קידום צמחי כוח סולאריים עם פתרונות אחסון משולבים

צמחי כוח תרמיים סולאריים, הידועים גם כמערכות כוח סולאריות ריכוז (CSP), הופיעו כאבן של ייצור אנרגיה מתחדשת בקנה מידה של תועלת, באמצעות מראות או עדשות כדי לרכז את השמש, צמחים אלה מייצרים חום עתיר גבוה שמניע טורבינות קיטור קונבנציונלית או מנוע חום כדי ליצור חשמל.השינוי המשחק האמיתי, עם זאת, נמצא ביכולתם לשלב אחסון אנרגיה תרמי (TES) אשר ממולת את היכולת של תחנות כוח מתקדמות, מאפשר מענה יעיל של ציוד אנרגיה, לחץ אווירי חשמל, עם יכולת פעולה גלובלית, לחץ אווירי, עם פיתוח אנרגיה, עם פיתוח אנרגיה, עם השנים האחרונות, לחץ אווירי, לחץ אווירי, לחץ אווירי, לחץ אווירי, לחץ אווירי, לחץ אווירי, עם פיתוח אנרגיה, לחץ אווירי משמעותי, עם פיתוח אנרגיה, עם פיתוח אנרגיה, עם פיתוח אנרגיה קבוע, עם זאת, עם פיתוח אנרגיה מתחדשת, עם זאת, עם פיתוח אנרגיה מתחדשת, עם פיתוח אנרגיה מתחדשת, עם פיתוח אנרגיה מתחדשת, עם פיתוח אנרגיה מתחדשת של ציוד תחבורה יעילה, עם פיתוח יעיל של ציוד קבוע של ציוד אווירי, עם זאת, עם זאת, עם זאת, עם פיתוח אנרגיה, עם זאת, עם זאת, עם זאת, עם זאת, עם זאת, עם זאת, עם זאת, עם זאת,

פיתוחים טכנולוגיים אחרונים ב- Solar Thermal Storage

העשור האחרון היה עדים להתפרצות בחדשנות שמטרתה לשפר את היעילות, העלות, ואת עמידות של אחסון תרמי עבור צמחי CSP. נשלט במקור על ידי מערכות מלח דו-טן עקיפות (שם חום מועבר מנוזל להעברה חום למלח), התעשייה בוחנת כעת תצורה ישירה של אחסון, ניסוחים מלח מתקדמים, ומדיה מוצקה של מדינתית, לא רק מעלה טמפרטורות הפעלה - לחום - עד ל- 12 שעות ספורות בלבד, אלא גם ממושכות יותר מחוזקות, אלא גם מטווח של כוח מתחדש, אלא גם מ- 24 שעות אחסון, אלא גם מטווח זמן פנוי, אפילו יותר מ- 24 שעות ביממה.

High-Temperature מול מלח ופלואידים אלטרנטיביים

מלחים ניטריים מסורתיים (תערובת של נתרן ואסרלגן ניטרטס) פועלים עד 565 מעלות צלזיוס. Newer chloride מבוסס מלח תערובת, כגון אלה שפותחו ב-FLT:0 National Renewable Energy LaboratoryhilFLT:1 (FLT:2RELFLT 3), יכולים לעמוד מעל 700°C אלה עתירי אנרגיה מתחדשת המאפשרים צריכת מלחים באופן פוטנציאלי יותר מ-C2 ליטרים (התיקים) למחזורים בלחץ גבוה יותר מ-C) למחזורים בלחץ גבוה יותר (מתאים ל-4%) ו-4% של אחסון יעיל יותר מ-C.

שינויים מתקדמים

חומרי שינוי שלב (PCMs) לאחסן חום מאוחר במהלך התכה ושחרורו על מנת לחזק את הדחיסות באנרגיה גבוהה יותר וטמפרטורות פריקה יציבות בהשוואה לאחסון חום הגיוני. אבות טיפוס אחרונים משלבים קצף מתכת ומטב גרפיט כדי לשפר את מוליכות תרמית - הגבלה קריטית של רבים PCMs. לדוגמה, מחלחלת מחשבים ב סדקים (0.5-10 מ"מ) הם בקוטר להורדת נפח אחסון נמוך יותר.

