Ahhoz, hogy a napenergia komoly szerepet játsszon, le kell győzni egy nagy akadályt: meg kell találni a módját a raktározásának, hogy akkor is használni lehessen, ha nem süt a nap.
H i r d e t é s
Két kaliforniai vállalat tervezi ennek a tárolási technológiának az alkalmazását: a SolarReserve, amely a nevadai sivatagban készülő létesítménye a tervek szerint jövőre kezd működni, és a BrightsSource, amely Kaliforniában épít három, 2016-ban és 2017-ben üzembe álló erőművet. A négy létesítmény együtt több tízezer háztartás áramellátására lesz képes egy-egy nyári este.
Szigorodó állami követelmények
Hogy a technológia széles körben elterjed-e, az a jövő kérdése, de olyan vállalatok, mint a Google, a Chevron és a Good Energies érdemesnek tartják pénzt fektetni bele, két nagy szolgáltató, az NV Energy és a Southern California Edison pedig hosszú távú megállapodást írt alá a radikálisan új erőművi létesítményekben termelt áram vásárlásáról. A létesítmények egyik fő feladata az lesz, hogy kiegészítsék a napsugárzásból közvetlenül áramot előállító napelemeket. Amikor alkonyatkor vagy felhős napokon az elemek termelése lecsökken, belépnek az új, az elraktározott hőenergiát felhasználó berendezések.
Ez a kiegészítő szerep még fontosabbá válik, ha a napelemek, amelyeknek az ára az utóbbi időben visszaesett, még olcsóbbá válnak, és háztetők millióin jelennek meg. Ha az áramellátás nagyobb mértékben függ a napelemektől és a szélturbináktól, szükség lesz olyan kiegészítő energiaforrásokra - lehetőség szerint megújuló energiaforrást használókra -, amelyek ki tudják egyensúlyozni a rendszert.
A legtöbb szolgáltató igyekszik minél több kilowattórát megújuló energiaforrásból előállítani, hogy eleget tegyen az alternatív energiaforrások felhasználásával kapcsolatos szigorodó állami követelményeknek - mondta Kevin B. Smith, a SolarReserve vezérigazgatója a The New York Times című lapnak. Az Egyesült Államok energiahivatala tavaly szeptemberben 737 millió dollár hitelgaranciát adott a SolarReserve-nek a nevadai beruházáshoz.
Az amerikai közvélemény kritikusabban tekint a napenergiával kapcsolatos beruházásokhoz adott hitelgaranciákra azóta, hogy csődöt jelentett a Solyndra nevű kaliforniai vállalat, amely 535 millió dolláros hitelgaranciát kapott egy napelemeket gyártó üzem építéséhez. Az áramtermelők kilátásai azonban mindig jobbak voltak, mert az ő terméküket - szemben a napelemekkel - szerződéssel jó előre eladják.
Fontosabb az, hogy mikor szolgáltatják az energiát
A SolarReserve és a BrightSource beruházásai a technikai részletek tekintetében némileg különböznek, de mindkettő több ezer számítógép irányította, plakátméretű tükröt fog alkalmazni, amelyek egy hőelnyelő toronyra irányítják a napsugarakat.
A SolarReserve létesítményében a hőt sóoldat nyeli el, amely azonnal felhasználható vízforralásra és gőz előállítására, amellyel aztán hagyományos turbinákat és generátorokat működtetnek. A forró só arra is alkalmas, hogy több órán keresztül tárolja a hőt. A BrightSource-nál a felmelegített vizet azonnal fel lehet használni gőzként, vagy sót lehet melegíteni vele hőtárolásra.
A berendezések azért használnak sót, mert az jóval több hőt képes tárolni, mint a víz. De ha oldott állapotba kerül, akkor meg is kell tartani abban, mert különben a rendszernek egy olyan helyén szilárdul meg esetleg, ahol nehéz újból feloldani.
A technológia nem bonyolult, de a gazdasági vonatkozásai annál inkább
A legegyszerűbb, legolcsóbb módja a napenergia hasznosításának, ha a hőt azonnal villamos árammá alakítják át. Az energiatermelő vállalatok azonban az olyan farmerekhez hasonlíthatók leginkább, akik a learatott gabonát nem dobják azonnal piacra, hanem silókban tárolják, számítva rá, hogy később az ára emelkedni fog. Az energiaellátók úgy gondolkodnak, hogy bevételük szempontjából az előállított mennyiségnél fontosabb az, hogy mikor szolgáltatják az energiát.
A napelemek széles körű alkalmazása - akár a háztetőkön, akár hatalmas sivatagi telepeken - ugyanis változást fog előidézni abban, hogy mely időszakokban a legmagasabbak az árak.
Ma az Egyesült Államokban az áram meleg nyári napokon a késő délutáni és az esti órákban a legdrágább. A napelemek ezt a csúcsot jelentősen lefaragják késő délután - állítja Paul Denholm, a coloradói Boulderben működő Megújuló Energia Laboratóriumának napenergia-szakértője. Közlése szerint az új árcsúcs későbbre tolódik, a napnyugtát közvetlenül megelőző és követő időszakra, amikor a napelemek termelése kicsi vagy teljesen hiányzik.
A tárolókapacitással rendelkezők számára kedvezően alakul a piac.
John Woolard, a BrightSource vezérigazgatója szerint az új telepek fő feladata az lesz, hogy olyankor állítsanak elő áramot, amikor a szolgáltatóknak a legnagyobb szükségük van rá. A tároló kapacitások bővítése segít működésben tartani a légkondicionálókat akkor is, amikor a napelemek nem termelnek, de a megoldásnak van egyéb pénzügyi haszna is.
A napsugárzás és a hőtermelés párosításán alapuló áramtermelés legdrágább berendezése az, amely a gőzből állítja elő az áramot, de ha összekapcsolják egy megfelelő hőtárolóval, akkor csaknem kétszer olyan hosszú ideig tud működni, mint a tárolóval össze nem kapcsolt berendezés. Ez azt jelenti, hogy az áramtermelés költsége csökken.
A kapacitás, az energia előállításának képessége azonban egyre fontosabbá válik, ahogy a megújuló energiaforrások mind nagyobb szerepet kapnak az áramellátásban.
A szél és a nap sok energiát termel, de kevés kapacitást. Ma a nap- és szélenergia háttérkapacitását a drága gázfűtéses generátorok adják, amelyek az év nagy részében kihasználatlanok, mert csak akkor kapcsolják be őket, ha a szél alább hagy, vagy a nap nem süt.
Egy kilowattóra tárolása Paul Denholm számításai szerint nagyjából 4 centbe kerül, és mivel 11 centért értékesíthető, jelentős haszon van rajta. A megtakarítás jelentős részét az adja, hogy nem kell háttérkapacitásként fenntartani a gáztüzelésű generátorokat.
Üzleti okokból sem a BrightSource, sem a SolarReserve nem árulja el beruházásának költségeit, de Smith, a SolarReserve vezérigazgatója annyit elárult, hogy a tárolási technológia létrehozása a teljes beruházási összeg kevesebb mint 5 százalékába került. A BrightSource partnere, a Southern California Edison készséggel fizette meg a költségét annak, hogy akkor is kapjon áramot, amikor nem süt a nap.
Egy adott projekt sikere több tényezőtől függ, de a szakértők egyetértenek abban, hogy a tárolókapacitással rendelkező áramtermelők számára kedvezően alakul a piac. (MTI)
Mit szól hozzá?
Hozzászólása itt, a cikk alatt fog megjelenni.
Kérjük, ne használjon közízlést sértő kifejezéseket.
Nem megengedett a reklámcélú hozzászólás, valamint egy
hozzászólás bemásolása egyszerre több cikkhez.
Beledi Robert
2012.03.03, 09:27
Kedves Mindenki!
A kardba döles elkerülese vegett egy kerdes:mennyi az atomerömü hatasfoka?A felepites es üzemeltetes költsege?
turidani
2012.03.02, 11:51
Kedves Papa,
nem hinném, hogy a létező kísérleti CSP-k adataiból kéne kiindulnod a CSP műszaki lehetőségeinek meghatározásánál.
Hanem a CSP-ben alkalmazott egyes elemekkel elérhető hatásfokokból.
12-ik oldalán tartalmaz elért és tervezett - 8,5-20% közötti - éves rendszerszintű hatásfokértékeket.
Ezek azonban az energiatárolás veszteségeivel együtt értendők.
A naphőből való közvetlen áramtermelésre - ami a napelemes áramtermeléssel összehasonlítható volna - ennél jóval magasabb értékek jönnének ki.
Ha pedig a jelenlegi, 560 Cesiusig használható nátrium-káliumnitrid sóolvadékot valami magasabb hőmérsékletet bíró hőtároló közegre (pl. kb. 900 Celsiusig használható nátrium-kálium fémolvadékra) cserélnénk, akkor ugye az áramtermelő körfolyamat hatásfoka a jeleneginél akár kétszer magasabb is lehetne.
Nem véletlen, hogy a parabolatükrös, stirling-motoros CSP-kre már most is 20-30% körüli hatásfokot szoktak elérhetőnek mondani.
papa88
2012.03.01, 22:11
Dani!
Azért számoltam földterületre, mert arra találtam adatot.
Azóta megtaláltam a tükrök méretét is.
110m2/db és 2650 darab.
Most már csak a helyi éves napsugárzásra kellene adat, mert magyar adattal mesebeli hatásfok jön ki.
turidani
2012.03.01, 15:29
"1 köbméter 50-50% NaNO3-KNO3 összetételű sóolvadék.
Súlya 2100 kg
Fajhő 0,95 kJ/kg*K
Max hőfok 570 Cfok……(Dani szerint)
Min hőfok 270 Cfok.
Ezzel így 166 kWh hőmennyiséget lehet tárolni."
(Seherezádé)
Ja.
De mivel a nátriumnitrát-káliumnitrát sóolvadék fajhője nem 950 hanem 1800J/kg*K ezért a 166kWh máris 314kWh/kg-ra nő, a 30 méteres tartályátmérő pedig máris 22 méteresre csökken.
Amúgy pedig egy 30m átmérőjű és 15m magas tartály is teljesen kommersz méretkategóriának számít.
"Az arányos méretű tükör már értelmezhetetlen."
(Seherezádé)
És ugyan mi értelmezhetetlen rajta?
Talán nem tudsz egyszerre elképzelni annyi tükröt?
turidani
2012.03.01, 15:11
"Ha a terület felét borítja tükör, akkor a hatásfok 8-10%"
(Papa)
Kedves Papa,
ha a napelemes rendszereknél az elfoglalt földterületre számítanánk a hatásfokot, akkor a napelemesek rögtön kardélre hánynának minket.
Akkor te solar thermal erőmű hatásfokát vajon miért a földterületre, és miért nem a telepített tükörfelületre számolod?
Seherezáde
2012.03.01, 09:39
Tisztelt Papa88
Én pl. teljesen osztom az ön véleményét.
Nem vagyok annyira profi, hogy közvetlenül tegyem ide a cikket.
A MERT magazin 2011-es nyári számában van egy naperőmű.
Valaki egyszer úgy fogalmazott, hogy
„olyan rossz hogy hihető „
Mivel Magyarországon van, akár megnézhető.
Ha valaki ismerős, rá is kérdezhet.
A kevésbé ellenőrizhető források esetén viszont találtam kételkedni valót.
Pl. az 500 (563) C fokos NaNO3, KNO3 olvadékot.
„ 2600 sík tükör 185 hektáron „
Ebből a kijelentésből nem zárható ki az a feltételezés, hogy pl.
185 hektáron 50 hektár felületű tükör van elhelyezve.
Az arányos méretű tükör már értelmezhetetlen…..
Korábban erre céloztam.
A hőtárolást részemről annyira tartom értelmezhetőnek,
hogy a napsütés megszűnésekor,
( felhő, vagy naplemente esetén )
elkerülhető legyen a gyors hőmérsékletváltozással járó
meghibásodás.
Beledi Róbert
2012.03.01, 07:05
A spanyol erőmű sem az állandó termelést hangoztatja már a fő oldalon sem:In this way, Gemasolar can produce electrical power 24 hours a day for many months of the year.
Ez 59,45 kWh/m2 évente.
1200 kWh/év besugárzás esetén 5%,
1500 kWh/év esetén 4% a hatásfok.
Ha a terület felét borítja tükör, akkor a hatásfok 8-10% .
Ha a tükrökre eső napsugárzás 75%-át sikerül becsempészni a tárolóba, akkor a tárolóba gyűjtött energia 10,7-13,3%-a jön ki villanyként.
Így háromszor nagyobb sótartó kell négyszer nagyobb hatásos tükörfelülettel.
Seherezáde
2012.02.29, 19:42
1 köbméter 50-50% NaNO3-KNO3 összetételű sóolvadék.
Súlya 2100 kg
Fajhő 0,95 kJ/kg*K
Max hőfok 570 Cfok……(Dani szerint)
Min hőfok 270 Cfok.
Ezzel így 166 kWh hőmennyiséget lehet tárolni.
A szokásos hőerőgépek jó esetben 30% hatásfokot elérhetnek.
Így kb 50 kWh elektromos energia nyerhető.
Egy szuper nyári napon, amikor semmi felhő.
Akkor kb 20 négyzetméter tükör szükséges ennek összegyűjtésére.
Történt utalás a szivattyús energiatárolással való összehasonlításra.
Zöldtechen is szerepelt Lázbérci viztározó.
500 MWh tárolt villamos energia.
800 ezer köbméter víz.
Ha hőtárolósnál akarnánk
500 MWh villamos energiát tárolni
10 ezer köbméter sóolvadékot kell tárolni.
(30 méter átmérőjű, 15 méter magas)
Az arányos méretű tükör már értelmezhetetlen.
turidani
2012.02.28, 19:30
A hőtároló esetében minél nagyobb, annál hatékonyabb, mert annál kisebb az egységnyi tömegre eső felülete.
Fizikai korlát pedig nincs, mert ha a tartályt már nem lehet nagyobbra csinálni, akkor többet csinálsz belőle.
De a lényeg: a hőtároló nagyságrendekkel kisebb helyen elfér, mint egy azonos kapacitású szivattyús-tározós energiatároló.
És az előbbi akárhol telepíthető, ellentétben az utóbbival.
Ez itt a lényeg.
Beledi Róbert
2012.02.28, 13:30
egy nagy kapacitású(több MW)erőmű esetében akkor mekkorának kell lennie magának a hőtárolónak?Itt fizikai korlátok jelentkeznek,amit nem szabad elfelejteni.
turidani
2012.02.28, 09:22
"a fejlesztésre szánt pénzbe értsük bele a szükséges szürkeállomány képzését is" (Tozo)
Pont erről van szó.
A fejlesztések támogatása új tudást, hozzáértést, eladható termék gyártására való képességet segít létrehozni.
És sokkal kisebb összegeket igényel, mint ráfizetéses álmegoldások tömeges telepítését és üzemeltetését támogatni.
"mit csinálsz akkor,ha kis hazánkban valamiért nem akar sütni rendesen a nap" (Róbert)
Pont erre való a hőtároló.
Ugyanis a hőtárolós naperőmű akár több hétre vagy hónapra való energiát is képes kis veszteséggel tárolni.
