 Инженеры Университета штата Орегон выделили новый подход для хранения концентрированной солнечной тепловой энергии, чтобы уменьшить ее стоимость и сделать ее более практичной для более широкого использования.
Их продвижение основано на новой инновации в термохимическом хранении, в которой химическое превращение используется в повторяющихся циклах для удержания тепла, его использования его для питания турбины, и последующего повторного нагрева до продолжения цикла. Часто это может быть сделано в течение 24-часового периода, с разным уровнем солнечной энергии, доступной в любое время дня по мере уровня спроса.
Концептуально, всю произведенную энергию можно хранить неопределенно долго и использовать позднее, когда электричество наиболее необходимо. Кроме того, некоторое количество энергии может быть использовано немедленно, а остальное сохранено для последующего использования.
Хранение этого типа помогает решить один из ключевых факторов, ограничивающих широкое использование солнечной энергии - за счет устранения необходимости немедленно использовать электричество. Основополагающий источник питания основан на производстве, которое значительно варьируется - не только днем и ночью, но и временем суток, в течении которого солнечная интенсивность становится более или менее мощной. Многие альтернативные энергетические системы ограничиваются этим недостатком надежности и последовательного потока энергии.
Солнечная тепловая электроэнергия представляла собой значительный интерес из-за ее потенциала к снижению затрат. В отличие от обычных солнечных фотоэлектрических ячеек, которые производят электроэнергию непосредственно из солнечного света, солнечная тепловая генерация энергии разработана в качестве крупной электростанции, в которой акры зеркал точно отражают солнечный свет на солнечный приемник. Эта энергия используется для нагрева жидкости, которая в свою очередь приводит в действие турбину для производства электроэнергии.
Такая технология является привлекательной потому, что она является безопасной, долговечной, дружелюбной к окружающей среде и не производит выбросов парниковых газов. Стоимость, надежность и эффективность были основными ограничениями.
У соединений, которые изучаются исследователями, есть значительный потенциал для снижения издержек и повышения эффективности. В этих типах систем, энергоэффективность тесно связана с использованием самых высоких возможных температур. Расплавленные соли, в настоящее время используемые для хранения тепловой энергии солнца, могут работать только при температуре около 600 градусов по Цельсию, а также требуют больших контейнеров и коррозионных материалов. Соединение, которое мы изучаем, может быть использовано при температуре до 1200 градусов, и может быть в два раза более эффективным, чем у существующих систем.
Согласно исследователям, термохимическое хранение энергии представляет собой батарею, в которой химические связи используется для хранения и высвобождения энергии - но в этом случае передача основана на тепле, а не электричестве.
Система зависит от обратимого разложения карбоната стронция из оксида стронция и диоксида углерода, который потребляет тепловую энергию. Во время разряда рекомбинация оксида стронция и диоксида углерода выпускает накопленное тепло. Эти материалы являются негорючими, легко доступными и безопасными для окружающей среды.
По сравнению с существующими подходами, новая система может также позволить увеличить плотность энергии в 10 раз – что позволит построить ее с меньшими размерами и по меньшей цене.
Предлагаемая система будет работать при таких высоких температурах, что она сначала может быть использован для прямого нагрева воздуха, который будет управлять турбиной для производства электроэнергии. Затем остаточное тепло может быть использовано, чтобы заставить пар вращать еще одну турбину.
В лабораторных испытаниях возникла одна проблема, когда емкость энергии в процессе снизилась после 45 циклов нагрева и охлаждения из-за некоторых изменениях в базовых материалах. Дальнейшие исследования будут необходимы, чтобы определить пути для переработки материалы или значительно расширить количество циклов, которые могут быть выполнены до того, как переработка будет необходима.
Другие усовершенствования также могут быть необходимы, чтобы проверить систему в более крупных масштабах и урегулировать такие вопросы, как тепловые удары, прежде, чем прототип может быть готов для тестирования в национальной лаборатории.
|
