solar_front в Солнечные концентраторы: недостатки, преимущества, проблемы.
Вкратце:
1) Мощность CSP (Concentrated Solar Power) станций во всем мире увеличилась на 1 ГВт в 2012 году. Ежегодно этот рынок растет на величину > 100% (не опечатка!).
2) Установленные мощности: 2.8 ГВт, Строится 2.9, планируется 7 ГВт.
3) Наиболее популярная это технология параболических рефлекторов, но набирают силу концентроторы-башни и концентраторы на линзах Френеля .
Как будут развиваться CSP технологии? Смотрим на эту картинку:
(пояснение "легенды" слева -на-право: общий, параболические рефлекторы, башни, параболические тарелки, линейные отражатели Френеля (CLFR). Диаграмма первая - на конец 2012 года, вторая: строится, посленяя: запланировано)
Очевидно, что параболические рефлекторы "сегодня", но башни-концентраторы будут популярны "завтра". Самый большой возводимый проект в этой области на сегодня это Ivanpah Solar Electric Generating Station 392 МВт в южной Калифорнии. 170000 зеркал будут фокусировать свет на башни.
CLFR постепенно отвоёвывают рынок: наблюдается рост с 1 до 7%. Самый большой проект в этой области это 100 МВт в Раджастане от Avera Solar.
Что такое параболические рефлекторы?
Это система, где параболические зеркала, поворачиваясь вдоль своей оси фокусируют солнечные лучи на теплопоглощающей трубке. Такая система позволяет концентрировать в 100 раз и нагревать носитель тепла (специальное масло) до 400 градусов. Через обменник тепла горячее масло отдает энергию пару который, в свою очередь, вращает турбину. Новые системы в этой области могут включать аккумулятор в виде бака с расплавленной солью (до 8 часов). Система уже хорошо известна (с 80х) .
Недостатки и достоинства:
- опробованная технология.
- Но, высокие затраты относительно других, "зеленых" источников (например ФВ).
- Но, низкая температура теплоносителя.
- Но, в некоторых случаях такие системы требуют обеспечение водой, что не просто в условиях пустыни.
- Но, место установки не должно иметь уклона больше 1%.
Это система, где зачастую тысячи поворачиваемых зеркал отслеживают солнце и фокусируют энергию на энергоприемник. Можно концентрировать энергию в 1000 раз. Высота башни от 5- до 165 м. Зеркала от 1.1 до 120 квм. Температура от 440 до 550 градусов цельсия. Для передачи тепла используется вода или расплавленная соль.
Недостатки и достоинства:
- Позволяют достичь более высоких температур, более высокая эффективность, ниже стоимость энергии чем у параболических рефлекторов.
- Не требуют ультра плоских ландшафтов (могут быть установлены при градиенте в 5%).
- Запас энергии в баке с расплавленной солью до 15 часов.
- Но, истоиря использования таких систем короче и следовательно риск кредитования выше.
- Но, цена остается все еще высокой.
Что такое системы концентраторов с линейными отражатели Френеля?
Это более простые системы по сравнению с параболическими каналами. Концентрируют свет в 30 раз, а вместо масла используют воду для теплопередачи.
Недостатки и достоинства:
Простой дизайн, низкая стоимость энергии.
Но, высокий технологический риск: технология еще не опробована как параболические рефлекторы.
на сегодняшний день концентраторы борются за свое существование: дешевеющие и ставшими уже привычными солнечные панели давят на этот рынок.
- 1 установленный ватт от концентраторов на сегодня стоит около 5 $ (параболические концентраторы),
- 1 установленный ватт для башней-концентраторов около 7 $ ( цена остается такой же если энергия запасается в раслпаве песка на 6-7 часов, 10$ если запас на 12-15 часов).
- 1 установленный ватт для обычных панелей около 1 $.
Генерация 1 квтч обойдется в 14-35 центов. Согласно цели US Department of Energy, в 2020 стоимость эл. энергии от концентраторов на юге Калифорнии должна быть 6 центов.
Тем не менее не стоит забывать, что это намного более молодая отрасль которая повторяет путь традиционной фотовольтаики сделанный 10 лет назад. Потенциал для снижения цен в этой области есть и я уверен, что "места под солнцем" хватит всем технологиям.
(чистка параболического концентратора в Марокко. Самый популярный: 96% всех концентраторов это параболические. Фото: Photon International 12/2012)