Güneş ısıtıcı enerji santralleri, ayrıca güneş enerjisi (CSP) sistemleri konsantre olarak da bilinir, ancak elektrik enerjisinin en önemli enerji santrallerini kullanarak ısınabilir, bu kapasiteyi yüksek ısıtabilir, elektrik enerjisinin en önemli meydan okumalarını sağlar.

Solar Thermal Storage'daki son teknolojik gelişmeler

Son on yıl, CSP bitkilerinde ısı geçişi, maliyet ve ısı depolamanın iyileştirilmesi amaçlanan bir yenilike tanık oldu.Internal two-tank molten tuz sistemleri (kıtıldak bir sıvıdan tuza aktarılan bir miktar), endüstri şimdi doğrudan depolama konfigürasyonlarını, gelişmiş tuzlu hesaplamaları araştırıyor ve sadece işletim sıcaklıklarını yükseltmiyor - aynı zamanda ısı geçişi verimliliğini artırmak - ancak birkaç saat içinde depolama süresini 12 saate kadar uzatıyor.

Yüksek hacimli Molten Salt ve Alternatif Akışlar

Geleneksel nitrat tuzları (hidro ve potasyum nitratları karışımı) yaklaşık 565°C. Yenier klorür bazlı tuz karışımlarına dayanabiliyor, örneğin Rankine buhar döngüleri yerine, potansiyel olarak% 40'tan fazla sıvı ve tahrikli ısıtıcıları kullanarak CSP bitkilerinin daha verimli süper kritik karbon dioksit kullanmasına izin veriyor.

Gelişmiş Faz Değişim Malzemeler

Faz değişikliği malzemeleri (PCMs), ısı iletkenliği artırmak için geç ısı depolamak ve sağlam bir şekilde serbest bırakmak için, yüksek enerji yoğunluk ve stabil deşarj sıcaklıklarını hassas ısı depolama sistemleri ile kıyaslanmak için metal köpükler ve grafik matrisleri içerir - örneğin, düşük sermaye maliyetleri ve site ayak izi ile kıyaslanabilir.

Termokimya Depolama

Araştırma ve pilot aşamada hala termokimyasal depolama (TCS) uzun süreli ısının sınırlarını temsil eder, yüksek çözünürlükte TCS, belirsiz kimyasal reaksiyonlardan (örneğin, metal oksit azaltımı / ssenyak veya amonyak disfozasyon/syntez) faydalanır ve ısıtılır.

Anahtar Türlü Depolama Çözümleri

CSP bitkilerindeki bütünleşik depolama üç ana kategoriye girer, her biri ayrı operasyonel özellikleri ve gelişim olgunluğu ile.

Sensible Heat Storage

Bu, iki tuz tankını ısıtmak için kullanılan bir depolama ortamının ısı geçişine dayanan en çok kullanılan teknolojidir. Doğrudan depolama, ısı değişiminin kaybı olarak kullanılır. Katı devletten hassas depolama, taş veya seramik tuğlalar paketlenmiş yataklarda, veya bu medyadan şarj etmek için ısı geçişi veya deşarja kadar geçer.

Geçme Heat Storage

Geç ısı depolama sistemleri, faz geçişleri sırasında ısıyı veya salıveren ısıyı kullanır (solid-liquid veya sağlam-solid). Ortak PCM adayları nitrat/nitrite tuz eutectics, magnezyum klorür hexahidrat ve hatta molten metaller ile aşırı derecede ısıtılır, ki bu da sabit enerji yoğunluğuna fayda sağlar.DDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDD

Termokimya Depolama

Yukarıda açıklandığı gibi, TCS, sağlam kimyasal bağlara sahiptir. hala pre-kommeral olarak, çok yüksek sıcaklıklar için ( 800 °C) ve uzun vadeli depolama (günlerce aylar) sağlam gaz tepkileri (örneğin, kalsiyum oksit + su ⁇ kalsiyum hidroxide veya metal + oksijen ⁇ metal oksit) büyük miktardaki sıvıların büyük hacim değişiklikleri ile başa çıkmaları ve malzeme istikrarı sağlamaları için çok büyük bir vaat gerektirir.

