Solární věž - Solar power tower

The solární věž, známé také jako „centrální věžové“ elektrárny nebo „heliostat „elektrárny nebo energetické věže jsou typem solární pec pomocí věže pro příjem zaostřeného slunečního světla. Využívá řadu plochých pohyblivých zrcadel (nazývaných heliostaty) k zaostření slunečních paprsků na sběratelskou věž (cíl). Koncentrovaná solární termální energie je považována za jedno životaschopné řešení pro obnovitelnou energii bez znečištění.

Dřívější návrhy používaly tyto zaostřené paprsky k ohřevu vody a používaly výsledné pára k napájení a turbína. Novější vzory využívající kapalinu sodík a systémy využívající roztavené soli (40% dusičnan draselný, 60% dusičnan sodný ) jako pracovní kapaliny jsou nyní v provozu. Tyto pracovní kapaliny mají vysokou hladinu tepelná kapacita, které lze použít k akumulaci energie před jejím použitím k vaření vody k pohonu turbín. Tyto konstrukce také umožňují generování energie, když nesvítí slunce.

Náklady

V roce 2017 USA Národní laboratoř pro obnovitelné zdroje energie (NREL) odhaduje, že do roku 2020 by mohla být vyrobena elektřina z energetických věží za 5,47 centů za kWh.^[1] V roce 2007 společnosti jako ESolární (poté podpořeno Google.org ) vyvíjeli levné, nenáročné na údržbu a sériově vyráběné komponenty heliostatu, které měly v blízké budoucnosti snížit náklady.^[2] Design ESolar používal velké množství malých zrcadel (1,14 m²), aby se snížily náklady na instalaci montážních systémů, jako je beton, ocel, vrtání a jeřáby. V říjnu 2017 článek v GreenTech Media naznačil, že eSolar ukončila činnost koncem roku 2016.^[3]

Vylepšení systémů pracovních tekutin, jako je přechod od současných návrhů dvou nádrží (horkých / studených) k systémům s jednou nádrží s termoklinem s křemičitými tepelnými plnivy a kyslíkovými přikrývkami, zlepší účinnost materiálu a dále sníží náklady.

Design

Ashalim Power Station, Izrael, po dokončení nejvyšší sluneční věž na světě.

Vyřazeno z provozu Solární dva v Kalifornii

Některé koncentrační solární věže jsou chlazeny vzduchem místo vodou chlazeným, aby se zabránilo použití omezené pouštní vody^[4]
Ploché sklo se používá místo dražšího zakřiveného skla^[4]
Tepelné skladování skladovat teplo v nádobách na roztavenou sůl a pokračovat ve výrobě elektřiny, když nesvítí slunce
Pára se zahřívá na 500 ° C, aby poháněla turbíny spojené s generátory vyrábějícími elektřinu
Řídicí systémy pro dohled a kontrolu veškeré činnosti zařízení, včetně poloh pole heliostatů, alarmů, dalšího sběru dat a komunikace.

Obecně se instalace využívá na 150 hektarech (1 500 000 m²) na 320 hektarů (3 200 000 m²).

Problémy životního prostředí

Existují důkazy, že taková velkoplošná solární koncentrační zařízení mohou zabíjet ptáky, kteří nad nimi létají. V blízkosti středu pole mohou teploty dosáhnout 550 ° C, což je se samotným slunečním tokem dostatečné ke spálení ptáků, zatímco dále je spáleno peří, což vede k případné smrti ptáka. Pracovníci solární elektrárny Ivanpah nazývají tyto ptáky „fáborky“, které se vznášejí ve vzduchu a klesají k zemnímu kouři. Během testování počáteční pohotovostní polohy heliostatů bylo při vstupu do koncentrovaného slunečního toku zabito 115 ptáků. Během prvních 6 měsíců provozu bylo zabito celkem 321 ptáků. Po změně pohotovostního postupu tak, aby na jeden bod nebyly zaměřeny více než čtyři heliostaty, nedošlo k žádnému dalšímu úmrtí ptáka.^[5]

Solární elektrárna Ivanpah je státem Kalifornie klasifikována jako emitor skleníkových plynů, protože musí každé ráno spalovat fosilní palivo několik hodin, aby mohla rychle dosáhnout své provozní teploty.^[6]

