Solar Thermoelectric Energy: Mga Katangian, Aplikasyon at Pagsulong

La thermoelectric solar na enerhiya Ang solar thermal ay isang maaasahang teknolohiya na gumagamit ng init mula sa araw upang makabuo ng kuryente. Ang prosesong ito ay nangyayari sa mga espesyal na halaman na tinatawag na mga solar thermal power plant, na umunlad mula noong unang bahagi ng 80s Ang pangunahing bentahe ng teknolohiyang ito ay ito ay isang malinis, sagana at, higit sa lahat, nababagong mapagkukunan ng enerhiya.

Ang isang kawili-wiling katotohanan ay, bawat sampung araw, ang Earth ay tumatanggap mula sa araw ng parehong dami ng enerhiya na umiiral sa lahat ng kilalang reserba ng langis, gas at karbon na pinagsama. Ang malawak na potensyal na ito ay gumagawa ng solar thermoelectric na susi ng enerhiya sa isang napapanatiling enerhiya sa hinaharap. Sa kasalukuyan, magkakasamang nabubuhay ang iba't ibang uri ng solar thermal power plant, bawat isa ay may mga partikular na katangian. Sinasakop ng Espanya ang isang kapaki-pakinabang na posisyon na may ilang mga planta sa operasyon at isang pinagsama-samang sektor ng industriya, na aktibong nakikilahok sa mga internasyonal na proyekto.

Susunod, idedetalye natin ang mga katangian, aplikasyon at kahalagahan ng solar thermoelectric energy sa konteksto ng pandaigdigang enerhiya.

Ano ang solar thermoelectric energy?

isang solar thermal power plant Ito ay gumagana nang katulad sa isang maginoo na thermal power plant, ngunit gumagamit ng solar energy sa halip na coal o natural gas. Ang pangunahing prinsipyo sa likod ng mga halaman na ito ay simple: ang mga sinag ng araw ay puro sa pamamagitan ng isang serye ng mga salamin patungo sa isang sentral na receiver. Sa puntong ito ay kung saan ang temperatura ng hanggang sa 1.000 ºC.

Ang init na ito ay inililipat sa isang likido (karaniwan ay natunaw na mga asing-gamot o mga thermal oils), na kapag pinainit ay gumagawa ng singaw. Ang singaw na ito ay nagpapagalaw sa mga turbin na konektado sa mga generator na gumagawa ng kuryente. Isa sa mga pangunahing inisyal na limitasyon ng solar thermal plants ay ang mga ito ay maaari lamang gumana sa oras ng sikat ng araw. Gayunpaman, sa pagsulong ng teknolohiya, maraming mga halaman ang mayroon na ngayong mga sistema ng pag-iimbak ng init, na nagpapahintulot sa kanila na makabuo ng kuryente kahit sa gabi.

Mga uri ng solar thermal plants

Sa kasalukuyan, mayroong tatlong pangunahing uri ng thermoelectric solar power plants. Bagama't lahat sila ay umaasa sa konsentrasyon ng solar energy upang makabuo ng kuryente, naiiba ang mga ito sa paraan ng pag-concentrate ng sikat ng araw. Tingnan natin ang bawat isa nang detalyado:

Halaman ng solar thermal tower

Ang ganitong uri ng halaman ay gumagamit heliostats, na mga salamin na naka-mount sa mga mobile na istruktura na may kakayahang sumunod sa paggalaw ng araw. Ang mga salamin na ito ay tumutuon sa mga sinag ng araw sa isang receiver na matatagpuan sa tuktok ng isang sentral na tore. Ang solar energy na puro sa puntong iyon ay may kakayahang maabot ang mga temperatura na mas mataas kaysa 600 ºC. Sa katamtamang termino, ang teknolohiyang ito ay napatunayang napakahusay at maaasahan, bagaman ang isa sa mga malalaking hamon nito ay patuloy na binabawasan ang mga gastos sa pagtatayo. Sa Spain, ang planta ng Gemasolar, na matatagpuan sa Seville, ay isang pioneer sa pagsasama ng pangmatagalang thermal storage, na nagbibigay-daan sa kuryente na makabuo ng 24 na oras sa isang araw.

Parabolic dish o Stirling dish solar thermal power plant

Sa ganitong uri ng halaman, ang parabolic na salamin Ang hugis ng pinggan ay itinutuon nila ang mga sinag ng araw sa isang focal point kung saan matatagpuan ang isang Stirling engine, na gumagawa ng kuryente nang napakahusay. Ang mataas na temperatura ay naabot sa focal point ng disk drive ang motor, na gumagawa ng kuryente sa pamamagitan ng pag-ikot ng turbine. Ang teknolohiyang ito ay mainam na ipinatupad sa mga lugar tulad ng Mojave Desert sa United States.

