טכנולוגיות כוח השמש המתרחבות (CSP) עברו טרנספורמציה במהלך העשור האחרון, התפתחו ממקור אנרגיה מתישות לאנרגיה מתחדשת לפתרון של ייצור חשמל בר-קיימא וניתוק.בניגוד למערכות פוטו-וולטאיות (PV) שממירות את השמש ישירות לחשמל, CSP משתמשת במראות או עדשות כדי לרכז את הקרינה הסולארית על מקלט, לייצר חום שמניע אנרגיה תרמית זו ניתן לאחסן בטמפרטורות גבוהות, ומאפשרת CSP כדי לפתח את התכונות של אנרגיה גמישה, כמו CSP, כמו CSP, כמו גם כדי לשפר את התכונות של מערכת אנרגיה יעילה יותר, כדי לשפר את התכונות של מערכת השמש, כמו CSP, כדי לשפר את התכונות של מערכת השמש, כדי לשפר את התכונות של מערכת השמש, כדי לשפר את איכות השמש, כדי לשפר את יכולת פיתוח אנרגיה סולארית, כלומר, כדי לשפר את יכולת פיתוח אנרגיה סולארית, כדי לשפר את יכולת פיתוח אנרגיה סולארית, כלומר, כלומר, כלומר, כדי לשפר את יכולת פיתוח אנרגיה סולארית יעילה יותר, כדי לשפר את יכולת פיתוח אנרגיה סולארית, כדי לשפר את יכולת פיתוח אנרגיה סולארית, כדי לשפר את יכולת פיתוח אנרגיה סולארית, כדי לשפר את יכולת פיתוח אנרגיה סולארית, כמו CSP יעילה יותר, כלומר, כדי לפתח אנרגיה סולארית, כדי לשפר את יכולת פיתוח אנרגיה סולארית, כדי לשפר את יכולת פיתוח אנרגיה סולארית, כדי לשפר את

כיצד פועל כוח השמש

מערכות CSP מסתמכות על ארבע טכנולוגיות עיקריות: troughic troughs, לינארי Fresnel רפלקטור, מגדלי חשמל (מקלט מרכזי), ומנה / מנועי איסוף. proughic troughds להשתמש מראות מעוקלים כדי להתמקד בשמש על צינורית בסיס קבוע מלא נוזל העברת חום, בדרך כלל לייצר שמן סינתטי או מלח מלוטטן.

המבדל מפתח בין CSP וטכנולוגיות סולאריות אחרות הוא היכולת לשלב אחסון אנרגיה תרמית יעילה עלות (TES) על ידי אחסון חום במלח מלוטש, בטון, או חלקיקים מוצקים, צמחי CSP יכולים לנתק איסוף אנרגיה מדור חשמל, מתן אנרגיה מתחדשת שיכולה לעמוד בביקוש שיא או לשמש כח עומס בסיס.

פריצות טכנולוגיות אחרונות

תעשיית CSP עשתה התקדמות משמעותית בהגדלת היעילות, צמצום עלויות ושיפור האמינות.הפרצות האלה משתרעות על פני חומרים, מערכות מעקב, נוזלי העברה חום וחידושי מחזור כוח.

חומרים הרהורים מתקדמים

הרהורים הם הרכיב הנראה ביותר של צמח CSP, וביצועיהם משפיעים ישירות על אנרגיה ללכוד.מראה מסורתי זכוכית מכוסה כסף סובלים במשקל, שבריריות, והשפלה בסביבות המדבריות הקשות. סרטים רב-רובייר עם ציפויים רפלקטיביים מאוד מציעים חלופות קלות, גמישות שיכולה להיות מוקרן המוניות בעלות נמוכה יותר.

מעקב אחרי Heliostat שיפורים

Heliostats בתחנות כוח חייב לעקוב אחר השמש עם דיוק גבוה כדי להתמקד המקלט.אפוליס שתי מערכות מעקב הן יקרות ומורכבות.חידושים אחרונים כוללים משוב סגור באמצעות מצלמות או חיישנים על המקלט כדי להתאים זוויות מראות בזמן אמת. מנגנונים כמו Heliogen פיתח גם שליטה heliostat מבוסס מחשב כי לתקן עבור רוח, הרחבה תרמית, והשגת דיוק בתוך מנגנונים קדמיים יותר, 000 זה מאפשר להפחית את צריכת חשמל נמוך יותר.

