La termoelektrična sunčeva energija Solarna toplina obećavajuća je tehnologija koja koristi toplinu sunca za proizvodnju električne energije. Taj se proces odvija u specijaliziranim pogonima tzv solarne termoelektrane, koji su se razvili od ranih 80-ih godina, glavna prednost ove tehnologije je to što je čist, obilan i, što je najvažnije, obnovljiv izvor energije.
Zanimljiva je činjenica da svakih deset dana Zemlja od Sunca dobije istu količinu energije koja postoji u svim poznatim rezervama nafte, plina i ugljena zajedno. Ovaj ogromni potencijal čini solarnu termoelektričnu energiju ključnom za budućnost održive energije. Trenutno koegzistiraju različite vrste solarnih termoelektrana, svaka sa specifičnim karakteristikama. Španjolska ima povoljan položaj s nekoliko tvornica u pogonu i konsolidiranim industrijskim sektorom, aktivno sudjelujući u međunarodnim projektima.
Zatim ćemo detaljno opisati karakteristike, primjene i važnost solarne termoelektrične energije u globalnom energetskom kontekstu.
Što je solarna termoelektrična energija?
Una solarna termoelektrana Radi slično klasičnoj termoelektrani, ali koristi sunčevu energiju umjesto ugljena ili prirodnog plina. Osnovno načelo iza ovih biljaka je jednostavno: sunčeve zrake koncentriraju niz zrcala prema središnjem prijemniku. U ovom trenutku temperature do 1.000 ° C.
Ta se toplina prenosi na tekućinu (obično rastaljene soli ili termalna ulja), koja kada se zagrije proizvodi paru. Ta para pokreće turbine spojene na generatore koji proizvode električnu energiju. Jedno od glavnih početnih ograničenja solarnih toplinskih postrojenja bilo je to što mogu raditi samo tijekom sunčanih sati. Međutim, s tehnološkim napretkom, mnoga postrojenja sada imaju sustave za pohranu topline, koji im omogućuju proizvodnju električne energije čak i noću.
Vrste solarnih toplinskih postrojenja
Trenutno postoje tri glavne vrste termoelektrane solarne elektrane. Iako se svi oslanjaju na koncentraciju sunčeve energije za proizvodnju električne energije, razlikuju se u načinu na koji koncentriraju sunčevu svjetlost. Pogledajmo svaki detaljnije:
Solarno termo toranj
Ova vrsta biljke koristi heliostati, koja su zrcala postavljena na mobilne strukture sposobne pratiti kretanje sunca. Ta zrcala koncentriraju sunčeve zrake na prijemnik koji se nalazi na vrhu središnjeg tornja. Sunčeva energija koncentrirana na toj točki sposobna je doseći temperature više od 600 ° C. Srednjoročno gledano, ova se tehnologija pokazala vrlo učinkovitom i pouzdanom, iako je jedan od njenih velikih izazova i dalje smanjenje troškova izgradnje. U Španjolskoj je postrojenje Gemasolar, smješteno u Sevilli, pionir u integriranju dugotrajnog skladištenja topline, koje omogućuje proizvodnju električne energije 24 sata dnevno.
Parabolična antena ili solarna termoelektrana Stirling dish
U ovoj vrsti biljke, parabolična zrcala Tanjurastog oblika koncentriraju sunčeve zrake u žarištu gdje se nalazi Stirlingov motor koji vrlo učinkovito proizvodi električnu energiju. Visoke temperature postignute u središtu diska pokreću motor koji proizvodi električnu energiju vrteći turbinu. Ova tehnologija je uspješno implementirana na mjestima kao što je pustinja Mojave u Sjedinjenim Državama.
