Технологии концентрированной солнечной энергии, сделают ее доступной

Солнечная энергия - зеленая, но дорогая

Среди всех возобновляемых источников энергии, солнце является наиболее распространенным. Оно предлагает нам бесконечное количество энергии и является идеальным решением для обеспечения потребности в энергии планеты в целом. Это экологически чистый источник в отличие от обычных, таких как уголь и природный газ. Однако, несмотря на все свои достоинства, освоение солнечной энергии довольно дорого. Это одна из основных причин, почему многие страны отказываются от инвестиций в солнечную энергетику. Энергия произведенная солнечными системами незначительна, по сравнению с затратами, ведь, известно, что около 9000 долларов тратятся на производство одного киловатта электроэнергии. Высокая стоимость таких энергетических проектов, делают инвестиции в них не жизнеспособными, окупаемость, возвратом средств, этом случае, можно вообще пренебречь, если не сказать большего.

Потребность в доступной солнечной энергии

При нынешних темпах глобального потребления энергии, мы, вероятно, довольно скоро израсходуем обычные ресурсы. Так как население земли постоянно растет, существует большая потребность, в быстром решении проблемы энергетического обеспечения его потребностей. Стоимость нефти, угля и природного газа будут увеличиваться за счет истощения ресурсов и растущего спроса на энергию. Солнце, в этом случае остается главным источником энергии. Единственная проблема состоит в стоимость освоения его. Так как солнечная энергия бесплатна, существует настоятельная необходимость работать в направлении создания доступных солнечных систем для покрытия энергетических потребностей планеты. Кроме того, солнечная энергия является чистой, что будет способствовать снижению уровня загрязнения окружающей среды, а также повышению качества жизни.

Концентрированная солнечная тепловая мощность

а) Преимущества

Неограниченный источник энергии

Солнце еще несколько миллиардов лет, сможет обеспечивать человечество необходимой энергией.
Тепловые энергетические установки более эффективны, чем фотоэлектрические
Обычно, фотоэлектрические панели используются для улавливания светового потока от солнца, который затем преобразуется в электричество. Это электричество затем используется для питания различных устройств, таких как телевизоры, светильники и др. Концентрированные солнечные тепловые энергетические системы, с другой стороны, работают в гораздо большем масштабе, удерживая тепло солнца и используя его для нагрева воды. Пар, который образуется в результате этого, затем используется для питания генераторов для производства электроэнергии.

Экологичность

Солнечные тепловые электростанции достаточно экологичны, поскольку они не производят никаких выбросов. Они также могут быть построены из переработанных материалов, что делает их еще более экологически чистыми.

б) Тенденции

1. Коммерческая солнечная электростанция Andasol в Испании
Коммерческая солнечная электростанция Andasol
Солнечная электростанция Andasol является крупнейшим из такого рода коммерческих объектов в мире. Она имеет три участка, каждый из которых способен генерировать 50 Вт мощности. Коллектор состоит из трубки, содержащей расплавленную соль, собирающий солнечный свет, который концентрируется параболическими рефлекторами, соль, нагревается и поступает в теплообменник, содержащий пресную воду. В результате теплообмена образуется пар, который преобразуется в энергию с помощью обычных паровых турбин.
Инженеры этой андалузской солнечной электростанции разработали параболические рефлекторы таким образом, что расплавленная соль нагревалась большем количестве, чем это необходимо для работы паровых турбин. Избыток горячей соли хранятся в изотермических цистернах, и используется для выработки электроэнергии в ночное время.

2. ТЭС концентрированной солнечной энергии PS-10 в Испании
PS-10
PS-10 в Испании - это первая коммерческая солнечная тепловая установка в Европе. Она производит электроэнергию для питания около 6000 домов. 300 дополнительных отражателей позволят получать дополнительно 11 Вт тепловой энергии, что увеличит производство электроэнергии весьма существенно, до 300 Вт с м2 к 2013 году. Это будет достаточно для обеспечения около 180 тысяч домов.
Расположение завода, который построен недалеко от Севильи, где около 300 солнечных дней в году, делает его экономически жизнеспособным.

3. Проект Солнечного Цикла Брайтона в Австралии
Проект Солнечного Цикла Брайтона
Проект Солнечного Цикла Брайтона является детищем CSIRO в Австралии. После завершения проекта, он будет крупнейшей солнечной тепловой электростанцией в стране. В настоящее время, 450 гелиостатов были установлены для улавливания тепла и выработки пара, который будет подаваться на паровые турбины мощностью 200 кВт. Кстати, легкие рамы гелиостатов разработаны таким образом, чтобы сделать его рентабельным, установка будет способна генерировать максимальную температуру около 1000 градусов С, а мощности будет достаточно для обеспечения энергией около 200 домов. Хотя это может показаться небольшим по сравнению с тем, что могут производить другие солнечные тепловые установки, но, проект солнечного цикла Брайтона находится только в пилотной стадии и CSIRO, без сомнения, установить больше гелиостатов в будущем.

