Neden bu tür güneş enerjisi üzerinde yoğunlaşmalısınız?

Modern güneş pilleri, güneş ışığını elektriğe dönüştürmede o kadar iyidir ki, günümüzün düz panel fotovoltaikleri (PV'ler) ucuz, verimli, uzun ömürlü ve bol miktarda bulunur. Geçen ay bahsettiğim gibi, ekonomik olarak daha iyi performans gösterirler yoğunlaştırıcı fotovoltaik Güneş ışınlarını küçük güneş hücrelerine odaklamak için mercekler veya kavisli aynalar kullanan (CPV'ler). Erken vaatler vermesine rağmen, CPV'ler bugün başarılı olamayacak kadar karmaşık ve pahalı görünüyor.

Yine de, ısı tutan bir sıvıyı ısıtmak için güneş ışığını kullanan, heyecan verici bulduğum başka bir tür güneş enerjisi var. Sıcak sıvı, suyu kaynatmak için kullanılabilir ve ortaya çıkan buhar, elektrik üretmek için bir türbini çalıştırır. olarak bilinir yoğunlaştırıcı güneş enerjisi (CSP), yalnızca büyük ölçekte gerçekten ekonomiktir, ancak çok büyük bir avantajı vardır. CSP'deki sıvılar depolanabildiğinden, güneş parlamadığında bile enerji elektriğe dönüştürülebilir.

Konsantre güneş enerjisinin çok büyük bir avantajı vardır: Güneş parlamadığında bile enerji elektriğe dönüştürülebilir.

Göre ABD Ulusal Yenilenebilir Enerji Laboratuvarı, yıllar boyunca üç ana CSP türü test edilmiştir. İlk önce var lineer yoğunlaştırıcı sistemlerGüneş enerjisini toplamak için uzun U-şekilli aynalar kullanan. Motorlar aktif olarak aynaları Güneş'e doğru eğiyor ve güneş ışığını aynalar boyunca uzanan tüplere (alıcılara) odaklıyor. Sıcak sıvıyı içeren tüpler genellikle aynanın odak çizgisi boyunca uzanan oluklara yerleştirilir, ancak bazen birden çok aynanın üzerine tek bir tüp yerleştirilir.

Başka bir tür CSP kullanır aynalı çanak daha ziyade büyük bir uydu çanağı gibi. Maliyetleri en aza indirmek için çanak tek bir yapı değil, genellikle birçok küçük düz aynadan oluşur. Kavisli yüzey, güneş ışığını ısıyı emen ve toplayan bir termal alıcıya yönlendirir ve yoğunlaştırır. Sıcak sıvı, klasik Stirling motorunun bir versiyonunda bir gazı ısıtır, pistonları hareket ettirerek mekanik güç oluşturur ve bu da bir jeneratörü çalıştırır.

Sonunda var “güç kulesi sistemleri”, geniş bir düz alan kullanan, Güneş izleme aynaları. Helyostatlar olarak bilinen güneş ışığını bir kulenin tepesindeki bir alıcıya odaklar ve yoğunlaştırırlar. Diğer CSP'lerde olduğu gibi, alıcıda ısıtılan bir ısı transfer sıvısı, bir türbini çalıştırmak için buhar üretir. Çoğu, gece veya hava bulutlu olduğunda enerji depolayabilen bir ısı transfer sıvısı olarak erimiş tuzları kullanır.

Karışık servet

90'in sonuna kadar dünya çapında faaliyette olan 2021'dan fazla CSP vardı ve İspanya ve ABD, 6.4 GW'lık küresel kurulu kapasitenin yarısından fazlasını oluşturuyordu. Örnekler arasında 110 MW Hilal Kumulları Nevada'daki tesis (erimiş tuz kullanan) ve 394 MW Ivanpah projesi Kaliforniya'da (su ile akan). CSP'lerin güzelliği, hepsinin oldukça verimli olmasıdır. Güç kulesi sistemleri (sıvının 250–565 °C'de olduğu yerlerde) tüm güneş enerjisinin %35'e kadarını elektriğe dönüştürebilirken çanak sistemler (550–750 °C'de çalışan) %34'e kadar çok verimli olabilir.