Komerční aplikace

V poslední době došlo k obnovenému zájmu o energetickou technologii solárních věží, což je zřejmé ze skutečnosti, že do plánování, projektování a výstavby energetických elektráren se zapojuje několik společností. Jedná se o důležitý krok ke konečnému cíli rozvoje komerčně životaschopných rostlin. Existuje řada příkladů případových studií aplikace inovativních řešení na solární energii.^[7] Aplikace paprskové věže je také možná s heliostaty pro ohřev pracovní tekutiny.^[8]

Nové aplikace

Koncept Pit Power Tower v Důl v Binghamském kaňonu

Pit Power Tower^[9]^[10] kombinuje solární věž a aeroelektrickou věž^[11] ve vyřazeném dolu z otevřené jámy. Velikost tradičních solárních věží je omezena výškou věže a bližšími heliostaty, které blokují přímou viditelnost vnějších heliostatů k přijímači. Využití „stadionového sezení“ v důlním dole pomáhá překonat blokující omezení.

Jelikož solární věže běžně používají k pohonu turbíny páru a voda má v oblastech s vysokou solární energií tendenci být vzácná, další výhodou otevřených šachet je, že mají tendenci shromažďovat vodu, která byla vykopána pod hladinou vody. Pit Power Tower využívá páru s nízkou teplotou k pohonu pneumatických trubek v kogeneračním systému. Třetí výhodou opětovného využití důlního dolu pro tento druh projektu je možnost opětovného využití důlní infrastruktury, jako jsou silnice, budovy a elektřina.

Solární energetické věže

Seznam solárních energetických věží

název	Vývojář / vlastník	Dokončeno	Země	Město	Výška m	Výška ft	Sběratelé	Instalované maximum kapacita * (MW)	Celková roční energie Výroba (GWh)
Solární park Mohammed bin Rashid Al Maktoum	Napájení ACWA	2020	Spojené arabské emiráty	Seih Al-Dahal, Dubaj	262,44 m	861 stop
Ashalim Power Station	Megalim solární energie	2018	Izrael	Poušť Negev	260 m	853 stop	50,600	121 MW	320
Solární elektrárna Ouarzazate	Marocká agentura pro udržitelnou energii	2009	Maroko	Ouarzazate	250 m	820 stop	7,400	150 MW	500
Atacama-1^[12]	Acciona (51%) a Abengoa (49%)	2021	Chile	Calama	250 m	820 stop	10,600	110 MW	ve výstavbě^[13]
Shouhang Dunhuang 100 MW Fáze II^[14]	Peking Shouhang IHW	2018	Čína	Dunhuang	220 m	722 stop	12,000	100 MW	390^[15]
Qinghai Gonghe CSP^[16]		2019	Čína	Gonghe	210 m	689 stop		50 MW	156.9
Khi Solar One	Abengoa	2016	Jižní Afrika	Upington	205 m	673 stop	4,120	50 MW	180
Projekt solární energie Crescent Dunes	SolarReserve	2016	Spojené státy	Tonopah	200 m	656 stop	10,347	110 MW	500
Supcon Solar Delingha^[17]	Supcon Solar	2016	Čína	Delingha	200 m	656 stop		50 MW	146
Projekt CSP Haixi 50 MW^[18]	Luneng Qinghai Guangheng Nová energie	2019	Čína	Haixi Zhou	188 m	617 stop	4,400	50 MW
Projekt CSP Hami 50 MW^[19]^[20]	Supcon Solar	2019	Čína	Hami	180 m	590 stop		50 MW
Solární elektrárna PS20	Abengoa Solar	2009	Španělsko	Sanlúcar la Mayor	165 m	541 stop	1,255	20 MW	48
Gemasolární termosolární rostlina	Energie torresolu	2011	Španělsko	Sevilla	140 m	460 ft	2,650	19,9 MW	80
Solární elektrárna Ivanpah (3 věže)	BrightSource Energy	2014	Spojené státy	Poušť Mojave	139,9 m	459 stop	173,500	392 MW	650
Shouhang Dunhuang 10 MW Fáze I^[21]		2018	Čína	Dunhuang	138 m	453 stop	1,525^[22]	10 MW
Farmy Sundrop	Aalborg CSP	2016	Austrálie	Port Augusta	127 m	417 stop	23,712^[23]	1,5 MW
Dahan Power Plant^[24]	Ústav elektrotechniky Čínské akademie věd	2012	Čína	Dahane	118 m	387 stop	100	1 MW
Solární elektrárna PS10	Abengoa Solar	2007	Španělsko	Sanlúcar la Mayor	115 m	377 stop	624	11 MW	23.4
Solární projekt	Americké ministerstvo energetiky	1981	Spojené státy	Poušť Mojave	100 m	328 stop	1818 později 1926	7 MW, později 10 MW	na, zničen
Supcon Solar Delingha 10MW^[25] (2 věže)	Supcon Solar	2013	Čína	Delingha	100 m	328 stop		10 MW
Národní solární testovací zařízení	Americké ministerstvo energetiky	1978	Spojené státy	Poušť Mojave	60 m	200 stop		1 MW (5-6 MWt)	na, demonstrant
Solární věž Jülich	Německé letecké středisko	2008	Německo	Jülich	60 m	200 stop	2000	1,5 MW	na, demonstrant
Greenway CSP Mersin Solar Tower Plant	Greenway CSP	2013	krocan	Mersin	60 m	200 stop	510	1 MW (5 MWt)
Solární věž ACME^[26]	Skupina ACME	2011	Indie	Bikaner	46 m	150 stop	14,280	2,5 MW
Sierra SunTower (2 věže)	eSolar	2010	Spojené státy	Poušť Mojave	46 m	150 stop^[27]	24,000	5 MW	na, zbořen
Solární termální stanice Jemalong^[28]		2017	Austrálie	Jemalong	27 m	89 stop	3,500	1,1 MW (6 MWt)