חום חום טמפרטורות גבוה

הבחירה של נוזל העברת חום (HTF) קובע את הטמפרטורה התפעולית המקסימלית של מחזור החשמל. שמנים סינתטיים מסורתיים מגובה מעל 400 מעלות צלזיוס, הגבלת יעילות. מולטן תערובת מלח (למשל, נתרן ניטר ו nitrate אשלגן) יכול לפעול עד 565 מעלות צלזיוס, אך יש לשמור על לחץ דם, הוספת חוקרים כעת הם חוקרים מתקדמים HTF כגון sodium, כגון נוזל CO2, 000 CTO גבוה יותר מאשר C.

סוללות CSP-PV היברידיות

כדי למקסם את ייצור האנרגיה ולהקטין את העלות, פרויקטים חדשים רבים משלבים CSP עם מערכות פוטו-וולטאיות. במהלך שעות שמש, PV מייצרת חשמל זול ישירות, בעוד CSP שומרת אנרגיה תרמית עבור משלוח הערב.התצורה ההיברידית מאפשרת למפעלי CSP לפעול בגורמים קיבולת גבוהה יותר ולהפחית את העלות המדרגת של אנרגיה מאוחסן.כולל מתקן Atacama בצ'ילה ואת הפרויקטים הקרובים במזרח התיכון וצפון אפריקה (ME) הן ממערכות בקרה מתקדמות של זמן ייצור חשמל משולב.

אחסון אנרגיה: The Game Changer

אחסון האנרגיה הירומלי נשאר היתרון המשכנע ביותר של טכניקות אחסון מודרניות התפתחו מעבר לטנקים חמים וקרים פשוטים לאפשרויות יעילות יותר וזולות יותר.

אחסון מלח מולטן

אחסון מלח מולטן הוא עכשיו תקן התעשייה, עם עשרות צמחים CSP תפעוליים ברחבי העולם באמצעות שתי מערכות אחסון עקיפות או ישירות.הצמח הסהר דנס בנבאדה והמורכב במרוקו הם דוגמאות בולטות.ההתפתחויות האחרונות כוללות שימוש בתערובת מלחים ternary כי יש פחות נקודות היתוך, צמצום הסיכון של אספקת חשמל והפעלה בטמפרטורות ניו- 1 ממותגות חום יש פחות מ-1% להפסדים מודרניים.

סולידריות המדינה ו-P Storage

מעבר מלח מלוטנט, החוקרים בוחנים חומרים מוצקים לאחסון חום הגיוני.גושים, קרמיקה ממוחזרת וחומרים משוחזרים יכולים לעמוד בטמפרטורות גבוהות יותר ללא בעיות קורוזיות של מלחים. אלה שנקראים "אשבקריק" מערכות אחסון מודולריות, זול, ומדורגות.המעבדות הלאומיות סןדיה הוכיחו מקלט חלקיקים ומערכת אחסון כי משתמשות בחול כמו מצופה קירור של השמש המאובטחת, לאחר מכן, הוא מחוספסת, מחוסמת ישירות, מחוסמת, מפצעים.

אחסון התרמוכימיקלי

אחסון לטווח ארוך הוא הגביע הקדוש לאנרגיה מתחדשת.האחסון התרמוכימי משתמש בתגובות כימיות ניתוק (למשל, דיסוציאציה אמוניה, מחזורי מתכת תת-חמצני) לאחסון ללא הפסד חום במשך שבועות או חודשים. בעוד עדיין בשלב המחקר, פרויקטים טייס בגרמניה ואוסטרליה הראו כי מערכות כאלה יכולות להשיג אנרגיה חמש פעמים גבוהות יותר מאשר מלח מלוטש, אם הן יכולות לספק אחסון עונתי של CSP.

עלויות ניכויים ויציבות כלכלית

עלות CSP נפלה באופן דרמטי בעשור האחרון, המונעת על ידי צמחים גדולים יותר, טכנולוגיה טובה יותר ואפקטים למידה.על פי סוכנות האנרגיה הבינלאומית לאנרגיה מתחדשת (IRENA), ה- LCOE של פרויקטים CSP שהוזמנו ב-2021 היה 9.4 סנט ל- קילוואט, לעומת 34 סנטימ"ט ב-2010 - ירידה של 72%.

