集中的太阳能是全球能源需求的答案吗?

集中的太阳能是全球能源需求的答案吗?

日期

2016年3月9日

博客能源和资源乐动体育官方1.0集中的太阳能是全球能源需求的答案吗?

太阳能热市场已经在雷达之下有所下降了三十多年。在1970年代最初的繁荣之后,当太阳能热力技术成为解决能源危机的潜在解决方案时,该行业几乎在1986年崩溃了。从那时起,太阳能热市场一直在逐渐逐渐重新引起人们的关注。似乎在未来五年内,最终可能会看到它应有的爆炸性增长。

什么是太阳能热能?

与更广为人知的太阳能光伏技术不同,太阳能热技术使用太阳创造热的然后可以将其转移到系统并存储。例如,太阳能加热(SH)系统可用于加热锅炉或住宅池。太阳热技术的另一种形式是浓缩太阳能(CSP)。

SH技术只能在中等水平下将阳光转化为热能,而CSP系统可以在较高的温度下产生蒸汽,并可以为电气发电机供电。换句话说,CSP技术可以在实用级别的规模上使用,例如在发电厂中。难怪CSP市场是预测将增长约60%;2019年,2019年的258亿美元的热病率从2014年的24亿美元中,实际上,CSP技术在未来几十年中可能成为全球能源的重要来源。

SH和CSP之间的区别

两种形式的太阳能热技术都吸收了阳光,并将其转化为能量以存储在加热介质中,例如水,防冻剂或空气。然后,该热能用于通过加热介质为过程或系统供电。但是,SH系统不能集中阳光并达到高温,因此不是满足大规模能源需求的有效解决方案。

另一方面,CSP技术可以在非常高的温度下提供大量的热能。这是因为系统吸收阳光,然后将其集中在传热液(HTF)中。然后将浓缩的热能存储或用于为由热发动机提供动力的涡轮机或发电机。将CSP与其他形式的能量区分开来的是,CSP可以有效,廉价地存储。实际上,它花费了少20至100倍储存热量而不是电力。更重要的是,可以在光伏太阳能无法使用的情况下使用,例如晚上或在高峰使用时间期间作为补充能量。

公用事业级CSP Energy的谦虚开端

在工业规模上使用CSP技术不是一个新概念。实际上,第一个太阳能热电厂是内置的1984年,今天仍在使用。SEGS1位于加利福尼亚的莫哈韦沙漠,是第一个CSP抛物线槽,是世界上最大的热电厂的一部分。抛物线槽以其弯曲的阳光收集器的形状命名,可以将太阳集中在30至100倍的浓度上,而不是其正常强度。

然后,通过HTF通过一系列管道发送阳光,在该管道中产生蒸汽并为涡轮机提供动力,从而产生电力。通常,此过程将使用化石燃料加热HTF并为涡轮机供电。CSP技术几乎否定了对化石燃料的需求。大多数热电厂仅将化石燃料能作为备用(如果有的话)。

电力塔是未来的CSP解决方案吗?

但是,抛物线发电厂并不是CSP技术的唯一类型。太阳能塔几乎差不多,实际上比抛物线系统更强大。这些发电厂使用中央塔,周围环绕着成千上万的平镜,称为Heliostats来收集阳光。HelioStats沿着天空移动时跟随太阳,接收器可以将阳光集中在最多1,500次。

由于热能没有通过一系列管道(例如抛物线槽)移动,因此能量损失明显较小。动力塔为其他热能厂提供了绝佳的替代方法。实际上,110兆瓦新月沙丘太阳能厂在2015年开启的内华达州,每年生产超过500,000兆瓦时的电力,为约75,000户家庭提供了动力。

Crescent Dunes是第一个使用熔融盐作为HTF和储存介质的公用事业级发电厂。熔融盐是100%的“绿色”,并且比其他类型的HTF提供了更好的热量存储能力。它高效,可以加热到1000度以上的华氏度,这足以产生涡轮机所需的高能量蒸汽。此外,该工厂的混合冷却系统否定了对“湿”冷却塔的需求,这大大降低了用水量。这在干燥的气候中至关重要,这是传统上建造太阳能发电厂的地方。

一二打:光伏和CSP

多年来,太阳能光伏(PV)能量已用于在住宅和公用事业水平尺度上发电。尽管PV是一种更直接的电力方法,但不能有效地存储它,并且在夜间和阴天都毫无用处。另一方面,太阳能热能可以廉价地存储在这些时期中以进行按需使用。结合在一起,这两种形式的太阳能可能会完全改变我们获取电力的方式,几乎消除了化石燃料的使用。A2014年研究预测,到2050年,全球电力的16%将由SPV Power产生,而CSP将占11%。如果实现了这一预测,这两种技术将使二氧化碳排放量减少超过60亿吨。

在接下来的几年中,随着市场的发展,我们可以期望看到CSP技术的创新。在我们迅速耗尽资源的世界中​​,最近的CSP复兴非常受欢迎。乐动体育官方1.0CSP和SPV最终会赋予我们停止依靠化石燃料的能力吗?太阳能的未来看起来很光明。

其他来源:

http://thinkprogress.org/climate/2015/06/10/3455181/concentrating-solar-power-power-csp-storage/

http://www.solarreserve.com/en/global-projects/csp/crescent-dunes

http://www.eia.gov/energyexplained/?page=solar_thermal_power_plants

http://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2015/ee/c5ee01283j# !! divabstract

杰西·约翰逊

由杰西·约翰逊(Jess Johnson)撰写

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