Viz také

Reference

^ John Lowry (2017). Vyhýbání se uhlíkové apokalypse prostřednictvím alternativní energie: život po fosilních palivech. Springer. p. 33.
^ Cíl společnosti Google: Obnovitelná energie levnější než uhlí 27. listopadu 2007
^ Deign, Jason (12. října 2017). „Koncentrovaná solární elektrárna ESolar jde AWOL“. GreenTech Media. Citováno 13. června 2019.
^ ^A ^b „Časté dotazy“. Brightsourceenergy.com. Citováno 2019-09-28.
^ Kraemer, Susan (16. dubna 2015). „Jeden podivný trik předchází úmrtí ptáků u solárních věží“. Clean Technica. Citováno 20. února 2017.
^ Danelski, David (21. října 2015). „Není snadné být ekologický: solární elektrárna Ivanpah poblíž Nevady spaluje hodně zemního plynu, což z něj podle státního práva dělá emitor skleníkových plynů“. Orange County Register. Santa Ana, Kalifornie. Citováno 14. září 2016.
^ SOLÁRNÍ SÍLA V NOVINÁCH
^ „Tři solární moduly prvního komerčního projektu koncentrované solární energie na světě, který je připojen k síti“. Citováno 18. srpna 2019.
^ Pit Power Tower - zprávy o alternativní energii, únor 2009
^ Pit Power Tower US Patent
^ Energetická věž
^ https://solarpaces.nrel.gov/atacama-1
^ http://helioscsp.com/fire-halts-construction-at-chiles-first-concentrated-solar-power-tower/
^ https://www.sh-ihw.es/dunhuang100
^ https://solarpaces.nrel.gov/shouhang-dunhuang-100-mw-phase-ii
^ http://www.supconsolar.com/en/cases/detail/id/12.html
^ http://www.supconsolar.com/en/cases/detail/id/11.html
^ https://solarpaces.nrel.gov/luneng-haixi-50mw-molten-salt-tower
^ http://helioscsp.com/cpecc-hami-tower-concentrated-solar-power-project-to-be-completed-in-mid-2019/
^ https://solarpaces.nrel.gov/hami-50-mw-csp-project
^ https://solarpaces.nrel.gov/shouhang-dunhuang-10-mw-phase-i
^ https://www.solarpaces.org/shouhang-and-edf-first-to-test-s-co2-cycle-in-concentrated-solar-power/
^ https://solarpaces.nrel.gov/sundrop-csp-project
^ https://solarpaces.nrel.gov/dahan-power-plant
^ http://www.supconsolar.com/en/cases/detail/id/10.html
^ https://solarpaces.nrel.gov/acme-solar-tower
^ https://www.pv-tech.org/editors-blog/esolar_sierra_suntower_project_offline_-_clarified
^ https://vastsolar.com/portfolio-items/jemalong-solar-station-pilot-1-1mwe/

