Башня солнечной энергии

Концентрирующие солнечные энергетические башни:

Вверху: солнечные башни объекта Ivanpah , крупнейшей в мире солнечной тепловой электростанции в пустыне Мохаве, на юго-востоке Калифорнии.
В центре: PS10 , первая в мире коммерческая солнечная электростанция в Андалусии, Испания.
Внизу: солнечная энергетическая башня THEMIS в Восточных Пиренеях, Франция (слева) и немецкая экспериментальная башня Юлих (справа)

Башня солнечной энергии , также известная как электростанция «центральная башня» или электростанция « гелиостат » или силовая башня, представляет собой тип солнечной печи, использующей башню для получения сфокусированного солнечного света. Он использует набор плоских подвижных зеркал (называемых гелиостатами) для фокусировки солнечных лучей на коллекторной башне (цели). Концентрированная солнечная энергия рассматривается как одно из жизнеспособных решений для возобновляемых источников энергии без загрязнения окружающей среды.

В ранних конструкциях эти сфокусированные лучи использовались для нагрева воды, а полученный пар использовался для питания турбины . Были продемонстрированы новые конструкции, использующие жидкий натрий , и системы, использующие расплавленные соли (40% нитрата калия , 60% нитрата натрия ) в качестве рабочих жидкостей, в настоящее время находятся в эксплуатации. Эти рабочие жидкости обладают высокой теплоемкостью , которую можно использовать для хранения энергии перед использованием ее для кипячения воды для привода турбин. Эти конструкции также позволяют генерировать энергию, когда солнце не светит.

Стоимость [ править ]

Этот раздел необходимо обновить . Обновите эту статью, чтобы отразить недавние события или новую доступную информацию. ( Декабрь 2020 г. )

В 2017 году Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии США (NREL) подсчитала, что к 2020 году электроэнергию можно будет производить с помощью опорных башен по цене 5,47 цента за кВтч. ^[1] В 2007 году такие компании, как ESolar (тогда поддерживавшаяся Google.org ), разрабатывали дешевые, не требующие обслуживания, массовые производимые компоненты гелиостата, которые должны были сократить расходы в ближайшем будущем. ^[2] В конструкции ESolar использовалось большое количество небольших зеркал (1,14 м²), чтобы снизить затраты на установку таких систем крепления, как бетон, сталь, сверление и подъемные краны. В октябре 2017 года в статье в GreenTech Media говорилось, что eSolar прекратил свою деятельность в конце 2016 года ^[3].

Усовершенствования в системах рабочих жидкостей, такие как переход от нынешних конструкций с двумя резервуарами (горячий / холодный) к системам с одним резервуаром и термоклином с кварцитовыми термонаполнителями и кислородными подушками, улучшат эффективность использования материалов и дополнительно снизят затраты.

Дизайн [ править ]

Ашалимская электростанция в Израиле, после завершения строительства самая высокая солнечная башня в мире.

Списанный Solar Two в Калифорнии

Некоторые концентрирующие солнечные энергетические башни имеют воздушное охлаждение вместо водяного, чтобы избежать использования ограниченного количества воды в пустыне ^[4]
Плоское стекло используется вместо более дорогого гнутого стекла ^[4]
Теплоаккумулятор для хранения тепла в емкостях с расплавленной солью для продолжения производства электроэнергии, пока не светит солнце
Пар нагревается до 500 ° C для привода турбин, соединенных с генераторами, вырабатывающими электричество.
Системы управления для наблюдения и контроля за всей деятельностью станции, включая расположение гелиостатов, сигнализацию, сбор других данных и обмен данными.

Обычно установки занимают от 150 гектаров (1 500 000 м ² ) до 320 га (3 200 000 м ² ).

Проблемы окружающей среды [ править ]

Есть свидетельства того, что солнечные концентрирующие установки такой большой площади могут убивать птиц, пролетающих над ними. Вблизи центра массива температура может достигать 550 ° C, чего, с учетом самого солнечного потока, достаточно, чтобы сжечь птиц, в то время как подальше опаляются перья, что в конечном итоге приводит к гибели птицы. Рабочие солнечной электростанции Иванпа называют этих птиц «лентами», поскольку они воспламеняются в воздухе и падают на землю, оставляя за собой дым. Во время тестирования исходного положения режима ожидания гелиостатов 115 птиц были убиты при попадании в концентрированный солнечный поток. Всего за первые 6 месяцев работы погибла 321 птица. После изменения процедуры ожидания, чтобы сфокусировать не более четырех гелиостатов в одной точке, больше погибших птиц не было. ^[5]

