Güneş Termoelektrik Enerjisi: Özellikleri, Uygulamaları ve Gelişmeleri

La termoelektrik güneş enerjisi Solar termal, elektrik üretmek için güneşten gelen ısıyı kullanan umut verici bir teknolojidir. Bu süreç adı verilen özel bitkilerde meydana gelir. güneş enerjisi santralleri80'lerin başından bu yana gelişen bu teknolojinin temel avantajı temiz, bol ve en önemlisi yenilenebilir bir enerji kaynağı olmasıdır.

İlginç bir gerçek şu ki, Dünya her on günde bir, bilinen tüm petrol, gaz ve kömür rezervlerinin toplamında bulunan aynı miktarda enerjiyi güneşten alıyor. Bu büyük potansiyel, güneş termoelektrik enerjisini sürdürülebilir enerji geleceğinin anahtarı haline getiriyor. Şu anda, her biri kendine özgü özelliklere sahip çeşitli tipte güneş enerjisi termik santralleri bir arada bulunmaktadır. İspanya, faaliyette olan birçok tesisi ve uluslararası projelere aktif olarak katılan konsolide sanayi sektörüyle avantajlı bir konuma sahiptir.

Daha sonra, küresel enerji bağlamında güneş termoelektrik enerjisinin özelliklerini, uygulamalarını ve önemini detaylandıracağız.

Güneş termoelektrik enerjisi nedir?

bir güneş termal enerji santrali Geleneksel termik santrale benzer şekilde çalışır ancak kömür veya doğal gaz yerine güneş enerjisi kullanır. Bu tesislerin ardındaki temel prensip basittir: Güneş ışınları bir dizi ayna aracılığıyla merkezi bir alıcıya doğru yoğunlaştırılır. Bu noktada sıcaklıklar 1.000 ºC.

Bu ısı, ısıtıldığında buhar üreten bir akışkana (genellikle erimiş tuzlar veya termal yağlar) aktarılır. Bu buhar, elektrik üreten jeneratörlere bağlı türbinleri hareket ettirir. Güneş termal santrallerinin başlangıçtaki ana sınırlamalarından biri, yalnızca güneşli saatlerde çalışabilmeleriydi. Ancak teknolojik gelişmelerle birlikte artık pek çok tesis, geceleri bile elektrik üretmelerine olanak sağlayan ısı depolama sistemlerine sahip.

Güneş termal santral çeşitleri

Şu anda üç ana tür vardır. termoelektrik güneş enerjisi santralleri. Her ne kadar hepsi elektrik üretmek için güneş enerjisinin konsantrasyonuna bağlı olsa da, güneş ışığını yoğunlaştırma şekilleri farklılık göstermektedir. Her birini ayrıntılı olarak görelim:

Güneş termal kule tesisi

Bu tür bitki kullanır heliostatlarGüneşin hareketini takip edebilen hareketli yapılar üzerine monte edilen aynalardır. Bu aynalar güneş ışınlarını merkezi bir kulenin tepesinde bulunan bir alıcıya yoğunlaştırır. Bu noktada yoğunlaşan güneş enerjisi, daha yüksek sıcaklıklara ulaşma kapasitesine sahiptir. 600 ºC. Orta vadede bu teknolojinin çok verimli ve güvenilir olduğu kanıtlanmıştır, ancak en büyük zorluklarından biri inşaat maliyetlerini düşürmek olmaya devam etmektedir. İspanya'da Sevilla'da bulunan Gemasolar tesisi, elektriğin günün 24 saati üretilmesine olanak tanıyan uzun vadeli termal depolamanın entegre edilmesinde öncüdür.

Parabolik çanak veya Stirling çanak güneş enerjisi santrali

Bu tip bitkide parabolik aynalar Çanak şeklindeki bu yapılar, güneş ışınlarını çok verimli bir şekilde elektrik üreten Stirling motorunun bulunduğu bir odak noktasında topluyorlar. Diskin odak noktasında ulaşılan yüksek sıcaklıklar, türbinin dönmesiyle elektrik üreten motoru çalıştırır. Bu teknoloji Amerika Birleşik Devletleri'ndeki Mojave Çölü gibi yerlerde olumlu bir şekilde uygulanmıştır.

