O centrală solară care își poate produce singură energia de rezervă. Cum funcționează tehnologia dezvoltată de 247Solar

O companie americană propune un sistem de producere a energiei electrice care combină energia solară concentrată cu posibilitatea de a folosi combustibili atunci când soarele nu mai poate asigura suficientă căldură. Tehnologia dezvoltată de start-up-ul 247Solar folosește oglinzi pentru a concentra lumina solară, stochează energia sub formă de căldură și o transformă ulterior în electricitate. Dacă rezervele de căldură nu sunt suficiente, aceeași instalație poate funcționa cu ajutorul combustibililor fosili.

Soluția ar putea reduce nevoia construirii unor centrale separate pentru perioadele în care producția regenerabilă scade. Primul proiect comercial urmează să fie realizat în India și va avea o capacitate modestă, de aproximativ 1 MW. Compania mizează însă pe un sistem modular, care ar putea fi extins ulterior pentru instalații mai mari și pentru alimentarea unor obiective industriale izolate, scrie Ars Technica.

De ce energia solară concentrată a pierdut teren în fața panourilor fotovoltaice

Spre deosebire de panourile fotovoltaice, care transformă direct lumina în electricitate, sistemele solare cu concentrare folosesc oglinzi orientabile pentru a direcționa razele Soarelui către un receptor. Acesta încălzește un fluid sau un alt material, iar energia termică obținută poate fi folosită pentru a pune în mișcare turbine generatoare de electricitate. O parte din căldură poate fi stocată și utilizată după apus, ceea ce permite producerea energiei și în timpul nopții.

Tehnologia a fost considerată o alternativă promițătoare în urmă cu aproximativ un deceniu, mai ales datorită progreselor înregistrate în stocarea căldurii. Între timp, însă, costurile panourilor fotovoltaice au scăzut puternic, iar acestea au devenit o soluție mai ieftină în numeroase regiuni. Centralele solare cu concentrare au rămas mai costisitoare și mai complicate, din cauza componentelor mobile, a fluidelor care pot provoca probleme de coroziune și a diferențelor dintre tehnologiile folosite.

O altă dificultate este asigurarea producției constante. O instalație fotovoltaică poate avea nevoie de baterii sau de centrale pe gaz pentru a acoperi perioadele fără soare și zilele cu vreme nefavorabilă. În schimb, 247Solar încearcă să integreze rezerva de energie în aceeași instalație, fără să fie necesară construirea unei centrale separate.

Cum funcționează sistemul care stochează căldura în bile ceramice

Instalația dezvoltată de companie folosește un câmp de oglinzi numite heliostate. Acestea urmăresc mișcarea Soarelui și concentrează lumina asupra unui receptor amplasat într-un turn. Particularitatea tehnologiei 247Solar este că receptorul încălzește aerul la presiune atmosferică, în loc să folosească fluide precum sărurile topite, întâlnite în alte centrale solare de acest tip.

Aerul poate ajunge la aproximativ 970 de grade Celsius. O parte din această căldură ar putea fi folosită direct în procese industriale, însă, în configurația obișnuită, va fi direcționată către un sistem de stocare. Acesta conține granule ceramice de dimensiunea unor mingi de golf, care acumulează energia termică și o păstrează pentru utilizare ulterioară.

Potrivit reprezentanților companiei, căldura stocată ar putea asigura producerea electricității timp de nouă până la 20 de ore după apus, în funcție de configurația instalației și de cantitatea de energie consumată în timpul zilei. Pentru producția diurnă, 247Solar intenționează să combine sistemul cu panouri fotovoltaice.

Aerul fierbinte ajunge apoi la un schimbător de căldură, proiectat să înlocuiască arzătorul unei turbine cu gaz. Acesta încălzește aerul comprimat înainte ca acesta să ajungă la partea turbinei care produce energia mecanică necesară generatorului. Restul echipamentelor pot proveni din sisteme comerciale deja existente, ceea ce ar putea simplifica instalarea.

Centrala poate funcționa și cu combustibili fosili

Avantajul principal al sistemului este că schimbătorul de căldură nu depinde de sursa care încălzește aerul. Căldura poate proveni din receptorul solar, din materialul ceramic în care a fost stocată sau din arderea unor combustibili. Astfel, dacă vremea nefavorabilă durează mai multe zile ori rezervele termice se epuizează, instalația poate continua să producă electricitate folosind combustibil.

Mark von Keszycki, reprezentant al 247Solar, a explicat că sistemul poate arde mai multe tipuri de combustibili în perioadele cu producție solară insuficientă. Compania estimează că adăugarea acestei posibilități ar crește costul total al instalației cu mai puțin de 10%. Ideea este ca aceeași infrastructură să poată asigura atât producția regenerabilă, cât și rezerva necesară atunci când condițiile meteorologice nu sunt favorabile.

Sistemul oferă și o sursă suplimentară de căldură. Aerul care iese din schimbătorul de căldură poate avea în continuare o temperatură de aproximativ 250 de grade Celsius. Această energie termică poate fi folosită în anumite procese industriale sau în instalații de răcire prin absorbție. În funcție de necesități, aerul poate fi combinat și cu fluxul mai fierbinte provenit direct din sistemul de stocare.

Primele instalații vor testa dacă tehnologia poate fi extinsă

Primul proiect planificat în India va avea o capacitate redusă și va include două generatoare de câte 200 kW. Instalația va permite verificarea funcționării echipamentelor în condiții reale și identificarea eventualelor probleme care nu pot fi anticipate în etapa de proiectare. Bruce Anderson, reprezentant al companiei, a declarat că una dintre principalele preocupări este apariția unor probleme tehnice încă necunoscute.

247Solar lucrează deja la proiectarea unei instalații de 3 MW, care ar urma să combine mai multe module conectate la un turn comun. Fiecare modul poate include propriul receptor și sistem de stocare a căldurii, iar configurația modulară ar permite adăugarea de capacitate fără construirea unei centrale complet diferite.

Unul dintre domeniile în care compania vede un potențial important este industria minieră. Exploatările aflate în zone izolate depind adesea de generatoare diesel, iar transportul combustibilului până la aceste amplasamente poate fi costisitor. O instalație precum cea propusă de 247Solar ar putea reduce consumul de motorină și ar putea furniza, în același timp, căldura necesară unor operațiuni de prelucrare a minereurilor.

Senzori de parcare vopsiți: de ce stratul suplimentar poate provoca alarme permanente