Солнечная электростанция Ivanpah классифицируется штатом Калифорния как источник выбросов парниковых газов, поскольку каждое утро в течение нескольких часов она должна сжигать ископаемое топливо, чтобы быстро достичь своей рабочей температуры. ^[6]

Коммерческие приложения [ править ]

Недавно ^{[ когда? ]} , наблюдается возобновление интереса к технологии солнечной энергии башни, о чем свидетельствует тот факт, что есть несколько компаний, участвующих в планировании, проектировании и строительстве электростанций для коммунальных предприятий. Это важный шаг на пути к конечной цели создания коммерчески жизнеспособных растений. Существует множество примеров использования инновационных решений в солнечной энергетике. ^[7]^{[ мертвая ссылка ]} Луч вниз ^{[ требуется уточнение ]} Применение башни также возможно с гелиостатами для нагрева рабочей жидкости. ^[8]

Новые приложения [ править ]

Концепция Pit Power Tower в шахте Bingham Canyon

Башня Pit Power Tower ^[9]^[10] сочетает в себе башню солнечной энергии и башню аэро-электрической энергии ^[11] в выведенном из эксплуатации карьере. Традиционные солнечные энергетические башни ограничены по размеру из-за высоты башни и более близких гелиостатов, блокирующих прямую видимость внешних гелиостатов к приемнику. Использование «сидячих мест на стадионе» карьера помогает преодолеть ограничение блокировки.

Поскольку солнечные энергетические башни обычно используют пар для приведения в действие турбин, а воды, как правило, не хватает в регионах с высокой солнечной энергией, другим преимуществом открытых карьеров является то, что они имеют тенденцию собирать воду, будучи выкопаны ниже уровня грунтовых вод. Башня Pit Power Tower использует пар с низким нагревом для приведения в действие пневматических трубок в системе когенерации. Третье преимущество перепрофилирования карьера для этого типа проекта - возможность повторного использования инфраструктуры рудника, такой как дороги, здания и электричество.

Башни солнечной энергии [ править ]

Список солнечных электростанций [ править ]