מדיניות הממשלה ושיתוף פעולה בינלאומי היו נהגים מרכזיים מדינות כמו ספרד, מרוקו, דרום אפריקה, והאיחוד האמירויות הערביות יישמו מכסי מזון, תקני תיק מתחדשים, ומימון ויתורים שהשקעות CSP בסיכון (FLT:0reaFLT:0reaFLT:1IRENA GlobalFLT:2FLT 3) מראה כי אזור MENA, דרום מערב ארצות הברית, ארה"ב, 000 ו-IDN, 000, 000, הם שיא של מכירת פחמן CV, 000, 000, 000, 000, 000, 000 חדש, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000 ⁇ , 000 לאחרונה, 000 ⁇ , 000, 000, 000, 000 ⁇ , 000 ⁇ , 000 ⁇ , 000 ⁇ , 000 ⁇ , 000, 000 ⁇ , 000 ⁇ , 000 לאחרונה, 000, 000, 000 ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

ייצור Scaling וחדשנות

ייצור המוני של רכיבים כגון מראות, מקלטים, וכוננים מעקב מונעים עלויות.דק-סרטים המיוצרים באמצעות תהליכי רול-טו-roll זולים וקלים יותר מזכוכית. יצרנים סינים וינדיים נכנסים לשוק עם heliostats ו המקלטים במחיר תחרותי, לשים לחץ מטה על המחירים הגלובליים.חדשנות בעיצוב צמחי, כגון "תחנות מיקרו-SP" (1-10), נפתחים ליישומים תעשייתיים ומקורות חום קטנים.

פרויקטים של CSP ומחקרי מקרה

מספר צמחים CSP ציון דרך להוכיח את הבשלות של הטכנולוגיה ואת הגמישות.

(FLT:0) Noor Ouarzazate Complex (מורקו): FLT:1 מתקן CSP הגדול בעולם, עם יכולת כוללת של 580MW על פני שלושה שלבים (נור I, II, III) Noor I משתמש tbolic troughs עם 3 שעות של אחסון תרמי; Noor II ו III להוסיף טכנולוגיה מגדל ו- 8 שעות אחסון מורכבים ל- 700,000 חשמל מרוקאי ל- 70000 $ בשנה.

(FLT:0Ivanpah סולנית מערכת ייצור חשמל (California, ארה"ב): ibph 1 (A 392 מגדל כוח MW ללא אחסון, איבופאה משתמשת ביותר מ -170,000 heliostats כדי לחמם מים ישירות ב המקלט, הפקת קיטור מחממת על-ידי עודף, בעוד היא הוכיחה את ההיקף של טכנולוגיית מגדל החשמל, התפוקה שלו צנחה מוקרן עקב בעיות ענן ורצה ומדת יותר.

פרויקט האנרגיה הסולארית (Nevada, USA): מגדל כוח 110MW עם אחסון מלח מלוטש (10 שעות) היה הצמח המסחרי הראשון שהשתמש באחסון מלח ישיר, המוכיח את יכולת הקונספט למרות אתגרים תפעוליים (כישלונות טהורים, קווי מלח קפואים).

(FLT:0) ההמחאות המסחריות של הליקוגן: אנדרל 1 (Aסטרטג) חברת סטארט-אפ שנבעה מ- אידיאליאב, הליגן קידם את הליוס סטטינים המופקדים במחשב באתרים תעשייתיים כדי לייצר חום עתיר לייצור מלט ופלדה.הטכנולוגיה שלהם שואפת להחליף כוויות דלק מאובנים עם חום סולארי, ולוכדת שוק ענק מעבר לקרינת חשמל.

לרשימה מקיפה של פרויקטים, ה-FLT:0 (FLT:0) ,SolarPACES מסד נתונים של SolarPACs:2FLT 3: 3 עוקב אחר צמחי CSP ברחבי העולם ומספק נתונים ביצועים.

קווי עתיד וגבולות מחקר

תעשיית CSP אינה נחה על זריקתה. כמה מושגים מתקדמים יכולים לשפר באופן דרמטי את הביצועים ולהרחיב את היישומים.