CSP Bitkiler için Entegre Depolama Faydaları

Termal depolama CSP'yi bir geçici jeneratörden, rüzgar ve güneş PV'yi geri döndürebilecek esnek, sevk edilebilir bir güç kaynağına dönüştürür. Avantajları ekonomik, ızgara ve çevresel avantajları içerecek şekilde güvenilir bir güç kaynağına dönüştürür.

  • [FONT=0)Continuous Power Supply:[Döneticiler, gün batımı veya bulut dönemlerinde bile elektrik üretebilirler. [FONTD:2]Noor Ouarzazate) Fas'ta, 7.5 saate kadar depolamak için karmaşık, geceye kadar iyi bir güç sunar.
  • [FONT:0)Peak Yük Değiştirilmesi:[Dönemli termal enerji talep edildiğinde veya elektrik fiyatları - en yüksek pazarda, depolama ile CSP sadece güneş PV'den daha yüksek gelir elde ediyor çünkü akşam zirveleri tedarik edebilir (5-10 PM).
  • [FONT:0)Redük Fossil Yakıt Backup: [DÜT:1] Yüksek güneş penetrasyonu olan bölgelerde CSP, depolama ile doğal gaz toplayıcı bitkilerini ayrıştırabilir. AİLFLT:2)NREL çalışması) Yüksek performanslı bir ağda %10 CSP depolama dahil olmak üzere% 30 oranında doğal gaz talebini kesebilir.
  • [FONT=0)Grid Stability and Ancillary Services: CSP depolama ile tesisler Dubai'de (950 MW toplam) bulunan ve gerilim desteği - dönüştürücü tabanlı yenilenebilirler için meydan okumalıdır.The DevurryT:2).
  • [FONT:0) Düşük Seviyeli Elektrik Maliyeti (LCOE): [Dönümüzdeki CSP'nin depolama maliyeti güneş PV'den daha yüksek olsa da, dağıtımlı güç değeri genellikle düşük maliyetli sözleşmeler veya şebeke entegrasyonu maliyetleri dikkate alındığında LCOE rekabet eder. IRENA'nın ALES:2).

Vaka Çalışmaları: CSP'de Depolamanın Başarılı Birleştirilmesi

Birkaç ticari bitki, CSP'nin olgunluğunu ve güvenilirliğini, gelecekteki projeler için mavi baskılar olarak hizmet ediyor.

1. Gemasolar Solar Termal Plant (Spain)

2011 yılından bu yana, Fuentes de Andalucía'daki 19.9 MW Gemasolar bitkisi, yenilenebilir temel yükün mümkün olduğunu kanıtlayan bir kapasiteye sahiptir.The plant's success of many next towers, includingFLT:0Contain

2. Noor Ouarzazate Kompleksi (Morocco)

Bu 580 MW kompleksi, dört aşama (Noor I-IV), parabolik trough'u entegre eder (Noor I ve II, 3-7 saat depolama), CSP'yi tüm tesisin gece teslimatını stabilize etmek için kullanan bir sistemdir.

3.Ata Sun Energy Project (USA, retooled)

Nevada'da 110 MW Crescent Dunes bitkisi, başlangıçta 10 saat depolama ile molten tuz kulesi kullandı. Teknik ve finansal zorluklara rağmen, alıcı ve ısı yönetimindeki yenilikler için bir test oldu. 2022 yılında yeni bir operatör tarafından öğrenildi ve yeniden alındı.

Ekonomik ve Çevresel Etki

CSP ve depolama kombinasyonu, özellikle yüksek doğrudan normal irradiance (DNI) ile önemli ekonomik ve çevresel değer yaratır.