Parabolično korito solarna termoelektrana
Las parabolične koritaste elektrane Najrasprostranjeniji su na komercijalnoj razini zbog visoke učinkovitosti i nižih troškova implementacije. Duga zakrivljena zrcala u obliku paraboličnog cilindra hvataju sunčevu svjetlost i koncentriraju je u cijev koja se nalazi duž njegove osi. Ova cijev sadrži tekućinu za prijenos koja se zagrijava i kroz sustav za izmjenu topline proizvodi paru za pogon turbine. Nekoliko zemalja, uključujući Španjolsku, već imaju pogone ove vrste.
Razvoj sunčeve termoelektrične energije
Prve temelje solarne toplinske energije razvio je Augustin Mouchot u kasnom 1980. stoljeću, ali tek su se XNUMX-ih počele demonstrirati održive komercijalne primjene. Tehnološki napredak od tada je bio značajan, prevladavajući nekoliko ključnih prepreka:
- Visoki početni troškovi: Iako su troškovi materijala i izgradnje u početku bili previsoki, razvoj novih tehnologija znatno je smanjio troškove.
- Pohrana energije: Glavni izazov bila je nemogućnost proizvodnje električne energije noću zbog nedostatka toplinskog spremnika. Međutim, postrojenja poput Gemasolara pokazala su da je moguće pohraniti toplinu u rastaljenim solima i proizvoditi električnu energiju 24 sata.
- Vremenski uvjeti: Regije s visokim sunčevim zračenjem potrebne su tijekom cijele godine, što je ograničilo njegovu ugradnju u umjerenijoj klimi. Projekti kao što je Desertec proučavali su mogućnost postavljanja velikih postrojenja u pustinjskim regijama kao što je Sahara, koristeći transportne kablove za slanje električne energije u Europu.
Termoelektrična solarna energija u Španjolskoj
Španjolska je vodeća zemlja u svijetu po postavljanju solarnih termoelektrana. Zemljopisni i klimatski uvjeti Španjolske, s velikim pustinjskim područjima i obiljem sunčanih sati, pozicioniraju je kao idealno okruženje za razvoj ove tehnologije. Prva pilot postrojenja izgrađena su u pustinji Tabernas, Almería, 80-ih, sa SSPS/CRS i CESA 1. Godine 2007., Španjolska je bila komercijalni pionir s postrojenjem u tornju PS10 u Sanlúcar la Mayoru, Sevilla.
U 2011. godini već je radila 21 solarna termoelektrana ukupne snage 852 MW. Prema udruzi Protermosolar, očekuje se da će se ta brojka nastaviti povećavati u narednim godinama. Zajedno će te elektrane Španjolsku učiniti najvećim proizvođačem solarne termoelektrične energije na svijetu, čineći je referencom u obnovljivoj energiji.
Primjena solarne termoelektrične energije
Solarna termoelektrična energija ima višestruku primjenu u kućanstvu i industriji. Neki od najznačajnijih uključuju:
- Potrošna topla voda i grijanje: U obiteljskim kućama solarna energija može pokriti do 70% potrošnje tople vode za kućanstvo.
- Grijanje bazena: Ova tehnologija omogućuje učinkovito i održivo grijanje bazena tijekom cijele godine.
- Domaća proizvodnja električne energije: Vlasnici kuća mogu instalirati solarne panele za vlastitu proizvodnju električne energije, pa čak i preprodavati viškove općoj električnoj mreži.
- industrijske primjene: Solarna termoelektrična energija također se koristi u industrijskim procesima koji zahtijevaju velike količine topline, kao što su proizvodnja električne energije, kuhanje hrane i destilacija vode.
Sa sve strožim propisima o emisijama i sve većim cijenama fosilnih goriva, solarna toplinska energija postaje atraktivna alternativa iu smislu održivosti i dugoročnih ekonomskih ušteda.
Solarna termoelektrična energija nastavlja napredovati i razvijati se i vjerojatno će igrati ključnu ulogu u budućnosti globalne proizvodnje energije, pomažući smanjiti našu ovisnost o fosilnim gorivima i promičući održiviji i ekološki model.