Termoelektromos napenergia: jellemzők, alkalmazások és fejlesztések

La termoelektromos napenergia A naphő egy ígéretes technológia, amely a nap hőjét használja fel elektromos áram előállítására. Ez a folyamat speciális üzemekben ún napenergia-hőerőművek, amelyek az 80-as évek eleje óta fejlődtek A technológia fő előnye, hogy tiszta, bőséges és ami a legfontosabb, megújuló energiaforrás.

Érdekes tény, hogy a Föld tíznaponta ugyanannyi energiát kap a Naptól, mint az összes ismert olaj-, gáz- és széntartalékban együttvéve. Ez a hatalmas potenciál teszi a napenergiát a termoelektromos energia kulcsfontosságúvá a fenntartható energia jövőjében. Jelenleg különböző típusú napenergia-termelő erőművek léteznek egymás mellett, mindegyik sajátos jellemzőkkel rendelkezik. Spanyolország előnyös pozíciót foglal el számos üzemben működő üzemtel és konszolidált ipari szektorral, amely aktívan részt vesz a nemzetközi projektekben.

Ezután részletezzük a szoláris termoelektromos energia jellemzőit, alkalmazásait és jelentőségét a globális energetikai kontextusban.

Mi a napenergia termoelektromos energiája?

egy napelemes hőerőmű A hagyományos hőerőműhöz hasonlóan működik, de szén vagy földgáz helyett napenergiát használ. Ezeknek a növényeknek az alapelve egyszerű: a napsugarakat tükrök sorozata koncentrálja egy központi vevő felé. Ezen a ponton a hőmérséklet akár 1.000 ºC.

Ez a hő átadódik egy folyadéknak (általában olvadt sóknak vagy termikus olajoknak), amely hevítéskor gőzt termel. Ez a gőz mozgatja az áramot termelő generátorokhoz kapcsolódó turbinákat. A szoláris hőerőművek egyik fő kezdeti korlátja az volt, hogy csak napsütéses órákban működhettek. A technológiai fejlődésnek köszönhetően azonban ma már sok üzem rendelkezik hőtároló rendszerrel, amely lehetővé teszi, hogy akár éjszaka is áramot termeljenek.

A szoláris hőerőművek típusai

Jelenleg három fő típusa van termoelektromos naperőművek. Bár mindegyik a napenergia koncentrációjára támaszkodik az elektromos áram előállításához, különbözik a napfény koncentrálásának módjában. Lássuk mindegyiket részletesen:

Napelemes hőtorony üzem

Ezt a fajta növényt használják heliosztátokat, amelyek a nap mozgását követni képes mobil szerkezetekre szerelt tükrök. Ezek a tükrök a napsugarakat egy központi torony tetején található vevőre koncentrálják. Az erre a pontra koncentrálódó napenergia képes magasabb hőmérsékletet elérni, mint 600 ºC. Középtávon ez a technológia nagyon hatékonynak és megbízhatónak bizonyult, bár egyik legnagyobb kihívása továbbra is az építési költségek csökkentése. Spanyolországban a sevillai Gemasolar üzem úttörő a hosszú távú hőtárolás integrálása terén, amely lehetővé teszi a nap 24 órájában villamos energia előállítását.

Parabolic tányér vagy Stirling csésze napenergia hőerőmű

Ebben a növénytípusban a parabola tükrök Tányér alakúak a napsugarakat egy fókuszpontba koncentrálják, ahol egy Stirling-motor található, amely nagyon hatékonyan termel áramot. A lemez fókuszpontjában elért magas hőmérséklet meghajtja a motort, amely egy turbina forgatásával termel áramot. Ezt a technológiát előnyösen alkalmazták olyan helyeken, mint például a Mojave-sivatag az Egyesült Államokban.

Parabolikus vályús napelemes hőerőmű

az parabolikus vályús erőművek Kereskedelmi szinten a legelterjedtebbek nagy hatékonyságuk és alacsonyabb megvalósítási költségeik miatt. A parabola henger alakú, hosszú hajlított tükrök felfogják a napfényt, és a tengelye mentén elhelyezkedő csőben koncentrálják. Ez a cső egy transzferfolyadékot tartalmaz, amelyet felmelegítenek, és egy hőcserélő rendszeren keresztül gőzt termel a turbina meghajtásához. Több országban, köztük Spanyolországban is működik már ilyen típusú üzem.