Göre Uluslararası Yenilenebilir Enerji Derneği'nden bir 2021 raporu (IREA), CSP'lerin seviyelendirilmiş elektrik maliyeti (LCOE) - bir tür ortalama net maliyet - son yıllarda keskin bir şekilde düştü. 2020'ye kadar olan on yılda, yeni işletmeye alınan CSP tesislerinin küresel ağırlıklı ortalama LCOE'si %70 düşerek 0.361 $/kWh'den 0.107 $/kWh'ye düştü. Azalmalar, büyük ölçüde, bu tesislerin depolama maliyetlerini azaltan ve daha uzun süre çalışmasına izin veren daha yüksek sıcaklıklarda çalışabilmesi gerçeğinden kaynaklanmaktadır.

Bunların hepsi parayla ilgili. Neden harika görünen teknolojik çözümler bazen başarısız olabilir?

2016 ve 2020 yılları arasında işletmeye alınan tesisler için IRENA raporu, yaklaşık beşte dördünün en az dört saat, %35'inin ise sekiz saat veya daha fazla depolama süresine sahip olduğunu ortaya koydu. IRENA'nın 4.7'de devreye alınan projeler için ortalama depolama süresinin 2020 saatten bir sonraki yıl devreye alınanlar için 17.5 saate yükseldiğini bulması ile bu eğilimin daha da hızlanması bekleniyor. 2021'deki ortalama CSP proje boyutu, saygın bir 110 MW idi.

Maliyet endişeleri

Ancak CSP sistemleri mükemmel değildir. Çok fazla su kullanırlar ve aynaları temiz tutmak ucuz değildir; bu, verimliliklerini yüksek tutmak istiyorsanız çok önemlidir. Ve tabii ki, bu sistemler yalnızca çok fazla güneş ışığı varsa iyi çalışır, bu da onları dünyanın birçok yerinde kullanışsız kılar. Dahası, rakip yenilenebilir enerji kaynaklarının maliyeti hızla düşüyor.

IRENA'ya göre, güneş enerjisi için LCOE 88'dan bu yana %2010 düşerek 0.08 $/kWh'ye düşerken, bu süre zarfında karadaki rüzgar enerjisi %68 düşerek 0.033 $/kWh'ye ve açık deniz rüzgarı %60 azalarak 0.075 $/kWh'ye düştü. Son zamanlarda fiyat düşüşüne rağmen CSP, 0.107 $/kWh ile çok daha yüksek olmaya devam ediyor. Bu başlık rakamı, diğer LCOE rakamlarından çıkarılmış olan enerjiyi depolama maliyetini içermesine rağmen, CSP'yi ekonomik görünmüyor.

Tüm vaatlere rağmen, konsantre güneş enerjisi sistemleri geleneksel güneş fotovoltaik panellerinin çok gerisinde kalıyor

Yine de vaatlerine rağmen CSP'ler, 957'de toplam 2021 GW kurulu güce sahip olan geleneksel güneş PV panellerinin çok gerisinde kalıyor. . Elektrikli araçlar için pil geliştirmeye yönelik büyük miktarda çalışma göz önüne alındığında, eminim ki solar PV, termal depolamalı CSP'ye önümüzdeki 20 yıl boyunca parasının karşılığını verecektir.

IRENA 21 raporunun şu sonuca vardığı gibi: "CSP için güçlü bir küresel politika desteğinin yokluğunda, pazar küçük ve yeni projeler için boru hattı iddiasız". 2010'dan bu yana CSP'nin maliyetlerindeki kayda değer düşüş ve güneşli alanlarda 24/7 sevk edilebilir gücü makul bir fiyata sağlama yeteneği göz önüne alındığında, bunu hayal kırıklığı yaratıyor. Ne yazık ki, enerji üretimi tamamen ekonomi ile ilgilidir ve CSP her zaman maliyeti yakalamaya çalışır.

Ama belki de her şey kaybolmadı. İlk olarak, solar PV için ihtiyaç duyulan piller, bir gün maliyetli hale gelebilecek nadir malzemeler gerektirdiğinden fiyatları fırlayabilir. İkincisi, araştırma, CSP'lerde depolanan ısının, hidrojen veya amonyak. Belki bir gün CSP'ler, günün her saati elektrik ve yakıt üretmek için düşmanları olan düz güneş PV paneli ile ortaklaşa çalışabilirler.

• SEO Destekli İçerik ve Halkla İlişkiler Dağıtımı. Bugün Gücünüzü Artırın.
• Plato blok zinciri. Web3 Metaverse Zekası. Bilgi Güçlendirildi. Buradan Erişin.
• Kaynak: https://physicsworld.com/a/why-you-should-concentrate-on-this-form-of-solar-power/