Новое достижение в области концентрированной солнечной энергии делает возможным достижение температуры 1500 ° C (2.700 ° F) только из-за солнечного света.
Тепло, производимое концентрированной солнечной батареей, можно использовать для производства электроэнергии и экологически чистого топлива или для питания промышленных процессов.
Технология, которая может помочь избавить мир от нефти.
Концентрированная солнечная энергия: турбо возобновляемые источники энергии
Потребность в чистых, согласованных и возобновляемых источниках энергии никогда не была столь острой. Рост цен на энергоносители угрожает возобновлением инфляции и замедлением экономического роста. Контроль над ископаемым топливом уже привел к войнам и может стать причиной новых. Ископаемые виды топлива продолжают создавать выбросы парниковых газов, что затрудняет решение проблемы изменения климата.
А как насчет возобновляемых источников энергии?
Хотя возобновляемые и низкоуглеродные источники энергии используются больше, чем когда-либо, ни один из них не идеален. Солнечная и ветровая энергия очень чистые и всегда дешевле, но у них есть проблема с хранением энергии. Батареи, необходимые для хранения этой энергии, требуют редкоземельных металлов, которые сложно извлекать и которые пользуются все большим спросом. Гидроэнергетика велика, но она может оказывать негативное воздействие на речную экосистему. Ядерную энергетику по-прежнему трудно продать.
Именно в этом сценарии, когда мир ищет способы производить много энергии или решать проблемы с источниками, которые у нас есть, рождается история о Гелиогене.
Heliogen является компанией, занимающейся технологиями возобновляемых источников энергии. основан предпринимателем Билл Гросс. Он предлагает свежий взгляд на существующую модель: он направлен на создание «концентрированного солнечного света» с гигантским и чрезвычайно точным увеличительным стеклом и несколькими действительно горячими камнями.
Первый концентрированный солнечный «очистительный завод»
В Ланкастере, штат Калифорния, городе в пустыне Мохаве, компания Heliogen построила миниатюрную версию своего завода по переработке солнечной энергии. В концентрированной солнечной системе нет ничего нового. Он работает в коммерческих целях с 60-х годов, и его первое использование относится ко времени Архимеда, чтобы сжечь римский флот. Тем не менее, этот тип системы невероятно улучшает концентрированную солнечную энергию.
Как изготавливается имплантат Heliogen?
По сути это множество зеркал, расположенных по кругу, которые отражают солнечный свет на высокую цель. Концентрированная солнечная энергия использует солнечный свет для нагрева объекта (который может быть водой, расплавленной солью или даже чем-то твердым) до очень высоких температур.
Когда это тепло используется для чего-то другого, кроме производства электроэнергии, его называют концентрированной солнечной тепловой энергией.
В испытательном центре Heliogen имеется 400 зеркал, и это одна десятая размера, который компания хочет разработать.
Даже с таким небольшим количеством зеркал концентрированная солнечная энергия Гелиогена дала ошеломляющие результаты. Как уже упоминалось, при его работе температура достигала 1500 ° C (2732 ° F). Для сравнения, большинство существующих полноразмерных концентрирующих солнечных электростанций способны производить температуры в диапазоне от 400° до 500°С.
Как они это делают?
Прогресс Heliogen стал возможным благодаря современному программному обеспечению. Благодаря искусственному интеллекту и ряду камер зеркала (называемые гелиостатами) максимально сфокусированы на цели за счет микрорегулировки их положения в течение дня. Это то, насколько больше солнечного света поступает, создавая больше тепла, чем это было возможно раньше.
Важно помнить, что технически это солнечная тепловая система.
В отличие от солнечных панелей, этот концентрированный солнечный проект не использует фотоэлектрический эффект для прямого преобразования солнечного света в электричество.
Этот проект о производстве тепла. Тепло, которое затем можно использовать для производства электричества, и делать это очень эффективно, но у него есть и другие приложения, помимо этого.
Который?
Многие отрасли промышленности используют интенсивное тепло в своих производственных процессах, таких как литье или производство цемента, и часто сжигают топливо для создания этих высоких температур. Нефтеперерабатывающий завод Heliogen способен производить аналогичные температуры без сжигания топлива и в будущем может обеспечивать теплом эти отрасли. Выделяемое тепло достаточно велико, чтобы также производить водород путем электролиза.
Если вы сможете производить экологически чистый водород, это изменит правила игры. В долгосрочной перспективе мы хотим стать «зеленой» водородной компанией.
Билл Гросс, Гелиоген
Если не использовать ее немедленно, тепловая энергия также может храниться в простых старых горных породах, которые могут оставаться горячими в течение нескольких дней или даже до недели в надлежащим образом изолированном хранилище. Затем их энергию можно использовать, когда это необходимо, или, возможно, даже отправить в место, которое нуждается в тепле.
По сравнению с трудностями хранения электричества, вырабатываемого солнечными батареями, это не проблема.
Как можно использовать концентрированную солнечную энергию в больших масштабах?
Гросс надеется улучшить процесс, достигнув тех же результатов с гелиостатами все меньшего размера. Его уже меньше, чем обычно, что позволило бы производить их серийно по более низкой цене, чем сегодня.
Есть надежда, что это, наряду с другими усовершенствованиями системы, поможет снизить стоимость энергии, производимой из концентрированной солнечной энергии, до тех пор, пока она не станет дешевле, чем энергия ископаемого топлива.
Сегодня он стоит немного дороже, но ненамного.
И по сравнению с большими группами солнечных батарей, солнечные заводы по-прежнему немного дороже в строительстве и эксплуатации. Но ожидается снижение затрат.
Концентрированная солнечная энергия может радикально изменить производство
Великолепное видение Гросса состоит в том, чтобы построить множество заводов по переработке солнечной энергии по всему миру, используя их тепло для питания промышленных процессов.
Электроэнергия, производимая этими нефтеперерабатывающими заводами, будет производить огромное количество дешевого «гелиотоплива», начиная с водорода. Поскольку водородные топливные элементы чрезвычайно эффективны и могут работать на чем угодно, от подводных лодок до ноутбуков, это станет огромным шагом на пути к очистке энергоснабжения.
Подобные идеи существуют и использовались в других местах для экологически чистого производства реактивного топлива - еще одного промышленного процесса, который обычно требует сжигания ископаемого топлива для создания высоких температур.
Сокращение выбросов углерода в результате широкого использования концентрированной солнечной энергии может быть существенным.
Единственное производство бетона на его долю приходится от 8 до 10% всех глобальных выбросов. Почти 40% этих выбросов вызваны сжиганием ископаемого топлива, необходимого для производства тепла для производственного процесса. Быстрый расчет, даже в уме, предполагает, что если концентрированная солнечная энергия заменит сожженное ископаемое топливо на тепло только в производстве бетона, глобальные выбросы углерода сократятся до 4%.
Для сравнения, это будет так, как если бы Италия, Франция, Великобритания и Бразилия одновременно и одновременно обнулили выбросы в одно и то же время.
