Niska wydajność i wysokie koszty uzyskiwania energii elektrycznej stanowią barierę stojącą na drodze ku powszechnemu zastosowaniu technologii skoncentrowanej energii słonecznej (CSP). Badacze finansowani ze środków UE zaproponowali nowe koncepcje w konstrukcji odbiornika solarnego, które ułatwiają proces wytwarzania i obniżają koszty.
Skuteczne zastosowanie solarnej termicznej rynny parabolicznej bezpośrednio koreluje z obniżonymi kosztami energii elektrycznej, co czyni produkcję CSP opłacalną ekonomicznie. W ramach projektu HITECO (New solar collector concept for high temperature operation in CSP applications) badacze dokonali ponownej ewaluacji kluczowych komponentów tej technologii, aby znaleźć sposoby na poprawę wydajności i obniżenie kosztów.
Zespół projektu opracował i przetestował nowy odbiornik solarny o zwiększonej sprawności nadążający za wzrostem temperatury roboczej płynu będącego nośnikiem ciepła do 530°C. Do procesu wykorzystano sól stopioną, ciecz powszechnie stosowaną jako nośnik energii akumulującej się we współczesnych elektrowniach komercyjnych wykorzystujących technologię rynny parabolicznej. Odbiornik ten może być stosowany z typowym płynem będącym nośnikiem ciepła (HTF) jako olejem grzewczym.
Zespół HITECO wprowadził wiele innowacyjnych rozwiązań w konstrukcji solarnych tulei absorbujących, które są jednym z kluczowych komponentów technologii CSP. W przeciwieństwie do współczesnej technologii, nowa tuleja absorbująca oparta jest na otwartej komorze pracy ciągłej, w której poziom próżni jest dynamicznie kontrolowany, minimalizując straty energii. Ponadto wewnętrzna tuleja stalowa i jej zewnętrzna obudowa szklana są od siebie niezależne, co eliminuje potrzebę użycia miechów, które kompensowałyby różnicę rozprężania się materiałów. Zgodnie z wcześniejszą definicją, gdy dochodzi do rozszerzenia się stalowej tulei, ześlizguje się ona po strukturach podporowych rozmieszczonych co 6 m. Ten element wewnętrzny działa zupełnie jak system izolacyjny, jednocześnie utrzymując tuleję w teoretycznym punkcie centralnym. Zewnętrzne tuleje szklane nieznacznie się wydłużają; jednak złącza uszczelniające — jeden z komponentów, z których składa się system mocowania podwieszanego — absorbują ten efekt.
Naukowcy opracowali także nowe solarne powłoki selektywne przeznaczone do nakładania na powierzchnię wewnętrznej metalowej tulei za pomocą napylania. Przede wszystkim przeprowadzili badania w kierunku stabilności chemicznej spieków tlenkowych i azotkowych do temperatur roboczych rzędu 600°C. Dodatkowo opracowali nową powłokę antyrefleksyjną, by osiągnąć parametry optyczne szkła zewnętrznego.
Uzyskując wysokie poziomy wydajności energetycznej, CSP mogłaby zaspokoić nawet 11% światowego zapotrzebowania energetycznego prognozowanego na rok 2050. Proste konstrukcje tulei absorbujących, które wymagają także mniejszej liczby komponentów, eliminują getter i redukują procesy spawalnicze, mogą usprawnić proces wytwórczy i obniżyć koszty.
poleca:
