Bardziej ekologiczne i tańsze elektrownie wykorzystujące skoncentrowaną energię słoneczną
Wycieki lub emisje oleju syntetycznego stosowanego w roli płynnego wymiennika ciepła w istniejących elektrowniach wykorzystujących skoncentrowaną energię słoneczną mogą mieć znaczący negatywny wpływ na florę, wody gruntowe i powierzchniowe, a także jakość powietrza. Co więcej, tego rodzaju instalacje są często projektowane z myślą o wykorzystywaniu wody do chłodzenia na końcu cyklu termicznego. Zapotrzebowanie na wodę może powodować trudności z wdrożeniem takich rozwiązań na bardziej suchych terenach, takich jak Bliski Wschód i Afryka Północna. Uczestnicy finansowanego przez Unię Europejską projektu MSLOOP 2.0 pracowali nad rozwiązaniem tych problemów, którym może być tania instalacja solarna na potrzeby elektrowni wykorzystujących skoncentrowaną energię słoneczną dzięki rynnom parabolicznym. Nowe rozwiązanie opiera się na wykorzystaniu zoptymalizowanych trójskładnikowych stopionych soli w roli wymiennika ciepła, połączonego z innowacyjnym systemem hybrydyzacji (HYSOL). „Celem projektu było opracowanie rozwiązania na potrzeby elektrowni słonecznych, które pozwoli na obniżenie kosztów energii. Dzięki naszemu urządzeniu będzie możliwe wytwarzanie stabilnej i nadającej się do dalszej dystrybucji energii elektrycznej w przełomowych i bardziej zrównoważonych elektrowniach hybrydowych”, dodaje koordynator projektu.
Prototyp? Gotowy!
W pierwszej kolejności naukowcy rozpoczęli prace od opracowania i wytworzenia dodatków do trójskładnikowych stopionych soli, a także systemu pomiarowego działającego w czasie rzeczywistym, który pozwala na mierzenie składu trzech połączonych soli w czasie działania instalacji. Prace objęły także elementy kolektora ciepła, których stworzenie było konieczne dla zapewnienia optymalnego działania całej instalacji. „W trakcie naszych prac przeprowadziliśmy analizę strukturalną kolektorów, zbadaliśmy działanie prototypu, zajęliśmy się także kwestią systemów pomocniczych, zapewniających niezawodne działanie instalacji solarnej oraz ograniczających zużycie wody”, wyjaśnia koordynator. Po opracowaniu prototypu, partnerzy skupieni wokół projektu ustalili indywidualne parametry na podstawie trybów działania, następnie na podstawie tych ustaleń zostały zaktualizowane i zweryfikowane wyniki symulacji oraz modele działania. Elementy kolektora ciepła oraz rzetelność testów przeprowadzonych na podstawie prototypu została potwierdzona certyfikatami wydanymi przez niezależne jednostki. Po weryfikacji założeń, uczestnicy projektu zajęli się dalszym rozwojem technologii od prototypu, aż po jej debiut na rynku. Dodatkowo na podstawie analizy rynku i możliwości oferowanych przez obieg stopionej soli zostały wybrane cztery studia przypadków. „Ich lista obejmowała instalację o mocy 12 MW na Sycylii (Włochy), instalację wykorzystującą rozwiązanie HYSOL w tej samej lokalizacji, a także instalację o mocy 80 MW w Prowincji Przylądkowej Północnej w RPA, zarówno z naszym rozwiązaniem, jak i bez niego”, dodaje koordynator.
Tańsza i bardziej ekologiczna alternatywa
Zrealizowane projekty pozwoliły na ustalenie i ocenę nakładów inwestycyjnych oraz kosztów operacyjnych, a także parametrów takich jak wydajność wytwarzania energii, uśredniony koszt energii oraz stabilność produkcji, co pozwoliło członkom konsorcjum na porównanie rozwiązania MSLOOP 2.0 z alternatywnymi rozwiązaniami. Inne ważne aspekty technologii analizowane podczas tej fazy badań obejmowały analizę cyklu życia stopionych soli oraz porównanie z alternatywnymi wymiennikami ciepła, określenie kluczowych podzespołów, badanie degradacji materiału, wymaganą konserwację, a także kwestie związane z BHP. Główne rezultaty projektu obejmują zarówno osiągnięcia techniczne, takie jak dodatki do stopionych soli, systemy monitoringu, systemy pomocnicze na potrzeby instalacji solarnych, modele działania i produkcji, modele finansowe, a także elementy kolektorów ciepła zoptymalizowane do pracy przy parametrach wymaganych przez rozwiązanie MSLOOP 2.0. Jak twierdzi koordynator projektu: „Wszystkie te elementy zapewniają niezawodność, dzięki której technologia ta weszła na stopień gotowości technologicznej pozwalający na jej komercjalizację”. Zarówno opracowane systemy, jak i doświadczenie zdobyte podczas instalacji oraz testów przeprowadzonych na podstawie prototypu stanowią dowód dla inwestorów i deweloperów potwierdzający możliwości nowej technologii. „Rezultatem projektu MSLOOP 2.0 będzie zatem nowe rozwiązanie na potrzeby przyszłych zamówień dotyczących elektrowni wykorzystujących skoncentrowaną energię słoneczną, wykorzystujące przystępną cenowo technologię, która zapewni wysoką elastyczność dostaw energii, a jednocześnie nie będzie miała negatywnego wpływu na środowisko”, zauważa koordynator projektu.
Słowa kluczowe
MSLOOP 2.0, elektrownia wykorzystująca skoncentrowaną energię słoneczną, instalacja solarna, HYSOL, dostawy energii, skoncentrowana energia słoneczna, obieg stopionej soli, wymiennik ciepła, elektrownia słoneczna wykorzystująca rynny paraboliczne, system hybrydyzacji