в) Недостатки

Хотя преимуществ у солнечной тепловой энергии много, строительство таких станций может быть довольно дорогим, что делает его непригодным для тех регионов, которые не могут позволить себе инвестировать в такие проекты большие суммы денег. Кроме того, эти системы нуждаются в солнечном свете, поскольку их эффективность значительно снижается в пасмурную погоду и непогоду. Солнечные тепловые проекты также нуждаются в больших участках земли, которые могут оказаться проблемой в районах, где земля может быть выделена только для строительства жилья.

Концентрированные фотоэлектрические системы

а) Преимущества

Они дешевле, чем концентрированные системы солнечной тепловой энергии
Концентрированные PVs дешевле, чем солнечные тепловые энергетические проекты, они имеют стоимость всего $ 3,80 в расчете на ватт без каких-либо источников хранения. Добавьте еще $ 0,50 в расчете на ватт, для аккумуляторной батареи и вы тратите всего чуть более четырех долларов. В расчете на ватт, PVs электростанции расходуют на хранение энергии в течение шести часов всего около $ 6,80. Сравните это с солнечной тепловой станцией, стоимость хранения, на которых, в течение шести часов, в расчете на ватт составляют $ 7,75, при строительстве таких масштабных электростанций разница будет очень существенной.

Все меньше занимаемого места и двойное назначение земли

PVs не занимают много места земли, т. к. они устанавливаются на системы слежения. Возможно, также место под панелями использовать для выращивания сельскохозяйственных культур, это позволит использовать землю для двойного назначения.

Минимальное использование воды

Для солнечных тепловых электростанций требует огромное количество воды, а для PVs станции нужно только небольшое количество этого очень ограниченного природного ресурса.

б) Тенденции

1. Sol Focus в Испании
Sol Focus
Поставщик сосредотачивающих клипов, Sol Focus, подписала сделку на поставку и установку 10 МВт стоит панелей PV в Испании, которая обеспечит чистой энергией около 40 тысяч домов. Sol Focus уже сделал себе имя в сегменте PV путем разработки панелей, которые используют только 1 / 1000 от необходимых материалов, чтобы изготовить концентрированные фотоэлектрические панели.

2. Cool Earth Solar надувной солнечный шар в Калифорнии
Cool Earth Solar
Cool Earth Solar, калифорнийская компания, работает в направлении разработки надувных солнечных воздушных шаров, которые будут отражать солнечный свет на солнечные батареи. Воздушные шары будут закреплены проволокой к металлическим конструкциям, и изготовлены они будут с использованием относительно дешевых материалов, что сможет сократить расходы. Эти воздушные шары, будут способны выдерживать скорость ветра около 160 км в час.

3. Fairman и Zenith Solar: технологии Z20 в Израиле
технологии Z20
Установленные в районах Израиля, концентрированные фотоэлектрические системы разработаны Дэвидом Фаирманом и его компанией, Zenith Solar, способны получить больше энергии, чем другие PVs системы, каждая из которых способна генерировать 2 кВт электроэнергии и 5 кВт тепла. В совокупности они используются питания национальной электрической сети в Израиле. Технологии Z20 Zenith Solar используют концентрирующие отражающие зеркала, изготовленные с покрытием из кремния, которые фокусируют солнечный свет на отражатель блюдец. Концентрированной системы PVs, нагреваются, и их необходимо охлаждать водой, которая затем передается в теплообменник и используется для отопления, или горячего водоснабжения. Это означает, что кроме предоставления экологически чистой электроэнергии для жителей, система также производит горячую воду, которой достаточно для обеспечения 220 человек.

в) Недостатки

Как и у концентрированных солнечных тепловых энергетических систем, у концентрированных фотоэлектрических тоже есть несколько недостатков, которые должны быть решены, если их планируют использовать в широких масштабах. Они более сложны, так как используют компьютер для управления и контроля двигателей, позиционирующих фотоэлектрические экраны относительно солнца. Это также не позволяет использовать их на крышах домов, и требует достаточного места на земле. Предполагается, что тепло, поглощаемое фотоэлектрическими панелями, будет использоваться для подогрева воды, которая затем может расходоваться потребителями.

Цель

ССП и CPVs предлагают нам чистую альтернативу традиционным энергетическим системам, и цель сегодня сделать их доступными настолько, чтобы можно было использовать для электрификации миллионов домов. Однако, быстрый прогресс в области технологий, в частности, в зеленом секторе энергетики, позволит скоро увидеть ССП и CPVs, которые заменят традиционное ископаемое топливо, для получения энергии.