Risinājums saules enerģijas pārtraukumiem

Dedzinot dabasgāzi, tiek izdalīts apmēram uz pusi mazāks oglekļa dioksīda daudzums nekā degot oglēm, taču tā joprojām rada lielu daudzumu siltumnīcefekta gāzu atmosfērā. Jauna ierīce, kas tiek izstrādāta Klusā okeāna ziemeļrietumu nacionālajā laboratorijā (PNNL), varētu samazināt šīs emisijas par 20 procentiem, izmantojot saules siltumu, lai pārveidotu dabasgāzi par alternatīvu degvielu, ko sauc par sintēzi, kas ir degviela ar zemāku oglekļa saturu.

Saules degviela: Paraboliskais trauks koncentrē saules gaismu ierīces prototipā, ko varētu izmantot dabasgāzes uzlabošanai.

Šis process novērš saules paneļu pārtraukumu problēmu, kuru jauda ir atkarīga no laikapstākļiem un diennakts laika. Jaunās ierīces saražoto degvielu var uzglabāt un izmantot ikreiz, kad tas ir nepieciešams, lai radītu vienmērīgu elektroenerģijas piegādi.

Pētnieku mērķis ir izmantot ierīci, lai ražotu elektroenerģiju par sešiem centiem par kilovatstundu elektroenerģijas, kas ir konkurētspējīga ar fosilo kurināmo.

Ierīce izmanto parabolisko trauku, lai koncentrētu saules gaismu, radot siltumu. Šis siltums nodrošina enerģiju, kas nepieciešama, lai metānu pārveidotu sintētiskā gāzē, kas ir oglekļa monoksīda un ūdeņraža maisījums. Ūdens tiek uzkarsēts, lai iegūtu tvaiku, ko pēc tam izmanto procesā, ko sauc par tvaika reformēšanu, ko izmanto naftas rafinēšanā un citos rūpnieciskos procesos. Tvaika reformēšanas laikā tvaiks reaģē ar metānu, kas ir galvenā dabasgāzes sastāvdaļa, veidojot sintēzi.

Sinogāzi var sadedzināt dabasgāzes spēkstacijās, lai ražotu elektroenerģiju. Sintētisko gāzi var arī apstrādāt, lai iegūtu šķidro degvielu, piemēram, dīzeļdegvielu — sintēzi ir vieglāk pārvērst šķidrā degvielā nekā metānu. Tas varētu būt noderīgi, lai samazinātu naftas importu, taču oglekļa emisiju ieguvumi nav skaidri. Pētnieki vēl nav noskaidrojuši, vai tehnoloģija samazinās oglekļa emisijas salīdzinājumā ar naftu, daļēji tāpēc, ka sintētiskās gāzes pārveidošanas procesā šķidrā kurināmā tiek izdalīts oglekļa dioksīds.

Lai gan tas pilnībā nenovērš oglekļa dioksīda emisijas, tas ir tuvāk praktiskumam nekā dažas citas pieejas saules enerģijas izmantošanai kurināmā ražošanai, saka. Džeimss Millers , Sandia National Laboratory programmas Sunshine to Petrol vadītājs, kurš nav iesaistīts darbā PNNL. Tvaika reformēšana ir iedibināts process, kam nav nepieciešami katalizatoru vai materiālu sasniegumi. Viņš saka, ka [PNNL] tehnoloģija ir pievilcīga, jo tā ir kaut kas tāds, ko varētu paveikt tuvākajā laikā, lai virzītos uz priekšu oglekļa emisiju samazināšanā.

Turpretim Millers izstrādā tehnoloģiju, kas pārvērstu oglekļa dioksīdu un ūdeni dīzeļdegvielā, kas prasa daudz vairāk enerģijas un jaunu materiālu, un tās izstrāde prasīs ilgāku laiku (skatiet Oglekļa dioksīda pārvēršanu degvielā un CO2 pārstrādātāja demonstrēšana ).

Alternatīva jaunajai tehnoloģijai ir izmantot tvaiku no koncentrētas saules gaismas, lai tieši ražotu elektroenerģiju, izmantojot tvaika turbīnas. Šādā sistēmā siltumu var uzglabāt, uzkarsējot izkausētus sāļus, kurus var izmantot tvaika ražošanai pēc saules norietēšanas (skatiet Lēta saules enerģija naktī ). Jaunās pieejas iespējamā priekšrocība ir tā, ka sintētisko gāzi var izmantot vai nu elektroenerģijas, vai šķidrā kurināmā ražošanai, atkarībā no tā, kura izrādīsies ekonomiskāka, saka. Roberts Vengs , kurš vada darbu PNNL.

Process ir efektīvāks nekā elektroenerģijas ražošana no saules paneļiem. Pirmais prototips uzglabā 63 procentus no enerģijas saules gaismā, kas uz to saskaras ķīmiskās enerģijas veidā. Degvielas sadedzināšana spēkstacijā iztērēs apmēram pusi no šīs enerģijas kā siltumu, samazinot kopējo efektivitāti līdz aptuveni 30 procentiem, taču tas joprojām ir divreiz lielāks par parasto saules paneļu efektivitāti. Saules enerģijas uzglabāšana ķīmisko saišu veidā sintētiskajā gāzē varētu izrādīties lētāka nekā šīs enerģijas uzglabāšana akumulatoros, vismaz tuvākajā nākotnē.

Tomēr sistēma tās pašreizējā formā, visticamāk, joprojām būs pārāk dārga, lai konkurētu ar fosilo kurināmo. Lai samazinātu izmaksas, pētnieki strādā, lai vēl vairāk uzlabotu efektivitāti, kas palielinātu degvielas daudzumu, ko katra ierīce varētu ražot, tāpēc būtu nepieciešams mazāk. Tie sākas ar temperatūras paaugstināšanu, kurā ierīce darbojas, un tādēļ ir jāuzlabo materiāli, no kuriem ierīce ir izgatavota. Pētnieki arī strādā, lai uzlabotu sistēmas veiktspēju, kas uzsilda ienākošo degvielu - siltuma apmaiņas sistēmu, kas plūst metānu pa mikroskopiskiem kanāliem.

Uzlabojumi tiek veikti arī saules koncentrēšanas sistēmā, lai padarītu tās ražošanu lētāku. To dara spinoff uzņēmums Solar Thermochemical. Tas izstrādā gan paraboliskus traukus, piemēram, tos, kas izmantoti pirmajā prototipā, gan lielus spoguļu laukus, kas fokusē gaismu uz centrālo torni, piemēram, saules termoelektrostacijas, ko Ivanpah būvē uzņēmums BrightSource Energy (skatiet BrightSource virzās uz priekšu vēl vienu masīvu saules enerģiju termoelektrostacija).

paslēpties