Parabolik oluk güneş enerjisi santrali

W parabolik oluklu enerji santralleri Yüksek verimlilikleri ve düşük uygulama maliyetleri nedeniyle ticari düzeyde en yaygın olanlardır. Parabolik silindir şeklindeki uzun kavisli aynalar güneş ışığını yakalıyor ve onu kendi ekseni boyunca yer alan bir tüpte yoğunlaştırıyor. Bu tüp, ısıtılan ve bir ısı değişim sistemi aracılığıyla bir türbini çalıştırmak için buhar üreten bir transfer sıvısı içerir. İspanya da dahil olmak üzere pek çok ülkede halihazırda bu türden faaliyet gösteren tesisler bulunmaktadır.

Güneş termoelektrik enerjisinin geliştirilmesi

Güneş termal enerjisinin ilk temelleri 1980. yüzyılın sonlarında Augustin Mouchot tarafından geliştirildi, ancak uygulanabilir ticari uygulamalar XNUMX'lere kadar gösterilmeye başlandı. O zamandan bu yana kaydedilen teknolojik ilerleme, birçok temel engelin aşılmasıyla önemli olmuştur:

• Yüksek başlangıç ​​maliyetleri: Her ne kadar malzeme ve inşaat maliyetleri başlangıçta fahiş olsa da, yeni teknolojilerin geliştirilmesi maliyetleri önemli ölçüde azalttı.
• Enerji depolama: Asıl zorluk, termal depolama eksikliği nedeniyle geceleri elektrik üretilememesiydi. Ancak Gemasolar gibi tesisler ısıyı erimiş tuzlarda depolayarak 24 saat elektrik üretmenin mümkün olduğunu gösterdi.
• Hava koşulları: Güneş ışınımının yüksek olduğu bölgelere tüm yıl boyunca ihtiyaç duyulmaktadır, bu da daha ılıman iklimlerde kurulumunu sınırlamaktadır. Desertec gibi projeler, Avrupa'ya elektrik göndermek için taşıma kablolarını kullanarak Sahra gibi çöl bölgelerinde büyük santraller kurma olasılığını araştırdı.

İspanya'da termoelektrik güneş enerjisi

İspanya, güneş enerjisi termoelektrik santrallerinin kurulumunda dünya çapında lider ülkedir. İspanya'nın geniş çöl alanları ve bol güneş ışığına sahip coğrafi ve iklim koşulları, burayı bu teknolojinin gelişimi için ideal bir ortam olarak konumlandırıyor. İlk pilot tesisler 80'lerde Tabernas çölü Almería'da SSPS/CRS ve CESA 1 ile inşa edildi. 2007'de İspanya, Sanlúcar la Mayor, Sevilla'daki PS10 kule fabrikasıyla ticari bir öncü oldu.

2011 yılında toplam 21 MW kapasiteye sahip 852 adet güneş enerjisi santrali faaliyetteydi. Protermosolar derneğine göre bu rakamın önümüzdeki yıllarda artmaya devam etmesi bekleniyor. Bu santraller hep birlikte İspanya'yı dünyanın en büyük güneş termoelektrik enerjisi üreticisi haline getirecek ve onu yenilenebilir enerjide bir referans haline getirecek.

Güneş termoelektrik enerjisinin uygulamaları

Güneş termoelektrik enerjisinin hem evsel hem de endüstriyel alanlarda birçok uygulaması vardır. En dikkate değer olanlardan bazıları şunlardır:

• Kullanım sıcak suyu ve ısıtma: Müstakil evlerde güneş enerjisi evsel sıcak su tüketiminin %70'ini karşılayabilir.
• Havuz ısıtma: Bu teknoloji, yüzme havuzlarının yıl boyunca verimli ve sürdürülebilir bir şekilde ısıtılmasını sağlar.
• Yerli elektrik üretimi: Ev sahipleri kendi elektriğini üretmek için güneş panelleri kurabilir ve hatta fazlalıkları genel elektrik şebekesine satabilirler.
• endüstriyel uygulamalar: Güneş termoelektrik enerjisi aynı zamanda elektrik üretimi, yemek pişirme, su damıtma gibi büyük miktarda ısı gerektiren endüstriyel işlemlerde de kullanılır.

Giderek katılaşan emisyon düzenlemeleri ve artan fosil yakıt fiyatlarıyla birlikte termal güneş enerjisi, hem sürdürülebilirlik hem de uzun vadeli ekonomik tasarruf açısından cazip bir alternatif haline geliyor.

Güneş termoelektrik enerjisi ilerlemeye ve gelişmeye devam ediyor ve muhtemelen küresel enerji üretiminin geleceğinde önemli bir rol oynayacak, fosil yakıtlara olan bağımlılığımızı azaltmaya yardımcı olacak ve daha sürdürülebilir ve ekolojik bir modeli teşvik edecek.