Parabolic trough solar thermal power plant

ang parabolic trough power plants Ang mga ito ang pinakalaganap sa isang komersyal na antas dahil sa kanilang mataas na kahusayan at mas mababang mga gastos sa pagpapatupad. Ang mga mahabang hubog na salamin sa hugis ng isang parabolic cylinder ay kumukuha ng sikat ng araw at tumutok ito sa isang tubo na matatagpuan sa kahabaan ng axis nito. Ang tubo na ito ay naglalaman ng transfer fluid na pinainit at, sa pamamagitan ng isang heat exchange system, ay gumagawa ng singaw upang magmaneho ng turbine. Ang ilang mga bansa, kabilang ang Spain, ay mayroon nang mga operating plant ng ganitong uri.

Pag-unlad ng solar thermoelectric na enerhiya

Ang mga unang pundasyon ng solar thermal energy ay binuo ni Augustin Mouchot noong huling bahagi ng ika-1980 na siglo, ngunit noong XNUMXs lamang nagsimulang ipakita ang mga mabubuhay na komersyal na aplikasyon. Ang teknolohikal na pagsulong mula noon ay naging makabuluhan, na nalampasan ang ilang mga pangunahing hadlang:

• Mataas na paunang gastos: Bagama't ang mga materyales at mga gastos sa konstruksiyon sa una ay humahadlang, ang pagbuo ng mga bagong teknolohiya ay makabuluhang nabawasan ang mga gastos.
• Almacenamiento de energy: Ang pangunahing hamon ay ang kawalan ng kakayahang makabuo ng kuryente sa gabi dahil sa kakulangan ng thermal storage. Gayunpaman, ipinakita ng mga halaman tulad ng Gemasolar na posibleng mag-imbak ng init sa mga tinunaw na asin at makagawa ng kuryente sa loob ng 24 na oras.
• Lagay ng panahon: Ang mga rehiyon na may mataas na solar radiation ay kinakailangan sa buong taon, na limitado ang pag-install nito sa mas mapagtimpi na klima. Pinag-aralan ng mga proyekto tulad ng Desertec ang posibilidad ng pag-install ng malalaking halaman sa mga rehiyon ng disyerto tulad ng Sahara, gamit ang mga transport cable upang magpadala ng kuryente sa Europa.

Thermoelectric solar energy sa Spain

Ang Spain ay isang nangungunang bansa sa buong mundo sa mga tuntunin ng pag-install ng mga solar thermoelectric na halaman. Ang heograpikal at klimatiko na mga kondisyon ng Espanya, na may malalaking lugar ng disyerto at masaganang oras ng sikat ng araw, ay naglalagay nito bilang isang perpektong kapaligiran para sa pagbuo ng teknolohiyang ito. Ang unang pilot plant ay itinayo sa Tabernas desert, Almería, noong 80s, kasama ang SSPS/CRS at CESA 1. Noong 2007, ang Spain ay isang commercial pioneer sa PS10 tower plant sa Sanlúcar la Mayor, Seville.

Noong 2011, 21 solar thermal plant ang gumagana na na may kabuuang kapasidad na 852 MW. Ayon sa asosasyon ng Protermosolar, inaasahang tataas ang bilang na ito sa mga darating na taon. Magkasama, gagawin ng mga halaman na ito ang Spain na pinakamalaking producer ng solar thermoelectric energy sa mundo, na ginagawa itong reference sa renewable energy.

Mga aplikasyon ng solar thermoelectric na enerhiya

Ang solar thermoelectric na enerhiya ay may maraming aplikasyon sa parehong domestic at industriyal na larangan. Ang ilan sa mga highlight ay kinabibilangan ng:

• Domestic mainit na tubig at heating: Sa mga single-family home, ang solar energy ay maaaring sumaklaw ng hanggang 70% ng domestic hot water consumption.
• Pag-init ng pool: Ang teknolohiyang ito ay nagpapahintulot sa mga swimming pool na mapainit nang mahusay at mapanatili sa buong taon.
• Domestic na produksyon ng kuryente: Ang mga may-ari ng bahay ay maaaring mag-install ng mga solar panel upang makabuo ng kuryente at kahit na muling magbenta ng mga sobra sa pangkalahatang grid ng kuryente.
• mga aplikasyong pang-industriya: Ginagamit din ang solar thermoelectric energy sa mga prosesong pang-industriya na nangangailangan ng malaking halaga ng init, tulad ng paggawa ng kuryente, pagluluto ng pagkain, at paglilinis ng tubig.

Sa lalong mahigpit na mga regulasyon sa emisyon at tumataas na presyo ng fossil fuel, ang solar thermal energy ay nagiging isang kaakit-akit na alternatibo kapwa sa mga tuntunin ng sustainability at pangmatagalang pagtitipid sa ekonomiya.

Ang solar thermoelectric energy ay patuloy na sumusulong at umuunlad, at malamang na gumaganap ng mahalagang papel sa hinaharap ng pandaigdigang produksyon ng enerhiya, na tumutulong na bawasan ang ating pag-asa sa fossil fuel at nagpo-promote ng isang mas napapanatiling at ekolohikal na modelo.