовой нагрузки с минимум 12 часами накопления тепловой энергии.
Концентрирующие солнечные тепловые электростанции обычно используется в крупномасштабных проектах, известные как установки CSP коммунального масштаба, и предлагают различные конфигурации. Системы башенных электростанций размещают зеркала в круговой конфигурации вокруг центральной башни, которая выполняет функцию приемника.
Конфигурация системы концентрированной солнечной тепловой энергии
Методы концентрации солнечной тепловой энергии (CSP) позволяют использовать солнечную энергию для производства электроэнергии путем преобразование солнечного света в энергию турбины. Эти базовые технологии также могут быть использованы для обеспечения теплом различных промышленных целей, таких как переработка полезных ископаемых, опреснение воды, переработка пищевых продуктов, повышение нефтеотдачи и химическое производство.
Также см: Что такое солнечный тепловой коллектор?
Работа CSP
Функциональность концентрированной солнечной тепловой энергии включает в себя зеркальные конфигурации для концентрации солнечной энергии на приемнике, преобразуя ее в тепло. Это тепло преобразуется в пар для приведения в движение турбины и выработки электроэнергии. Способность CSP к накоплению делает ее пригодной для использования возобновляемой энергии, сохраняя энергию в периоды с ограниченным солнечным светом.
Системы CSP могут быть объединены с другими источниками энергии, образуя гибридные установки. Они могут быть объединены с тепловыми электростанциями, использующими такие виды топлива, как уголь, природный газ или биотопливо.
Существует четыре технологии CSP:
- Системы параболических антенн: Параболические антенны концентрируют солнечный свет на приемнике с системой слежения, создавая высокие температуры, подходящие для солнечных реакторов.
- Параболические желобные системы: Изогнутые отражатели концентрируют солнечную энергию на приемной трубе, содержащей термическое масло, нагревая его для выработки электроэнергии.
- Системы силовых башен: Зеркала или гелиостаты отслеживают и фокусируют солнечный свет на приемнике на вершине башни, нагревая жидкость, которая часто представляет собой расплавленные соли, для выработки пара для турбины.
- Линейные системы Френеля: Ряды плоских зеркал на земле отражают солнечный свет в приемную трубу, похожую на желобчатые и башенные системы, с возможностью интеграции в хранилище.
PV против CSP
Основное различие между солнечными фотоэлектрическими системами и системами КСЭ заключается в методах генерации электроэнергии.
Концентрирующая солнечная тепловая система использует различные конфигурации зеркал для использования энергии солнца, приводя в действие тепловой двигатель для производства электроэнергии. В отличие от этого, фотоэлектрические солнечные панели использовать солнечный свет напрямую, преобразуя его в электричество.
В отличие от CSP, фотоэлементы поглощают свет, стимулируя электроны для генерации тока. Этот постоянный ток (DC) затем улавливается и преобразуется в переменный ток (AC) с помощью инверторов для распределения в электросети.
Системы CSP превосходны в хранении энергии благодаря Технологии хранения тепловой энергии (TES), что позволяет использовать электроэнергию при отсутствии солнечного света. С другой стороны, фотоэлектрические системы не могут хранить тепловую энергию, поскольку они полагаются на прямой солнечный свет, а не на тепло. Следовательно, Системы CSP более эффективны для хранения энергии и общая эффективность.
Читайте также: Что такое концентрированная фотоэлектрика?
Плюсы и минусы CSP
Преимущества CSP:
- Это возобновляемый, устойчивый источник энергии, который сокращает свой углеродный след. В отличие от ископаемого топлива, КСЭ использует природные ресурсы Земли, принося пользу окружающей среде и решая проблемы изменение климата.
- CSP обеспечивает более постоянный источник питания по сравнению с солнечными фотоэлектрическими установками и ветровыми установками благодаря хранению энергии в расплавленных солях, что обеспечивает надежность.
- Простая интеграция в существующие электростанции, даже те, которые используют ископаемое топливо, приводит к более низкие эксплуатационные расходы чем альтернативы на основе атомной энергии и углеводородов.
- CSP в сочетании с другими источниками энергии, повышает безопасность сети и удовлетворяет будущие потребности в электроэнергии. Кроме того, он способствует добыче нефти, производя пар для концентрации тяжелой нефти для более легкой перекачки.
- У CSP есть потенциал выступать в качестве портативная форма энергии, как показано в исследованиях изучение его использования для получения экономически эффективного водорода для транспорта.
Концентрация солнечной тепловой энергии дает ряд преимуществ, но в то же время сталкивается с трудностями.
- Зависимость от местоположения, требующая больших земельных площадей, как для солнечных батарей и ветроэнергетики, ограничивает ее осуществимость в густонаселенных регионах.
- Водоемкие операции по приводу турбин и охлаждению реакторов повышают экологические проблемы, поскольку морская вода может создавать проблемы с солнечным излучением.
- Растения CSP могут привлекать животных из-за света, что представляет опасность для некоторых видов.
- Технология дорого обходится эксплуатация, поскольку теплоаккумулирующие материалы дороги и их сложно получить. Расплавленная соль, являющаяся обычным выбором, имеет эксплуатационные ограничения
- Конкуренция со стороны солнечной энергетики и ядерной энергетики сдерживает развитие КСЭ, создавая риск устаревания на фоне прорывов в области других источников энергии.
Рекомендуется: Что такое традиционная гидроэлектростанция?