externí odkazy

Cleantech Group vybírá vítěze i poražené v koncentrované solární energii
Příspěvky „CSP“ v Green Tech
Demonstrační závod společnosti eSolar v Lancasteru v Kalifornii.
Národní solární testovací zařízení
Podrobný popis centrálních přijímacích systémů
Elektrárna využívá sluneční paprsky Článek BBC o solární elektrárně poblíž španělské Sevilly
Popis první komerční solární věže
vICERP Výzkumná spolupráce s demonstračním závodem v Juelichu v Německu
Rostlina solární věže Juelich První německá elektrárna na solární věže v Juelichu
Pole Heliostat na mapách Google Seznam rostlin solární věže a solárních pecí se zapnutým polem heliostatu Google mapy
Energetický plán pro papírnictví s nulovým obsahem uhlíku

Institucionální odkazy

Obchodní odkazy

[Avoiding_Carbon_Apocalypse_Through_Alternative_Energy:_Life_After_Fossil_Fuels-1] John Lowry (2017). Vyhýbání se uhlíkové apokalypse prostřednictvím alternativní energie: život po fosilních palivech. Springer. p. 33.

[2] Cíl společnosti Google: Obnovitelná energie levnější než uhlí 27. listopadu 2007

[3] Deign, Jason (12. října 2017). „Koncentrovaná solární elektrárna ESolar jde AWOL“. GreenTech Media. Citováno 13. června 2019.

[brightsourceenergy.com-4] A ^b „Časté dotazy“. Brightsourceenergy.com. Citováno 2019-09-28.

[Kraemer-5] Kraemer, Susan (16. dubna 2015). „Jeden podivný trik předchází úmrtí ptáků u solárních věží“. Clean Technica. Citováno 20. února 2017.

[6] Danelski, David (21. října 2015). „Není snadné být ekologický: solární elektrárna Ivanpah poblíž Nevady spaluje hodně zemního plynu, což z něj podle státního práva dělá emitor skleníkových plynů“. Orange County Register. Santa Ana, Kalifornie. Citováno 14. září 2016.

[7] SOLÁRNÍ SÍLA V NOVINÁCH

[8] „Tři solární moduly prvního komerčního projektu koncentrované solární energie na světě, který je připojen k síti“. Citováno 18. srpna 2019.

[9] Pit Power Tower - zprávy o alternativní energii, únor 2009

[10] Pit Power Tower US Patent

[11] Energetická věž

[12] ttps://solarpaces.nrel.gov/atacama-1

[13] ttp://helioscsp.com/fire-halts-construction-at-chiles-first-concentrated-solar-power-tower/

[14] ttps://www.sh-ihw.es/dunhuang100

[15] ttps://solarpaces.nrel.gov/shouhang-dunhuang-100-mw-phase-ii

[16] ttp://www.supconsolar.com/en/cases/detail/id/12.html

[17] ttp://www.supconsolar.com/en/cases/detail/id/11.html

[18] ttps://solarpaces.nrel.gov/luneng-haixi-50mw-molten-salt-tower

[19] ttp://helioscsp.com/cpecc-hami-tower-concentrated-solar-power-project-to-be-completed-in-mid-2019/

[20] ttps://solarpaces.nrel.gov/hami-50-mw-csp-project

[21] ttps://solarpaces.nrel.gov/shouhang-dunhuang-10-mw-phase-i

[22] ttps://www.solarpaces.org/shouhang-and-edf-first-to-test-s-co2-cycle-in-concentrated-solar-power/

[23] ttps://solarpaces.nrel.gov/sundrop-csp-project

[24] ttps://solarpaces.nrel.gov/dahan-power-plant

[25] ttp://www.supconsolar.com/en/cases/detail/id/10.html

[26] ttps://solarpaces.nrel.gov/acme-solar-tower

[27] ttps://www.pv-tech.org/editors-blog/esolar_sierra_suntower_project_offline_-_clarified

[28] ttps://vastsolar.com/portfolio-items/jemalong-solar-station-pilot-1-1mwe/

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]

[16]

[17]

[18]

[19]

[20]

[21]

[22]

[23]

[24]

[25]

[26]

[27]

[28]