211service.com
Lēta saules enerģija — naktī
Kad šī gada sākumā tika atvērta pasaulē lielākā saules termoelektrostacija Ivanpā, Kalifornijā, tā tika sagaidīta ar skepsi. Spēkstacija nenoliedzami ir iespaidīga. 300 000 spoguļu kolekcija, katrs garāžas durvju izmērā, fokusē saules gaismu uz trim 140 metru torņiem, radot augstu temperatūru. Šis siltums rada tvaiku, kas darbina tāda paša veida turbīnas, ko izmanto fosilā kurināmā spēkstacijās. Šo siltumu var uzglabāt (piemēram, uzsildot izkausētus sāļus) un izmantot, kad saule noriet, daudz lētāk, nekā maksā elektrības uzglabāšana akumulatoros (skatiet Pasaules lielāko saules siltuma enerģiju, kas pirmo reizi nodrošina enerģiju).
Dedzinoša saule : Tūkstošiem spoguļu fokusē saules gaismu uz torni, lai radītu augstu temperatūru spēkstacijā Ivanpahā, Kalifornijā.
Taču daudzi eksperti — pat daži, kas investēja rūpnīcā — saka, ka tā varētu būt pēdējā šāda veida iekārta. Deivids Kreins , NRG Energy izpilddirektors, viens no trim uzņēmumiem, tostarp BrightSource Energy un Google, kas finansēja rūpnīcu, saka, ka ekonomija izskatījās labi, kad rūpnīca tika ierosināta pirms sešiem gadiem. Kopš tā laika parasto fotoelektrisko saules paneļu cena ir strauji kritusies. Tagad mēs rūpējamies par saules fotoelementiem, viņš teica pētnieku un uzņēmēju pūlim konferencē šī gada sākumā.
Saules siltuma tehnoloģijas pievilcība ir vienkārša. Atšķirībā no parastajiem saules paneļiem, tas var ražot enerģiju pat tad, ja saule nespīd. Bet praksē tas ir daudz dārgāks par fosilā kurināmā enerģiju un elektrību no saules paneļiem. Un šī realitāte ir likusi pētniekiem meklēt veidus, kā padarīt tehnoloģiju konkurētspējīgāku.
Viens liels izaicinājums, saka Filips Glekmens, galvenais tehnoloģiju vadītājs Areva Saule , ir tas, ka spoguļu bloki, kā arī motori un pārnesumkārbas, ko izmanto, lai tos vērstu pret sauli, ir dārgi. Viens no iespējamiem labojumiem, viņš saka, nāk no Sanfrancisko starta, Otherlab , kas aizstāj motorus ar pneimatiku un izpildmehānismiem, kurus var lēti izgatavot, izmantojot ražošanas iekārtas, kuras pašlaik izmanto plastmasas ūdens pudeļu izgatavošanai.
Otherlab saules enerģijas darbu vadītājs, Leila Madrone , saka, ka tehnoloģija varētu samazināt izmaksas par spoguļu laukiem saules gaismas koncentrēšanai par 70 procentiem. Bet pat ar šo izmaksu samazinājumu, viņa saka, nepietiks, lai padarītu tehnoloģiju konkurētspējīgu ar saules paneļiem, lai gan spoguļi veido trešo līdz pusi no kopējām saules termoelektrostacijas izmaksām.
Lai samazinātu kopējās izmaksas, būs jāpalielina saules siltuma stacijas ģenerētās enerģijas daudzums, lai tā varētu pārdot vairāk enerģijas par tādu pašu ieguldījumu apjomu. Viena pieeja jaudas palielināšanai ir paaugstināt temperatūru, kurā var darboties saules termoelektrostacijas, kas padarītu tās efektīvākas. Pašlaik tie darbojas 650 °C vai zemākā temperatūrā, taču daži pētnieki izstrādā veidus, kā to paaugstināt līdz 800 °C līdz 1200 °C. Šo pieeju izmanto cits jaunuzņēmums, Halotehnika , kurā tiek izmantoti augstas caurlaidības skrīninga procesi, lai izstrādātu jaunus materiālus, tostarp jauna veida sāli un stiklu, kas var uzglabāt siltumu šajās augstajās temperatūrās (skatiet sadaļu Lēta saules enerģija naktī ).
Vēl viena iespēja, ko finansē jauna programma ASV Enerģētikas progresīvo pētniecības projektu aģentūrā, ir ražot spēkstacijas, kas pievieno saules paneļus saules termoelektrostacijām. Pamatideja ir tāda, ka saules paneļi var efektīvi pārveidot tikai noteiktu gaismas viļņu garumu elektroenerģijā. Piemēram, liela daļa enerģijas infrasarkanajā un ultravioletajā gaismā netiek pārveidota, bet tiek izstarota kā siltums. Jaunajos projektos tiek meklēti veidi, kā izmantot šo siltumu.
Saules sistēmas, kas apvieno siltumu un saules paneļus, nav jaunas. Jau daudzus gadus uzņēmumi ir piedāvājuši saules sistēmas, kas vada ūdens caurules aiz saules paneļiem — paneļu siltuma pārpalikums padara ūdeni pietiekami karstu dušām.
Tomēr jaunā pieeja ir meklēt veidus, kā sasniegt daudz augstāku temperatūru - pietiekami augstu, lai to izmantotu elektroenerģijas ražošanai. Šādas metodes parasti ietver saules gaismas koncentrēšanu, lai radītu augstu temperatūru, un pēc tam daļu šīs koncentrētās saules gaismas novirzot uz saules paneļiem.
Vienā gadījumā nanodaļiņas, kas suspendētas šķidrumā, absorbē saules gaismas viļņu garumus, ko saules paneļi nepārveido efektīvi. Šīs nanodaļiņas uzsilda šķidrumu. Gaisma, ko var izmantot saules paneļi, caur šķidrumu nonāk saules panelī. Citi pētnieki izmanto spoguļus, kas ļauj tiem iziet tikai noteiktu viļņu garumu.
Hovards Brencs , programmas vadītājs, kas atbild par šiem projektiem ARPA-E, saka, ka ir cerība, ka šo hibrīdsistēmu pievienotās izmaksas kompensēs divas lietas. Pirmkārt, sistēmas būs efektīvākas, potenciāli pārvēršot vairāk nekā pusi no saules gaismas enerģijas elektrībā, salīdzinot ar 15 līdz 40 procentiem ar esošajiem parastajiem saules paneļiem.
Otrkārt, iespēja uzglabāt siltumu izmantošanai, kad tas ir nepieciešams, kļūs vērtīgāka, jo tiek uzstādīts vairāk saules enerģijas. Vācijai, kurai ir daudz vairāk saules enerģijas nekā jebkurai citai valstij, dažkārt ir jāmaksā saviem kaimiņiem, lai tie uzņemtu saules enerģiju, kas tiek saražota dažās saulainās dienās. Šī programma ir vērsta uz nākotni, kas varētu būt rīt Vācijā, pēc trīs gadiem Kalifornijā un piecus gadus pēc Arizonas, saka Brancs. Bet galu galā šī nākotne nonāks visur, kur cilvēki vēlas ražot daudz elektroenerģijas ar saules enerģiju.