CO2 Power Cycles

החלפת קיטור עם פחמן דו חמצני סופר קריטי (SCO2) במחזור ברויטון סגור מציע יעילות תרמית גבוהה יותר (עד 50% לעומת 37% עבור קיטור), טורמצ'ינירי קטן יותר, ושימוש במים נמוך יותר.המרכז האמריקאי להדגמה STEP של DOE (Super Critical Transational Electric Power) הוא לבדוק טורבינות 10MW sCO2 שניתן לצמד עם CSP אם מקלטים מוצלחים, זה יאפשרו 20 סימולציה קריטית של כוח).

ייצור אווירי של דלקים

הטמפרטורות הגבוהות של CSP יכולות להניע תגובות כימיות לייצר מימן, אמוניה או דלקים סינתטיים.חום סולארי מבוזר יכול לפצל מים באמצעות מחזורים תרמוכימיים (למשל, cerium oxide Redox) או רפורמה גז טבעי עם פחות אינטנסיביות פחמן.המפעל טייס HYDROSOL באירופה משתמש שמש לייצור מימן ומחילה.זה פותח את הדלת ל"דלקים סולימים" שיכולה להפחתת אנרגיה, ומשלוח כבד.

שילוב עם דיסאלינציה

באזורים עקשניים, צמחי CSP יכולים לספק חום כוח וטמפרטורה נמוכה עבור ריבוי תופעות או osmosis מחדש membrane preheating. אזור MENA, שבו מחסור במים ו DNI גבוה, הוא ראשוני עבור היברידיות CSP-desalination. פרויקטים טייסים בערב הסעודית ו איחוד האמירויות הוכיחו כי CSP יכול לייצר מים מתוקים בטמפרטורות תחרותיות באמצעות חום ממחזור החשמל.

אינטליגנציה מלאכותית ותיאומים דיגיטליים

למידת מכונות מוחלת על מנת להתאים את היירוטי של Heliostat, חיזוי צרכי תחזוקה, למקסם את התשואות האנרגיה.תתאומים הדיגיטליים של צמחים שלמים מאפשרים למפעילים להפעיל סימולציות ולהתאים את הפעולות בזמן אמת.לדוגמה, FLT:0reaFLT:1 (REL) של מערכת ההפעלה של מערכת ההפעלה (SAM)FLT:2FLT 3: 3 מאפשר למהנדסים לדגם CSP צמחים עם תצורה שונה וחיזוי ביצועים שנתיים יכול להפחית את השליטה על ידי .

מסקנה

ריכוז של כוח השמש עשה צעדים יוצאי דופן ביעילות, עלות ואמינות, תוך עמידה על עצמה כאבן הפינה של תערובת האנרגיה המתחדשת העולמית.היכולת לשלב אחסון תרמי זול במחיר נמוך מעניקה CSP יתרון יכולת משלוח כי PV ורוח לבד לא יכול להתאים.עם המשך חדשנות בחומרים, העברת חום, מחזורי כוח, ותצורה היברידית, CSP הוא מוכן לשחק תפקיד חיוני בתהליכים תעשייתיים, מייצבים, רשת יעילה יותר, אך ייצור של אנרגיה מתקדמת, ללא הגבלת זמן, ללא הגבלת זמן, ייצור, ייצור, ייצור, מערכות חשמל מתקדמות, ייצור, מערכות חשמל, ומערכת ההפעלה של אנרגיה, מערכות אחסון אוויריות, ומערכת ההפעלה, אך מערכות אחסון אוויריות, כולל CSP מתקדמות יותר, ייצור אוויריות, מערכות אחסון אוויריות, ומערכת אנרגיה מתקדמת, ייצור אוויריות, ייצור, ייצור, ייצור, מערכות אחסון אוויריות, מערכות אחסון אוויריות, מערכות אחסון אוויריות אוויריות אוויריות, מערכות אחסון אוויריות אוויריות, ומערכת אנרגיה מתקדמות, מערכות אחסון אוויריות, עם CSP, היא יעילה יותר, מערכות אחסון אוויריות, מערכות אחסון אוויריות, אך מערכות אחסון אוויריות, מערכות אחסון אוויריות, מערכות אחסון אוויריות, מערכות אחסון אוויריות, מערכות אחסון אוויריות, מערכות אחסון אוויריות, מערכות אחסון