אחסון התרמוכימיקלי

למרות שעדיין בשלב המחקר והטייס, אחסון תרמוכימי (TCS) מייצג את הגבול של אחסון ארוך, אחסון בישבן גבוהה.TCS ממינוף תגובות כימיות בלתי הפיכות (למשל, הפחתה חד-חמצני של מתכת / חמצון או אנליזה של האיחוד האירופי / סימפוזה) לאחסון ושחרור.

פתרונות אחסון גמישים

אחסון משולב במפעלי CSP נופל לשלוש קטגוריות עיקריות, כל אחת עם מאפיינים תפעוליים נפרדים וגרות פיתוח.

אחסון חום רגיש

זוהי הטכנולוגיה הפרוסת ביותר, הסתמך על שינויי הטמפרטורה של מדיום אחסון (סולם או נוזל) כדי להחזיק אנרגיה.מולטן מלח אחסון עקיף (סטנדרט נוכחי) משתמש נוזל העברת חום כמו שמן סינתטי לחום שני מיכלים של מלח.אחסון ישיר משתמש בנוזל העברת חום עצמו כמו אמצעי האחסון, צמצום אובדן אחסון חום-מדינה מוצק מעסיק בטון, סלעים, או לבנים קרמיקה, כולל מים בינוניים, כמו גם ב-FGtratol, כלומר, כולל אמצעי אחסון מלא של 15 שעות אחסון מלאים, 000, 000, 000, 000 של שטח אחסון חום, או שטח אחסון.

אחסון חום לא עקבי

(לא עקבית מערכות אחסון חום להשתמש במחשבים PCMs כי סופגים חום במהלך מעברי שלב (סולידי-liquid או solid) Common PCM מועמדים כוללים ניטראט /nitrite מלחים, מגנזיום chloride hexahydrate, ואפילו מטבוליט מתכות (Lolten) אחסון לא עקבי מציע צפיפות אנרגיה גבוהה יותר וטמפרטורה קבועה כמעט קבועה במהלך השחרור, אשר הוא יתרון עבור הדור היציב, כגון לחץ דם נמוך, כמו גם על ידי לחץ דם מגנטי (Ricial) עם מחזור חיים מורכב: NVolFolFolFolrvlrvlrvlrvate).

אחסון התרמוכימיקלי

כפי שתואר לעיל, TCS נקשר חום באג"ח כימי הפיכה עדיין לפני מסחר, זה מחזיק הבטחה עצומה עבור טמפרטורות גבוהות מאוד (מעל 800 מעלות צלזיוס) ו אחסון ארוך טווח (ימים עד חודשים) תגובות גז מוצק (למשל, סידן oxide + מים ⁇ ⁇ cy oxide, או מתכת + חמצן מתכת) דורשות כלי סגסוגת חמצן חזקים כדי להבטיח שינויים גדולים של נפח כגון: 1Fal בדיקות פחמן CR.

יתרונות אחסון משולב עבור צמחי CSP

אחסון תרמי חודר הופך CSP מ גנרטור לסירוגין למקור כוח גמיש, שולח שיכול לגבות רוח ו PV סולארי. היתרונות מרחיבים מעבר לאמינות לכלול יתרונות כלכליים, רשת וסביבתיים.

• (ב) ,0) אספקת חשמל: אספקת חשמל (FLT:1 צמחי) יכול לייצר חשמל גם לאחר השקיעה או בתקופות מעונן (FLT:2 noor OuarzazatephatephLT 3 מורכב במרוקו, עם עד 7.5 שעות של אחסון, מספק כוח טוב לתוך הלילה.
• (FLT:0) מטענים מטען המטען Shifting:FLT:1) ניתן לשלוח אנרגיה תרמית מאחסן כאשר הביקוש - ואת מחירי החשמל - הם הגבוהים ביותר. בשווקים רבים, CSP עם אחסון מרוויח הכנסות גבוהות יותר מאשר השמש לבדו כי זה יכול לספק שיאים ערב (5-10 ראש).
• (FLT:0) אספקת דלק Fosssil גיבוי: ⁇ FLT:1 באזורים עם חדירה גבוהה סולרית, CSP עם אחסון יכול לפסול צמחים גז טבעי שיאים:2EL מחקרFLT 3:2ELVERD מצא כי כולל 10% אחסון CSP ברשת חדשנית יכול לקצץ את הביקוש גז טבעי לאיזון על ידי 30%.
• (FLT:0Grid Stability and Ancillary Services:03) 1 CSP צמחים עם אחסון יכול לספק אינרציה, תדירות רגולציה ותמיכה מתח - characteristics אשר מאתגרים עבור מתחדשים המבוססים על חומרים בלתי-מסלולים.
• (FLT:0) עלות גבוהה של חשמל (LCOEvy): FLT:1 בעוד העלות העליונה של CSP עם אחסון נשאר גבוה יותר מ PV השמש, הערך של כוח שניתן לשלוח לעתים קרובות הופך את התחרותי LCOE כאשר חוזים לטווח ארוך או עלויות שילוב רשת נחשבים.