Имя	Разработчик / Владелец	Завершенный	Страна	Городок	Высота м	Высота ft	Коллекционеры	Установленная максимальная мощность * (МВт)	Общее годовое производство энергии (ГВтч)
Солнечный парк Мохаммеда бин Рашида Аль Мактума	ACWA Мощность	2020 г.	Объединенные Арабские Эмираты	Сейх Аль-Дахал, Дубай	262,44 м	861 фут
Ашалимская Электростанция	Солнечная энергия Мегалим	2018 г.	Израиль	Пустыня Негев	260 кв.м.	853 футов	50 600	121 МВт	320
Солнечная электростанция в Варзазате	Марокканское агентство по устойчивой энергетике	2009 г.	Марокко	Варзазат	250 м	820 футов	7 400	150 МВт	500
Атакама-1 ^[12]	Acciona (51%) и Abengoa (49%)	2021 г.	Чили	Калама	243 кв.м.	820 футов	10 600	110 МВт	в стадии строительства ^[13]
Shouhang Dunhuang 100 МВт, Фаза II ^[14]	Пекин Шоухан IHW	2018 г.	Китай	Дуньхуан	220 кв.м.	722 фут.	12 000	100 МВт	390 ^[15]
Цинхай Гунхэ CSP ^[16]		2019 г.	Китай	Gonghe	210 кв.м.	689 футов		50 МВт	156,9
Khi Solar One	Абенгоа	2016 г.	Южная Африка	Upington	205 кв.м.	673 футов	4 120	50 МВт	180
Проект солнечной энергии Crescent Dunes	SolarReserve	2016 г.	Соединенные Штаты	Тонопа	200 м	656 футов	10 347	110 МВт	500
Supcon Solar Delingha ^[17]	Supcon Solar	2016 г.	Китай	Delingha	200 м	656 футов		50 МВт	146
Проект CSP 50 МВт в Хайси ^[18]	Лунэн Цинхай Гуанхэн Новая Энергия	2019 г.	Китай	Хайси Чжоу	188 кв.м.	617 футов	4 400	50 МВт
Проект Хами 50 МВт CSP ^[19]^[20]	Supcon Solar	2019 г.	Китай	Хами	180 кв.м.	590 футов		50 МВт
Солнечная электростанция PS20	Abengoa Solar	2009 г.	Испания	Санлукар-ла-Майор	165 кв.м.	541 фут	1,255	20 МВт	48
Гемасолар Термосолнечная установка	Торресол Энергия	2011 г.	Испания	Севилья	140 кв.м.	460 футов	2 650	19,9 МВт	80
Солнечная электростанция Иванпа (3 башни)	BrightSource Energy	2014 г.	Соединенные Штаты	Пустыня Мохаве	139,9 м	459 футов	173 500	392 МВт	650
Shouhang Dunhuang 10 МВт, Фаза I ^[21]		2018 г.	Китай	Дуньхуан	138 кв.м.	453 футов	1,525 ^[22]	10 МВт
Солнечные фермы	Ольборгский CSP	2016 г.	Австралия	Порт-Огаста	127 кв.м.	417 футов	²³ 712 ^[23]	1,5 МВт
Электростанция Дахан ^[24]	Институт электротехники Китайской академии наук	2012 г.	Китай	Дахан	118 кв.м.	387 футов	100	1 МВт
Солнечная электростанция PS10	Abengoa Solar	2007 г.	Испания	Санлукар-ла-Майор	115 кв.м.	377 футов	624	11 МВт	23,4
Солнечный проект	Министерство энергетики США	1981	Соединенные Штаты	Пустыня Мохаве	100 м	328 футов	1818 позже 1926	7 МВт, позже 10 МВт	на, снесен
Supcon Solar Delingha 10 МВт ^[25] (2 башни)	Supcon Solar	2013	Китай	Delingha	100 м	328 футов		10 МВт
Национальный центр солнечных тепловых испытаний	Министерство энергетики США	1978 г.	Соединенные Штаты	Пустыня Мохаве	60 м	200 футов		1 МВт (5-6 МВт)	на, демонстратор
Солнечная башня Юлиха	Немецкий аэрокосмический центр	2008 г.	Германия	Юлих	60 м	200 футов	2000 г.	1,5 МВт	на, демонстратор
Greenway CSP Mersin Solar Tower	Greenway CSP	2013	индюк	Мерсин	60 м	200 футов	510	1 МВт (5 МВт)
Солнечная башня ACME ^[26]	Группа ACME	2011 г.	Индия	Биканер	46 кв.м.	150 футов	14 280	2,5 МВт
Sierra SunTower (2 башни)	eSolar	2010 г.	Соединенные Штаты	Пустыня Мохаве	46 кв.м.	150 футов ^[27]	24 000	5 МВт	на, снесен
Солнечная тепловая станция Джемалонг ^[28]		2017 г.	Австралия	Джемалонг	27 кв.м.	89 футов	3500	1,1 МВт (6 МВт)

В популярной культуре [ править ]

HELIOS One в видеоигре Fallout: New Vegas

См. Также [ править ]

Концентрированная солнечная энергия
Зеленый тариф
Список концентрирующих предприятий солнечной тепловой энергетики
Список солнечных тепловых электростанций
Национальный центр солнечных тепловых испытаний (NSTTF)
Солнечная печь
Солнечная тепловая энергия

Ссылки [ править ]

^ Джон Лоури (2017). Как избежать углеродного апокалипсиса с помощью альтернативной энергии: жизнь после ископаемого топлива . Springer. п. 33.
^ Цель Google: возобновляемые источники энергии дешевле угля 27 ноября 2007 г.
^ Соизволил, Джейсон (12 октября 2017). «ESolar, претендент на концентрированную солнечную энергию, уходит в самоволку» . GreenTech Media . Проверено 13 июня 2019 .
^ a b «Часто задаваемые вопросы» . Brightsourceenergy.com . Проверено 28 сентября 2019 .
^ Кремер, Susan (16 апреля 2015). «Одна странная уловка предотвращает гибель птиц у солнечных башен» . Чистая техника . Проверено 20 февраля 2017 года .
^ Danelski, Дэвид (21 октября 2015). «Нелегко быть экологичным: солнечная электростанция Ivanpah около Невады сжигает много природного газа, что делает ее источником выбросов парниковых газов в соответствии с законодательством штата» . Регистр округа Ориндж . Санта-Ана, Калифорния . Проверено 14 сентября 2016 года .
^ СОЛНЕЧНАЯ ЭНЕРГИЯ В НОВОСТИ
^ «Три солнечных модуля первой в мире коммерческой опускаемой башни Concentrated Solar Power будут подключены к сети» . Проверено 18 августа 2019 .
^ Pit Power Tower - Новости альтернативной энергетики, февраль 2009 г.
^ Патент Pit Power Tower США
^ Энергетическая башня
^ 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/

