Солнечную энергию можно запасать при помощи стекла

Солнечную энергию можно запасать при помощи стекла

В США создан новый вид стеклообразного теплоносителя для гелиотермальных электростанций. Его рабочая температура — 1 200 ˚С, что в два с лишним раза выше, чем у аналогов. Он может не только повысить КПД солнечных электростанций, но и снизить стоимость хранения их энергии ночью.

В США создан новый вид стеклообразного теплоносителя для гелиотермальных электростанций. Его рабочая температура — 1 200 ˚С, что в два с лишним раза выше, чем у аналогов. Он может не только повысить КПД солнечных электростанций, но и снизить стоимость хранения их энергии ночью.
Солнечная энергия имеет две фундаментальные проблемы: больше всего её тогда и там, когда и где потребление электричества минимально, и наоборот. В развитых странах электропотребление максимизируется вечером и зимой, а летом и в полдень резко падает. И если себестоимость солнечных батарей и киловатта полученной от светила энергии постоянно падает, то про стоимость аккумуляции электричества этого сказать нельзя. А ведь как только доля гелиоэнергетики превысит 20% в любой замкнутой энергосистеме, энергоснабжение без хранилища избытков электричества станет слишком неустойчивым. Способов решения у этой проблемы много, но все они пока дороги.
Компания пытается подойти к вопросу с другой стороны. Более эффективным будет сохранять солнечную энергию не в виде электричества, а как тепло. Существующие разработки Halotechnics делают её лидером в этом направлении: растворы расплавленных солей на основе NO3 с максимальной рабочей температурой в 565 ˚С обеспечивают относительно дешёвое рабочее тело в гелиотермальной энергетике, где с помощью системы концентрирующих солнечный свет зеркал нагревается ёмкость с расплавленным раствором солей, после чего последний передаёт тепловую энергию обычной турбине.

Солнечную энергию можно запасать при помощи стекла

Башни — накопители солнечного тепла чрезвычайно дороги и материалоёмки. Башня гелиоТЭС PS10 (Андалусия) хорошо видна за десяток с лишним километров. Может ли солнечная энергетика обойтись без столь циклопических сооружений? (Фото Википедии.)

Возможно ли использование теплоаккумулятора на таких солях? Конечно. Никакой проблемы тут нет: с ростом объёма нагретого раствора теплопотери по периметру резервуара будут падать, так как площадь поверхности хранилища расплавленных солей будет расти пропорционально квадрату, а объём теплоаккумулирующих веществ — пропорционально кубу увеличения линейных размеров. В уже используемых теплоаккумулирующих мощностях в хранилище объёмом 68 м³ сохранить в течение ночи до 1,44 тераджоулей. При этом тепловые потери не превышают 1%.
Проблема таких теплоаккумуляторов в другом. Расплавленные растворы солей и как рабочее тело гелиотермальных электростанций, и как тепловая батарея имеют один и тот же недостаток — относительно низкую рабочую температуру. Для повышения КПД турбинной установки и эффективности накопления тепла требуется увеличение температуры теплоносителя. Если с первым пунктом всё ясно (цикл Карно, etc.), то второй требует пояснений. Чем выше температура рабочего тела, хранящего тепло, тем меньше этого носителя требуется — а значит, тем меньшие материальные затраты необходимы для строительства теплонакапливающих мощностей. Скажем, тонна расплавленной соли стоит всего тысячу долларов, но средняя гелиоТЭС использует около 30 тыс. тонн таких солей, а ведь для них нужен ещё резервуар, трубы и т. п.
Чтобы повысить эффективность теплоносителя, Halotechnics намерена использовать новый материал, который при рабочей температуре в 1 200 ˚С будет пребывать в стеклообразном состоянии. Состав самой смеси пока не раскрывается: по словам разработчиков, они перепробовали 18 тыс. комбинаций, прежде чем нашли удовлетворительную по соотношению «цена — качество». Новый теплоноситель сохраняет в одной единице объёма в три раза больше тепла, чем растворы расплавленных солей.
Весьма важно и то, что его использование как рабочего тела гелиотермальных электростанций позволит повысить их общий КПД с 42 до 45% за счёт применения ПГУ. По уверениям Halotechnics, проведённое предварительное ТЭО показало, что для гелиоТЭС в Калифорнии можно ожидать цены генерации на уровне 6 центов за кВт•ч (1,75 рубля) — неплохая по американским меркам себестоимость и для газовых ТЭС (из-за относительно высокой цены на газ). Основной причиной столь резкого снижения (сегодня 14–16 центов для гелиоТЭС считается средним показателем) станет даже не рост КПД, а увеличение коэффициента использования установленной мощности (КИУМ). Если нынче в большинстве геотермальных электростанций турбины работают днём, то с новым теплонакопителем они будут работать вдвое дольше, повышая КИУМ также вдвое — а значит, резко снижая стоимость одного кВт•ч, производимого такой станцией.
Хотя первые опыты с новым веществом в условиях опытной гелиоТЭС запланированы на лето, широкое внедрение нового теплоносителя кажется делом долгим, ведь придётся существенно изменить организацию самих электростанций, а не только их тепловых хранилищ, применить другие конструкционные материалы для трубопроводов, насосов и т. д.
Подготовлено по материалам Technology Review.
источник: science.compulenta.ru

Расскажите друзьям

Добавить комментарий

Войти с помощью: 

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Больше информационных новостей

Количество новостей, касающихся внешней политики за последний год возросло в…

Подробнее

Распознавание лиц в наше время становится все более реальным. Теперь,…

Подробнее

Памятник Кобзону очень скоро может появиться в Забайкалье. Руководство Забайкальского…

Подробнее

Названа самая старая планета Солнечной системы. Ею оказался Юпитер, который…

Подробнее
Недавно опубликованы

Существуют большое множество обстоятельств для реализации процесса по установлению статуса…

Подробнее

Большинство людей, желающих похудеть, в первую очередь задаются вопросом, как…

Подробнее

Впервые сетевой маркетинг возник в середине прошлого века. Традиционно, родиной…

Подробнее

Распознавание лиц в наше время становится все более реальным. Теперь,…

Подробнее