מחקרים: שילוב מוצלח של אחסון ב-CSP

כמה צמחים מסחריים מפגינים את הבשלות והאמינות של CSP עם אחסון משולב, המשמשות כטביעות כחולות לפרויקטים עתידיים.

1 Gemasolar Solar Thermal Plant (ספרד)

מאז 2011 היה מתקן CSP המסחרי הראשון לשימוש מלח מלוטן כמדיום אחסון של 15 שעות ב Fuentes de Andalucía היה המתקן המסחרי הראשון CSP לשימוש מלח חום ומחסן.קיבולת האחסון שלו 15 שעות מאפשר הפעלה רציפה 24 שעות ביממה במהלך חודשי הקיץ. Gemasolar השיגה גורם קיבולת העולה על 70% בתוך כמה שנים, מה שמוכיח כי כוח עומס מחודש של תחנת הכוח הוא אפשרי.

Noor Ouarzazate Complex (מורקו)

מתחם 580 MW, כולל ארבעה שלבים (NOor I-IV), משלב tbolic trough (NOor I ו-II, 3-7 שעות אחסון), מגדל חשמל (Noor III, 7 שעות אחסון), ו- PV (Noor IV) Noor III, עם 7 שעות אחסון מלח מדי שנה, היה המגדל הגדול ביותר בעולם עם אחסון בשנת 2018 מורכב CSP2, 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000

פרויקט האנרגיה הסולארית של הסהר דנס (ארה"ב, שורט)

מפעל הסהר 110 MW דנס בנבאדה, שהגיע לאינטרנט בשנת 2015, השתמש במקור במגדל מלח מלוטש עם 10 שעות של אחסון.למרות אתגרים טכניים ופיננסיים, הוא הפך למוקד עבור חידושים ב המקלט וניהול חום. בשנת 2022, הוא נרכש ושופץ על ידי מפעיל חדש.הלקחים של בעיות התפעוליות המוקדמות שלה הודיעו על עיצובים משופרים, ניהול מלח, מערכות בקרה ובקרה עבור פרויקטים חדשים.

השפעה כלכלית וסביבתית

השילוב של CSP ו- אחסון יוצר ערך כלכלי וסביבתי משמעותי, במיוחד באזורים שחוקים עם אי-הדה נורמלית ישירה (DNI).

מגמות מחירים

עלות CSP עם אחסון ירד במהירות.על פי FLT:0 (IRENAFIRLT:1), העלות העולמית במשקל LCOE עבור CSP ירד מ $0346 /kWh בשנת 2010 ל-0108 /kWh בשנת 2019 צמחים הוענקו במכירה פומבית האחרונה (למשל, צ'ילה, דובאי), השיגו LCOE מתחת ל 0.00 / $ 12VK עבור גודל גבוה יותר (U-F) של אחסון נמוך יותר מ קיבולת של 12.

יתרונות סביבתיים

CSP עם מחסנים displaces מאובנים דלק יעיל יותר מאשר PV השמש לסירוגין כי זה יכול להחליף ישירות למפעלי פחם וגז בסדר המשלוח. ניתוח מחזור חיים שנערך על ידי FLT:0Fraunhofer המכון עבור מערכות אנרגיה סולארית אנרגיה סולארית גלקסיות FLT 1 מצא כי CSP עם אחסון מלח מלוטש פולט רק 15-22 גרם CO2q /kWh מעל החיים שלה, בהשוואה לאזורים חמים, 000, 000, 000, 000, 000 יותר ויותר קירור דם יבש, 000, 000.

