Saules termoelektriskā enerģija: raksturlielumi, pielietojumi un sasniegumi

La termoelektriskā saules enerģija Saules siltumenerģija ir daudzsološa tehnoloģija, kas izmanto saules siltumu, lai ražotu elektroenerģiju. Šis process notiek specializētās rūpnīcās, ko sauc saules termoelektrostacijas, kas ir attīstījušies kopš 80. gadu sākuma Šīs tehnoloģijas galvenā priekšrocība ir tā, ka tā ir tīrs, bagātīgs un, pats galvenais, atjaunojams enerģijas avots.

Interesants fakts ir tāds, ka ik pēc desmit dienām Zeme no Saules saņem tādu pašu enerģijas daudzumu, kāds ir visās zināmajās naftas, gāzes un ogļu rezervēs. Šis milzīgais potenciāls padara saules termoelektrisko enerģiju par ilgtspējīgas enerģijas nākotnes atslēgu. Pašlaik līdzās pastāv dažāda veida saules termoelektrostacijas, katrai no tām ir specifiskas īpašības. Spānija ieņem izdevīgu pozīciju ar vairākām darbojošām ražotnēm un konsolidētu rūpniecības sektoru, aktīvi iesaistoties starptautiskos projektos.

Tālāk mēs detalizēti aprakstīsim saules termoelektriskās enerģijas īpašības, pielietojumu un nozīmi globālajā enerģijas kontekstā.

Kas ir saules termoelektriskā enerģija?

A saules termoelektrostacija Tā darbojas līdzīgi kā parastā termoelektrostacija, taču ogļu vai dabasgāzes vietā izmanto saules enerģiju. Šo augu pamatprincips ir vienkāršs: saules stari tiek koncentrēti ar spoguļu sēriju pret centrālo uztvērēju. Šajā brīdī temperatūra ir līdz pat 1.000 ºC.

Šis siltums tiek pārnests uz šķidrumu (parasti izkausētiem sāļiem vai termiskām eļļām), kas karsējot rada tvaiku. Šis tvaiks pārvieto turbīnas, kas savienotas ar ģeneratoriem, kas ražo elektroenerģiju. Viens no galvenajiem sākotnējiem saules termoelektrostaciju ierobežojumiem bija tas, ka tās varēja darboties tikai saules gaismas stundās. Taču līdz ar tehnoloģiju attīstību daudzās ražotnēs tagad ir siltuma uzglabāšanas sistēmas, kas ļauj ražot elektroenerģiju pat naktī.

Saules termoelektrostaciju veidi

Pašlaik ir trīs galvenie veidi termoelektriskās saules elektrostacijas. Lai gan tie visi paļaujas uz saules enerģijas koncentrāciju, lai ražotu elektroenerģiju, tie atšķiras ar to, kā tie koncentrē saules gaismu. Apskatīsim katru sīkāk:

Saules termiskā torņa iekārta

Šāda veida augu izmantošana heliostati, kas ir spoguļi, kas uzstādīti uz mobilām konstrukcijām, kas spēj sekot līdzi saules kustībai. Šie spoguļi koncentrē saules starus uz uztvērēju, kas atrodas centrālā torņa augšpusē. Tajā brīdī koncentrētā saules enerģija spēj sasniegt temperatūru, kas augstāka par 600 ºC. Vidējā termiņā šī tehnoloģija ir izrādījusies ļoti efektīva un uzticama, lai gan viens no tās lielākajiem izaicinājumiem joprojām ir būvniecības izmaksu samazināšana. Spānijā Gemasolar rūpnīca, kas atrodas Seviļā, ir pionieris ilgtermiņa siltuma uzglabāšanas integrēšanā, kas ļauj ražot elektroenerģiju 24 stundas diennaktī.

Paraboliskā šķīvja jeb Stirlinga šķīvja saules termoelektrostacija

Šāda veida augiem, paraboliskie spoguļi Trauku formas tie koncentrē saules starus fokusa punktā, kur atrodas Stirlinga dzinējs, kas ļoti efektīvi ģenerē elektroenerģiju. Augstā temperatūra, kas sasniegta diska fokusa punktā, virza motoru, kas ražo elektrību, griežot turbīnu. Šī tehnoloģija ir labvēlīgi ieviesta tādās vietās kā Mohaves tuksnesis Amerikas Savienotajās Valstīs.