Maliyet Trendleri Maliyet Trendleri

CSP'nin depolama maliyeti hızla azaldı.GÖRÜŞÜye göre:0)IRENA), CSP için küresel ağırlıkta kullanılan LCOE, 2010 yılında $ 3 /kWh'dan 2010 yılında $ 0.9108 /kWh'a kadar, son açık artırmalarda (örneğin, ABD Enerji Bakanlığı) ödüllendirildi.

Çevre Faydaları

CSP depolama alanı fosil yakıt yakıtlı nesilleri, CSP'nin gönderdiğinden daha etkili bir şekilde, CSP'nin, nakliye ve gaz tesislerinin doğrudan yerine getirilmesi için yerine getirilmesi için, 370 ° C'ye kıyasla - doğal gaz için 3,50 g'ye kıyasla - doğal gaz bölgeleri için molozyumer Solar Energy Systems) ısıtılmış tuz depolama aracı (konuşturucu) ve yüksek miktarda soğutmalı su tüketimi ile - yüksek oranda azaltılmış bir endişe - sülerek -% 15-72 g2eq/kWh'ye kıyasla - doğal gaz bölgeleri için -%950 g.

İş Yaratma ve Yerel Endüstri

CSP depolama tesisleri çeşitli beceriler gerektirir: mühendislik, üretim (mirciler, tüpler, tuzlar), inşaat ve uzun vadeli işlemler. 10 saat depolama ile 100 MW CSP kulesi yaklaşık 1.500 inşaat işi ve 50-60 kalıcı işlem işleri oluşturabilir. Birçok bileşen yerel olarak kaynaklanabilir - yakınlarda tuz, çelik tanklar, yerli üretim madenleri ve beton - yerel üretim madenleri destekler.

Future Outlook ve Gelişen Trendler

CSP'nin bütünleşik depolama ile yörüngesi parlak, ufukta birkaç dönüştürücü yenilikle.

Super critical CO2 Power Cycles

Buhar Derecesi döngüsünü kapalı bir süper kritik CO2 (CO2) Brayton döngüsü, yüksek sıcaklık depolama (klorid tuz veya sıvı metaller) ile bir araya getirerek, CSP LCOE'yi 2030'a kadar azaltabilecektir.

Hibrit CSP-PV-Battery Bitkiler

Giderek artan bir şekilde, geliştiriciler CSP'yi güneş PV ve batarya depolama ile birleştirir ve maliyetleri optimize etmek için. PV handles day date sun düşük maliyetle, CSP molten tuz ile gece ve gece gücüne ve küçük bataryalar kapak geçici rampalar.Projeler [Dör Midelt) ve PVUCFLT:2WA CSP Park) gibi.

Dijital Twins ve AI Optimizasyonu

Operatörler dijital ikizleri dağıtıyor - CSP bitkisinin gerçek zamanlı hava tahminleri, şebeke sinyalleri ve depolama seviyelerini optimize etmek için. Makine öğrenme algoritmaları topraklama, alıcı ısı kaybı ve tuz bozulması, tahmin edici bakım ve kesinti süresi azaltmak için bekleniyor.Bu veriye dayalı yaklaşım ~% 90 ila >95'ten daha iyi üretim tesisine ulaşma bekleniyor.

Uzun Süreli Depolama 24 Saatin Ötesinde

Örneğin, CSP-yeneden hidrojen kullanan Mevsimsel depolama konseptleri araştırılıyor. Örneğin, bu sistemler yüksek çözünürlük bölgelerinde% 100 yenilenebilir ızgaralar sağlayabilir.

Sonuç olarak, tümleşik depolama çözümleri ile güneş ısıtımı santralleri, niş göstericilerden güvenilir, maliyet-kompet temiz enerji varlıklarına kadar gelişti. Küresel karbonizasyon portföylerinde temel bir rol üstlenerek, bu bitkiler sadece gelişmiş tuzlulara kadar elektrik üretmeye devam edecek, aynı zamanda yenilenebilir enerji şebekesinin temel taşlarına da hizmet edecek.