יצירת עבודה ותעשייה מקומית

צמחי אחסון CSP דורשים מיומנויות מגוונות: הנדסה, ייצור (mirrors, צינורות, מלחים), בנייה ותפעול לטווח ארוך. A 100 MW CSP מגדל עם 10 שעות אחסון יכול ליצור כ -1,500 משרות בנייה ו 50-60 משרות הפעלה קבועות. רכיבים רבים יכולים להיות מקורם מקומית - כלומר, מיכלי פלדה, מלח ממוקשים הסמוכים, ו קונקרטית - תמיכה בייצור המקומי.

תחזית לעתיד ומגמות מתפתחות

המסלול עבור CSP עם אחסון משולב הוא בהיר, עם כמה חידושים טרנספורמטיבי באופק.

CO2 Power Cycles

החלפת מחזור הקיטור מדורג עם CO2 סופר קריטי אפיפיורי סגור (sCO2) Brayton מחזור מאפשר יעילות תרמית גבוהה יותר (45-50%) ו turbomachinery קטן יותר. כמה מתקני טייס מרובים נמצאים בעיצומו, כולל FLT:0 Super Critical Transal Electric Power (STEP) FLT:1 במתקן טקסס, במימון על ידי DOE כאשר משולבים עם מחזורי CV2CV) יכול להפחית מחזורי CV2K2D (R) מתחת ל-CVides) מתחת ל-CV2CV2CVidescV2CV).

צמחים היברידיים CSP-PV-Battery

יותר ויותר, מפתחים משלבים CSP עם אחסון סולרי וסוללה כדי לייעל את העלות ואת האחריות. PV מטפל השמש שיא יום עלות נמוכה, CSP עם מלח מלוטן מספק כוח ערב ולילה, סוללות קטנות מכסה סוללות טראנסים.פרויקטים כמו FLT:0 Noor MidelttFLT:1 (Morco) ו-FLT2DEWA SPREGREG הם 3 חלוצים אלה.

גנטיקה ואופטימיזציה מלאכותית

המפעילים הם פריסת תאומים דיגיטליים - העתקים וירטואליים של צמח CSP - אשר משתמשים בתחזיות מזג אוויר בזמן אמת, אותות רשת ורמת אחסון כדי לייעל את המשלוח. אלגוריתמי למידת מכונות לחזות ריצוף, אובדן חום מקלט והשפלה מלח, המאפשר תחזוקה חיזוי וצמצום זמן השבת. גישה זו מבוססת נתונים צפויה לשפר את זמינות הצמח מ -90% ל -95%.

אחסון לטווח ארוך מעל 24 שעות

מושגי אחסון עונתיים באמצעות TCS או מימן מ- CSP מונעים אלקטרוליטיזה נחקרים.לדוגמה, פרויקט ה- TDRAveFLT:1 נועד להוכיח אבטיפוס 100-kWh TCS המסוגל לאחסן חום סולארי מקיץ עד החורף.

לסיכום, תחנות כוח תרמיות סולאריות עם פתרונות אחסון משולבים התפתחו ממפגינים נישה כדי אמין, עלות תחרותיות של אנרגיה נקייה אנרגיה נקייה אנרגיה נקייה.על ידי שקיפות מוגברת, הם מציעים מפעילי רשת ושירותים נתיב מוכח להחליף בסיס דלק מאובנים.עם המשך R&D לתוך מלחים מתקדמים, שינוי חומרים, אחסון תרמוכימי, ומחזורי כוח יעילות גבוהה, אחסון CSP עם הוא להגדיר את הגודל של תחנות כוח סיכון חיוני של חשמל, אך לא רק כדי להמשיך את עלויות כוח סיכון עולמיות, אלא גם כן, אלא גם כן, כמו גם כן, כמו גם כן, כמו גם כן, כמו גם כן, כמו גם כן, כמו גם כן, כמו גם כן, כמו גם כן, כמו גם על גבי נפח חשמל סטנדרטי של תחנות כוח סיכון מרכזי של תחנות כוח סיכון אנרגיה מתקדמת.