Ráadásul ez a fajta energiatároló pont olyan olcsó és hosszú élettartamú, mint a szivattyús-tározós vagy a sűrített levegős erőművek.
Viszont azokkal ellentétben bárhol telepíthető.
Tozo
2012.02.28, 09:08
"hőtárolós naphőerőművek hazai FEJLESZTÉSÉNEK támogatására kéne fordítania az adófizetők és az EU pénzét."
Tovább megyek, sőt, inkább elé:
oktatásügy reformja, büfészakok megszüntetése, konfliktuskezelés és kommunikációs képességek fejlesztése.
A konfliktusok leglényegesebb tulajdonsága, hogy erőforrást pazarolnak - a feloldásukat, megelőzésüket mégsem tanítják iskolában. Ez pazarlás.
A jó kommunikáció minden gép(ezet), szervezet, intézmény vagy épp család működéséhez elengedhetetlen: mégis méltánytalanul figyelmen kívül hagyják a tanítását: ezért olyan gyakori a süketek párbeszéde. Cég részlegei közt is, vagy épp politikusok között is.
Egy ország felemelkedéséhez ilyen alapokat kellene először rendbe tenni. Ezek nélkül egy erőmű építése is csak annyira lehet gazdaságos mint a 4-es metro...
Szóval a fejlesztésre szánt pénzbe értsük bele a szükséges szürkeállomány képzését is.
Beledi Róbert
2012.02.28, 06:00
Kedves turidani!Fel szeretnék tenni neked egy kényes kérdést:mit csinálsz akkor,ha kis hazánkban valamiért nem akar sütni rendesen a nap(mert ez gyakran előfordul)elég 2-3 borús nap,és a hőtermelés bőven tizedére visszaesik......akkor a szabályozhatóság eleve ugrik,mivel nincs mit.....
turidani
2012.02.02, 20:27
"A berendezések azért használnak sót, mert az jóval több hőt képes tárolni, mint a víz."
Tévedés.
Azért használják a sót, mert az sokkal magasabb hőmérsékleten képes hőt tárolni.
Mert minél magasabb hőmérsékletű a hőforrás, annál jobb hatásfokú gőzkörfolyamatot lehet vele megvalósítani.
"De ha oldott állapotba kerül, akkor meg is kell tartani abban, mert különben a rendszernek egy olyan helyén szilárdul meg esetleg, ahol nehéz újból feloldani."
Nem oldott, hanem olvadt.
Itt nem sóoldatról, hanem 570 fok körüli hőmérsékletű sóolvadékról van szó.
Nátriumnitrátot, káliumnitrátot, esetleg lítiumnitrátot szoktak használni.
turidani
2012.02.02, 20:17
Kedves Névtelen,
nincs minek a végét várni, mivel efféle erőművek már évtizedek óta üzemelnek.
Tehát büszke nemzetünknek nem kéne várnia, hanem az eszetlen pénzpocsékolás (ráfizetéses napelemes erőművek telepítésének tömeges támogatása) helyett inkább a kiválóan szabályozható, és így csúcserőműként gazdaságosan használható hőtárolós naphőerőművek hazai FEJLESZTÉSÉNEK támogatására kéne fordítania az adófizetők és az EU pénzét.
Névtelen olvasó
2012.02.02, 18:07
Jó és szép, de várjuk ki a végét, ami 5-10 év is lehetséges.
Addig továbbra is vár büszke nemzetünk?
Sol
2012.02.02, 17:13
A kaliforniai napelem kísérletekről szóló hír figyelmet érdemel.
A közölt innováció lényege, hogy a napelem működését összekapcsolják egy speciális hőtárolóval. Ezáltal az energia forrás hatás ideje, csaknem kétszeresére nő, a hagyományos, tárolás nélküli, napelem használattal szemben.
Az új technológia jelentős piac növelő tényező lehet a napelem használatnál.