Napenergia termoelektromos energia fejlesztése

A szoláris hőenergia első alapjait Augustin Mouchot dolgozta ki a 1980. század végén, de csak az XNUMX-as években kezdték bemutatni az életképes kereskedelmi alkalmazásokat. A technológiai fejlődés azóta jelentős, és számos kulcsfontosságú akadályt leküzdött:

• Magas kezdeti költségek: Bár az anyag- és építési költségek kezdetben túl magasak voltak, az új technológiák fejlesztése jelentősen csökkentette a költségeket.
• Energia tároló: A fő kihívást az jelentette, hogy a hőtároló hiánya miatt éjszaka nem lehetett áramot termelni. Az olyan növények azonban, mint a Gemasolar, bebizonyították, hogy lehetséges hőt tárolni olvadt sókban, és 24 órán keresztül villamos energiát termelni.
• Időjárási viszonyok: A magas napsugárzású régiókra egész évben szükség van, ami korlátozta a telepítést a mérsékeltebb éghajlaton. Az olyan projektek, mint a Desertec, megvizsgálták annak lehetőségét, hogy a sivatagi régiókban, például a Szaharában nagy erőműveket telepítsenek, szállítókábelek segítségével áramot küldjenek Európába.

Termoelektromos napenergia Spanyolországban

Spanyolország világszerte vezető ország a napelemes hőerőművek telepítése terén. Spanyolország földrajzi és éghajlati viszonyai, a nagy sivatagi területek és a bőséges napsütéses órák ideális környezetet biztosítanak e technológia fejlesztéséhez. Az első kísérleti üzemeket az 80-as években az almeríai Tabernas sivatagban építették az SSPS/CRS és a CESA 1 segítségével. 2007-ben Spanyolország a sevillai Sanlúcar la Mayorban található PS10 toronygyára volt a kereskedelmi úttörő.

2011-ben már 21 napelemes hőerőmű üzemelt, összesen 852 MW teljesítménnyel. A Protermosolar egyesület szerint ez a szám várhatóan tovább fog növekedni a következő években. Ezek az erőművek együttesen a világ legnagyobb napenergia-termoelektromos energiatermelőjévé teszik Spanyolországot, így a megújuló energia referenciaforrásává válik.

A napenergia termoelektromos energia alkalmazásai

A szoláris termoelektromos energia számos felhasználási területtel rendelkezik mind a háztartási, mind az ipari területen. Néhány kiemelés a következőket tartalmazza:

• Használati meleg víz és fűtés: Családi házakban a napenergiával a használati melegvíz fogyasztás akár 70%-át is fedezheti.
• Medence fűtés: Ez a technológia lehetővé teszi az úszómedencék hatékony és fenntartható fűtését egész évben.
• Hazai villamosenergia-termelés: A lakástulajdonosok napelemeket telepíthetnek, hogy saját maguk termeljenek áramot, és akár továbbadhatják a felesleget az általános elektromos hálózatnak.
• ipari alkalmazások: A szoláris termoelektromos energiát nagy mennyiségű hőt igénylő ipari folyamatokban is használják, mint például a villamosenergia-termelés, az ételfőzés és a víz lepárlása.

Az egyre szigorúbb károsanyag-kibocsátási szabályozások és a fosszilis tüzelőanyagok emelkedő ára miatt a napenergia vonzó alternatívává válik mind a fenntarthatóság, mind a hosszú távú gazdasági megtakarítások szempontjából.

A szoláris termoelektromos energia folyamatosan fejlődik és fejlődik, és valószínűleg alapvető szerepet fog játszani a globális energiatermelés jövőjében, hozzájárulva a fosszilis tüzelőanyagoktól való függőségünk csökkentéséhez, valamint egy fenntarthatóbb és környezetbarátabb modell előmozdításához.