Новое достижение в области концентрированной солнечной энергии делает возможным достижение температуры 1500°C (2.700°F) только за счет 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 грозит возобновлением инфляции и замедлением экономического роста. Контроль над ископаемым топливом уже вызвал войны и может стать причиной новых. Ископаемое топливо продолжает 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 чисты и становятся все более дешевыми, но у них возникает проблема с накоплением энергии. Батареи, необходимые для хранения этой энергии, требуют редкоземельных металлов, которые сложно добывать и которые пользуются все большим спросом. Гидроэнергетика – это здорово, но она может оказать негативное воздействие на речную экосистему. Ядерную энергию 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 — компания, занимающаяся технологиями возобновляемой энергетики основан предпринимателем Билл Гросс. У компании новый подход к существующей модели: она стремится создать «концентрированную солнечную энергию» с гигантским, чрезвычайно точным увеличительным стеклом и несколькими действительно горячими камнями.
Первый концентрированный солнечный «НПЗ».
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 используется в коммерческих целях с 60-х годов, и исторические источники указывают на то, что его первое использование восходит к Архимеду, когда он сжигал римский флот. Однако системы этого типа невероятным образом улучшают концентрацию солнечной энергии.
Как изготавливается имплантат Heliogen?
По сути, это множество зеркал, расположенных по кругу, которые отражают солнечный свет на возвышенную цель. Концентрированная солнечная энергия использует солнечный свет для нагрева цели (которой может быть вода, расплавленная соль или даже что-то твердое) до очень высоких температур.
Когда это тепло используется для чего-то другого, кроме производства электроэнергии, его называют концентрированной солнечной тепловой энергией.
Испытательная установка Heliogen имеет 400 зеркал, что составляет десятую часть того 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 полномасштабных концентрированных солнечных систем способны обеспечивать температуру в диапазоне от 400° до 500°C.
Как они это делают?
Прогресс Heliogen стал возможным благодаря передовому программному обеспечению. Благодаря искусственному интеллекту и множеству камер зеркала (называемые гелиостатами) максимально фокусируются на цели за счет микрорегулировки их положения в течение дня. Именно столько солнечного света поступает, создавая больше тепла, чем это было возможно раньше.
Важно помнить, что технически это солнечная тепловая система.
В отличие от солнечных батарей, этот концентрированный солнечный проект не использует фотоэлектрический эффект для преобразования солнечного света непосредственно 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 зеленый водород, это изменит правила игры. В долгосрочной перспективе мы хотим стать обществом зеленого водорода.
Билл Гросс, Гелиоген
Если не использовать немедленно, тепловую энергию можно также хранить в простых старых камнях, которые могут оставаться горячими в течение нескольких дней или даже до недели в правильно изолированном хранилище. Их энергию можно затем использовать при необходимости или, возможно, даже отправить в место, где требуется тепло.
По сравнению с трудностями хранения электроэнергии, вырабатываемой солнечной энергией, это детская игра.
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 концентрированной солнечной энергией, до тех пор, пока она не станет дешевле, чем энергия ископаемого топлива.
Сегодня это стоит немного дороже, но ненамного.
И по сравнению с большими массивами солнечных панелей, солнечные нефтеперерабатывающие заводы все еще немного дороже в строительстве и эксплуатации. Но ожидается, что затраты снизятся.
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.
Электричество, производимое этими нефтеперерабатывающими заводами, позволит создать огромное количество дешевого «гелиотоплива», начиная с водорода. Поскольку водородные топливные элементы чрезвычайно эффективны и могут работать на всем — 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 углекислого газа в результате широкого использования концентрированной солнечной энергии может быть существенным.
Единственное производство бетона на его долю приходится от 8 до 10% всех мировых выбросов. Почти 40% этих выбросов вызваны сжиганием ископаемого топлива, необходимого для создания тепла для производственного процесса. Быстрый расчет, даже в уме, показывает, что если бы концентрированная солнечная энергия заменила ископаемое топливо, сжигаемое для получения тепла только при 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.
