Koncentrerade solenergisystem genererar el och värme för olika industrier som vattenavsaltning, oljeutvinning med mera. Det amerikanska energidepartementets kontor för solenergiteknologier (SETO) stöder CSP-forskning för att förbättra prestanda, sänka kostnader och öka tillförlitligheten. Under det senaste decenniet har elkostnaderna för CSP sjunkit med över 5 % tack vare bättre system och ökad användning av termisk energilagring, vilket möjliggör kontinuerlig solenergi. SETO strävar efter att ytterligare minska CSP-utgifterna till 0.05 dollar per kilowattimme för baslastanläggningar med minst 12 timmars termisk energilagring.
Koncentrerade solvärmeanläggningar används vanligtvis i storskaliga projekt , så kallade CSP-anläggningar i stor skala, och erbjuder olika konfigurationer. Krafttornssystem placerar speglar i ett cirkulärt arrangemang runt ett centralt torn, som fungerar som mottagare.
Konfiguration av koncentrerat solvärmesystem
Koncentrerade solvärmemetoder (CSP) kan utnyttja solenergi för att producera elektricitet genom att omvandla solljus till turbinkraft . Dessa underliggande tekniker kan också användas för att tillhandahålla värme för olika industriella ändamål som mineralbearbetning, avsaltning av vatten, livsmedelsbearbetning, ökad oljeutvinning och kemisk produktion.
Se även: Vad är en solvärmekollektor?
Arbetar med CSP
Funktionen hos att koncentrera solvärmeenergi innebär att spegelkonfigurationer koncentrerar solens energi till en mottagare och omvandlar den till värme. Denna värme omvandlas till ånga som driver en turbin och genererar elektrisk kraft. CSP:s lagringskapacitet gör den anpassningsbar till förnybar energianvändning och lagrar energi under perioder med begränsat solljus.
CSP-system kan kombineras med andra energikällor och bilda hybridanläggningar. De kan kombineras med värmeeldade kraftverk som använder bränslen som kol, naturgas eller biobränslen.
Det finns fyra CSP-tekniker:
- Paraboliska skålsystem: Parabolskålar koncentrerar solljus på en mottagare med ett spårningssystem, vilket genererar höga temperaturer som är lämpliga för solreaktorer.
- Paraboliska trågsystem: Böjda reflektorer koncentrerar solenergin på ett mottagarrör som innehåller termisk olja och värmer upp det för elproduktion.
- Power Tower System: Speglar eller heliostater, spåra och fokusera solljus på en mottagare ovanpå ett torn, uppvärmning av vätska som ofta är smälta salter, för att generera ånga till en turbin
- Linjära Fresnel-system: Rader av platta speglar på marken reflekterar solljus till ett mottagarrör, liknande tråg och tornsystem, med potential för lagringsintegration.
PV vs CSP
Den primära skillnaden mellan solenergi och CSP ligger i deras metoder för att generera elektrisk kraft.
Koncentrerade solvärmesystem använder olika spegelkonfigurationer för att utnyttja solens energi och driver en värmemotor för att producera elektrisk kraft. Däremot använder solcellspaneler solens ljus direkt och omvandlar det till elektricitet.
Till skillnad från CSP absorberar PV-celler ljus, vilket stimulerar elektroner att generera en ström. Denna likström (DC) fångas sedan upp och omvandlas till en växelström (AC) med hjälp av växelriktare för distribution på elnätet.
CSP-system utmärker sig i energilagring genom termisk energilagringsteknik (TES), vilket möjliggör energianvändning även utan solljus. Å andra sidan kan PV-system inte lagra termisk energi eftersom de är beroende av direkt solljus snarare än värme. Följaktligen är CSP-system mer effektiva för energilagring och övergripande effektivitet.
Läs också: Vad är koncentrerad solenergi?
För- och nackdelar med CSP
Fördelarna med CSP är:
- Det är en förnybar, hållbar energikälla som minskar dess koldioxidavtryck. Till skillnad från fossila bränslen utnyttjar CSP jordens naturresurser, vilket gynnar miljön och adresserar klimatförändringar.
- CSP säkerställer ett mer konsekvent strömförsörjning jämfört med solceller och vindkraft tack vare energilagring i smälta salter, vilket säkerställer tillförlitlighet.
- Enkel integrering i befintliga kraftverk, även de som använder fossila bränslen, resulterar i lägre driftskostnader än kärnkrafts- och kolvätebaserade alternativ.
- CSP, kombinerat med andra energikällor, ökar nätsäkerheten och möter framtida elbehov. Dessutom underlättar det oljeåtervinningen genom att producera ånga för att koncentrera tjockolja för lättare pumpning.
- Det finns potential för CSP att fungera som en bärbar energiform, som sett i studier undersöker dess användning för att generera kostnadseffektivt väte för transport.
Samtidigt som koncentrering av solvärmekraft erbjuder olika fördelar står det inför utmaningar.
- Platsberoende, som kräver stora landområden som solenergi och vind, begränsar dess genomförbarhet i befolkade regioner.
- Vattenintensiv verksamhet för att driva turbiner och kylreaktorer ökar miljöhänsyn, med havsvatten som utgör potentiella problem med solstrålning.
- CSP-växter kan locka djur på grund av ljus, vilket utgör risker för vissa arter.
- Tekniken är dyrt att driva, med termiska lagringsmaterial som är dyra och utmanande att få smält salt, ett vanligt val, har driftsbegränsningar
- Konkurrens från solceller och kärnkraft hindrar utvecklingen av CSP, vilket innebär en risk för inkurans bland genombrott inom andra energikällor.
Rekommenderas: Vad är ett konventionellt vattenkraftverk?
