Rastaljene soli: ključno rješenje za pohranu energije
Las rastopljena sol Oni su proizvod sa širokim rasponom primjene, kao što su visokotemperaturno procesno zagrijavanje, toplinska obrada i žarenje čelika te skladištenje topline u solarnim termoelektranama. Te se soli sastoje od fluorida, klorida i nitrata, a njihova svestranost učinila ih je ključnim elementima u sektoru obnovljive energije.
Zbog svoje relevantnosti, ovaj članak detaljno istražuje što su rastaljene soli, koje su njihove karakteristike i kako se trenutno koriste za doprinos skladištenju energije, što je sve važniji aspekt u globalnoj energetskoj tranziciji.
Značajke i prednosti rastaljenih soli
Rastaljene soli ističu se svojom sposobnošću pohranjivanja velikih količina toplinske energije zbog svoje visoke radna temperatura. Mogu doseći temperaturu do 566°C, što ih čini učinkovitim sredstvom za skladištenje i prijenos topline.
Za razliku od drugih medija za prijenos topline, kao što su sintetička ulja ili vodeni sustavi, rastaljene soli ne stvaraju značajan tlak pare, koji omogućuje siguran rad na povišenim temperaturama te je stoga njegova uporaba idealna u solarnim toplinskim postrojenjima i industrijskim procesima.
Unatoč brojnim prednostima, važno je istaknuti da je jedan od njegovih nedostataka visoka točka smrzavanja, koja može biti između 120 °C i 220 °C, ovisno o specifičnom sastavu soli. To zahtijeva sustave skladištenja i cirkulacije za održavanje soli u rastaljenom stanju kako bi se spriječilo skrućivanje, što povećava složenost i troškove.
Primjena rastaljenih soli
Postoje brojne industrijske i energetske primjene rastaljenih soli. Uglavnom se koriste u:
- Proces grijanja: Zahvaljujući sposobnosti rada na visokim temperaturama, rastaljene soli se koriste u toplinskoj obradi kao što je žarenje čelika i drugih metala.
- Prijenos topline: U industrijskim sustavima za prijenos topline rastaljene soli mogu zamijeniti sintetička ulja, nudeći učinkovitije i održivije rješenje.
- Pohrana energije: U koncentriranim solarnim toplinskim postrojenjima, soli se koriste za pohranjivanje sunčeve toplinske energije i njezino pretvaranje u električnu energiju kada nema sunčeve svjetlosti, primjerice noću ili za oblačnih dana.
Sustavi za skladištenje rastaljene soli
Danas je najistaknutija upotreba rastaljenih soli u sustavima za pohranu energije solarnih toplinskih postrojenja. Koncentrirajuća solarna shema pohranjuje velike količine energije tijekom dana, koja se zatim može koristiti noću ili u danima bez sunca.
Tipični sustav za skladištenje rastaljene soli sastoji se od dva tenka: jedan s vrućom soli i jedan s hladnom soli. Tijekom dana sunčeva energija koncentrira toplinu na hladnu sol, podiže joj temperaturu i pretvara je u vruću sol. Ova vruća sol se pohranjuje i kasnije koristi za proizvodnju pare, koja pokreće električnu turbinu.
Ovaj sustav je siguran, učinkovit i naširoko se koristi u velikim solarnim toplinskim postrojenjima, poput onih koje Španjolska vodi na međunarodnoj razini, s važnim napretkom u tehnologije skladištenja poboljšati učinkovitost i trajanje procesa. Ova vrsta postrojenja može skladištiti energiju više od deset sati, proizvodeći električnu energiju u vrijeme niske proizvodnje, poput noći ili oblačnih dana.
Izazovi i rješenja u korištenju rastaljenih soli
Jedan od glavnih izazova korištenja rastaljenih soli za skladištenje energije je korozija kojima su izloženi građevinski materijali, posebno na temperaturama iznad 700 ºC. Otopljene soli vrlo su reaktivne s uobičajenim metalima, što može ubrzati njihovu oksidaciju i ugroziti integritet spremnika.
Međutim, razvijene su inovacije kao što je uporaba antikorozivne metode na bazi grafita. Ovaj materijal, kada se lokalno razgradi u području kontakta između spremnika i rastaljene soli, stvara zaštitni sloj koji smanjuje oksidaciju i lokaliziranu koroziju. Ovaj napredak poboljšao je održivost rastaljenih soli kao medija za skladištenje topline na visokim temperaturama.
Strateški projekti i budućnost rastaljenih soli
Trenutno se Španjolska učvršćuje kao svjetski lider u korištenju i razvoju solarnih toplinskih postrojenja sa skladištenjem u rastaljenim solima. U zemlji radi 50 solarnih termoelektrana, instaliranog kapaciteta 2,3 GW, što predstavlja trećinu svjetskog kapaciteta. Ovo iskustvo pozicionira Španjolsku kao međunarodnu referencu u toplinskom skladištenju.
Nacionalni energetski i klimatski plan (PNIEC) predviđa ugradnju do 5 dodatnih GW u sljedećih deset godina. Ova mjera ima za cilj konsolidirati upotrebu rastaljenih soli ne samo u solarnim toplinskim postrojenjima, već iu drugim industrijskim sektorima, pomažući dekarbonizacija industrijama poput čelika, cementa i drugih koje zahtijevaju intenzivne toplinske procese.
Osim toga, budućnost rastaljene soli također može uključivati njezinu integraciju s hibridne obnovljive energije, kao što je zeleni vodik, kako bi se postigli učinkovitiji i održiviji sustavi skladištenja. Kombinacija rastaljenih soli s novim tehnologijama nudi obećavajući horizont za energetsku industriju.
Svakodnevno se sve više napreduje u razvoju novih tehnologija koje omogućuju produljenje vijeka trajanja soli i poboljšanje učinkovitosti skladištenja energije velikih razmjera. Ovo, uz stalno istraživanje metoda koje smanjuju troškove i probleme s korozijom uzrokovane visokim temperaturama, čini budućnost skladištenja energije u rastaljenim solima sve privlačnijom i održivijom.
Ukratko, rastaljene soli pokazale su se kao jedno od rješenja koja najviše obećavaju na putu energetske održivosti. Njihova sposobnost skladištenja energije i doprinosa dekarbonizaciji industrijskih i energetskih sektora daje im ključnu ulogu u borbi protiv klimatskih promjena.