Внешние ссылки [ править ]

Cleantech Group выбирает победителей и проигравших в области концентрированной солнечной энергии
Посты CSP в Green Tech
Демонстрационный завод eSolar в Ланкастере, Калифорния.
Национальный центр солнечных тепловых испытаний
Подробное описание систем центрального приемника
Электростанция использует солнечные лучи Статья BBC о солнечной электростанции недалеко от Севильи в Испании
Описание первой коммерческой солнечной энергетической башни
vICERP Научно-исследовательское сотрудничество с демонстрационным заводом в Юлихе, Германия
Солнечная башня в Юлихе Первая в Германии солнечная электростанция в Юлихе
Поля гелиостата на картах Google. Список солнечных башен и солнечных печей с полем гелиостата на картах Google.
План энергоснабжения канцелярских принадлежностей Австралии с нулевым выбросом углерода

Институциональные ссылки [ править ]

CSIRO> Подразделения> CSIRO Energy Technology
ESTELA> Технологии> Башенные технологии
Лаборатория Промес> Оборудование> Солнечные концентраторы> Фемида
PSA> Услуги> Центральный ресивер
Сандийская национальная лаборатория> Национальная лаборатория солнечных тепловых испытаний> Центральная испытательная лаборатория приемников> Гелиостаты и возможности башни
Институт Вейцмана> Науки об окружающей среде и энергетические исследования> Исследования> Энергетические исследования

Коммерческие ссылки [ править ]

Abengoa Solar> Технологии> Концентрация солнечной энергии> Башня питания ^{[ постоянная мертвая ссылка ]}
Aora-Solar
BrightSource Energy> Технологии> Как работает LPT
Desertec> Концепция> Технологии
Логика устройства
eSolar> Решения Heliostat
Kraftanlagen München> Сфера деятельности> Возобновляемые источники энергии> Солнечные тепловые электростанции> Юлихская экспериментальная электростанция
Nur Energie> Проекты> Тунис
SENER> Проекты> Gemasolar
Солнечный Резерв> Технологии
Torresol Energy> Технологии> Собственные технологии> Технология центральной башни
Экспериментальная солнечная тепловая электростанция Юлих (Kraftanlagen München) - YouTube
Greenway CSP

[Avoiding_Carbon_Apocalypse_Through_Alternative_Energy:_Life_After_Fossil_Fuels-1] Джон Лоури (2017). Как избежать углеродного апокалипсиса с помощью альтернативной энергии: жизнь после ископаемого топлива . Springer. п. 33.

[2] Цель Google: возобновляемые источники энергии дешевле угля 27 ноября 2007 г.

[3] Соизволил, Джейсон (12 октября 2017). «ESolar, претендент на концентрированную солнечную энергию, уходит в самоволку» . GreenTech Media . Проверено 13 июня 2019 .

[brightsourceenergy.com-4] «Часто задаваемые вопросы» . Brightsourceenergy.com . Проверено 28 сентября 2019 .

[Kraemer-5] Кремер, Susan (16 апреля 2015). «Одна странная уловка предотвращает гибель птиц у солнечных башен» . Чистая техника . Проверено 20 февраля 2017 года .

[6] Danelski, Дэвид (21 октября 2015). «Нелегко быть экологичным: солнечная электростанция Ivanpah около Невады сжигает много природного газа, что делает ее источником выбросов парниковых газов в соответствии с законодательством штата» . Регистр округа Ориндж . Санта-Ана, Калифорния . Проверено 14 сентября 2016 года .

[7] СОЛНЕЧНАЯ ЭНЕРГИЯ В НОВОСТИ

[8] «Три солнечных модуля первой в мире коммерческой опускаемой башни Concentrated Solar Power будут подключены к сети» . Проверено 18 августа 2019 .

[9] Pit Power Tower - Новости альтернативной энергетики, февраль 2009 г.

[10] Патент Pit Power Tower США

[11] Энергетическая башня

[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]