Paraboliskā sile saules termoelektrostacija

the paraboliskās siles spēkstacijas Tie ir visizplatītākie komerciālā līmenī to augstās efektivitātes un zemāku ieviešanas izmaksu dēļ. Garie izliektie spoguļi paraboliska cilindra formā uztver saules gaismu un koncentrē to caurulē, kas atrodas gar tās asi. Šajā caurulē ir pārvades šķidrums, kas tiek uzkarsēts un, izmantojot siltuma apmaiņas sistēmu, ražo tvaiku, lai darbinātu turbīnu. Vairākās valstīs, tostarp Spānijā, jau darbojas šāda veida rūpnīcas.

Saules termoelektriskās enerģijas attīstība

Pirmos saules siltumenerģijas pamatus 1980. gadsimta beigās izstrādāja Augustin Mouchot, taču tikai XNUMX. gados sāka demonstrēt dzīvotspējīgus komerciālus lietojumus. Kopš tā laika tehnoloģiskais progress ir bijis ievērojams, pārvarot vairākus galvenos šķēršļus:

• Augstas sākotnējās izmaksas: Lai gan sākotnēji materiālu un būvniecības izmaksas bija pārmērīgas, jaunu tehnoloģiju attīstība ir ievērojami samazinājusi izmaksas.
• Enerģijas uzglabāšana: Galvenais izaicinājums bija nespēja saražot elektroenerģiju naktī, jo trūkst siltuma uzglabāšanas. Tomēr tādi augi kā Gemasolar ir parādījuši, ka ir iespējams uzglabāt siltumu izkausētajos sāļos un ražot elektrību 24 stundas.
• Laika apstākļi: Reģioni ar augstu saules starojumu ir nepieciešami visu gadu, kas ierobežo tā uzstādīšanu mērenākā klimatā. Tādos projektos kā Desertec ir pētīta iespēja uzstādīt lielas rūpnīcas tuksnešainajos reģionos, piemēram, Sahārā, izmantojot transporta kabeļus, lai nosūtītu elektroenerģiju uz Eiropu.

Termoelektriskā saules enerģija Spānijā

Spānija ir vadošā valsts pasaulē saules termoelektrisko iekārtu uzstādīšanas ziņā. Spānijas ģeogrāfiskie un klimatiskie apstākļi ar lieliem tuksneša apgabaliem un bagātīgām saules stundām padara to par ideālu vidi šīs tehnoloģijas attīstībai. Pirmās izmēģinājuma rūpnīcas tika uzceltas Tabernas tuksnesī, Almerijā, 80. gados, izmantojot SSPS/CRS un CESA 1. 2007. gadā Spānija bija komerciālā pioniere ar PS10 torņu rūpnīcu Sanlúcar la Mayor, Seviljā.

2011. gadā jau darbojās 21 saules termoelektrostacija ar kopējo jaudu 852 MW. Saskaņā ar Protermosolar asociācijas datiem paredzams, ka nākamajos gados šis skaitlis turpinās pieaugt. Kopā šīs iekārtas padarīs Spāniju par lielāko saules termoelektriskās enerģijas ražotāju pasaulē, padarot to par atsauci atjaunojamās enerģijas jomā.

Saules termoelektriskās enerģijas pielietojumi

Saules termoelektriskajai enerģijai ir daudz pielietojumu gan mājsaimniecībā, gan rūpniecībā. Daži no svarīgākajiem aspektiem ietver:

• Sadzīves karstais ūdens un apkure: Vienģimenes mājās saules enerģija var segt līdz pat 70% no sadzīves karstā ūdens patēriņa.
• Baseina apkure: Šī tehnoloģija ļauj efektīvi un ilgtspējīgi sildīt peldbaseinus visa gada garumā.
• Iekšzemes elektroenerģijas ražošana: Māju īpašnieki var uzstādīt saules paneļus, lai paši ražotu elektroenerģiju un pat pārdotu pārpalikumu vispārējam elektrotīklam.
• rūpnieciskiem lietojumiem: Saules termoelektrisko enerģiju izmanto arī rūpnieciskos procesos, kuros nepieciešams liels siltuma daudzums, piemēram, elektroenerģijas ražošanā, ēdiena gatavošanā un ūdens destilācijā.

Arvien stingrākiem emisiju noteikumiem un augošajām fosilā kurināmā cenām saules siltumenerģija kļūst par pievilcīgu alternatīvu gan ilgtspējības, gan ilgtermiņa ekonomisko ietaupījumu ziņā.

Saules termoelektriskā enerģija turpina attīstīties un attīstīties, un, visticamāk, tai būs būtiska loma globālās enerģijas ražošanas nākotnē, palīdzot samazināt mūsu atkarību no fosilā kurināmā un veicinot ilgtspējīgāku un ekoloģiskāku modeli.