Ηλιοθερμική ενέργεια: Μηχανικοί στο Oregon State University έχουν εφεύρει μια νέα προσέγγιση για την αποθήκευση συγκεντρωμένης ηλιοθερμικής ενέργειας, με στόχο την μείωση της τιμής κόστους και την ευρύτερη χρήση της ενέργειας αυτής.
Η εξέλιξη αυτή βασίζεται σε μια καινοτομία της θερμοχημικής αποθήκευσης ενέργειας, με την οποία ο χημικός μετασχηματισμός χρησιμοποιείται σε επαναλαμβανόμενους κύκλους για να συγκρατήσει τη θερμότητα, η οποία θα χρησιμοποιηθεί για να κινήσει τουρμπίνες, και στη συνέχεια να αναθερμανθεί ξανά για να συνεχίσει τον κύκλο.
Αυτό θα μπορούσε να γίνεται όλο το 24 ώρο, με διαφορετικά διαθέσιμα επίπεδα της ηλιακής ενέργειας, σε οποιαδήποτε στιγμή της ημέρας και όπως υπαγορεύεται από τη ζήτηση του δικτύου.
Τα πορίσματα έχουν δημοσιευθεί σε επιστημονικά περιοδικά, ενώ το έργο χρηματοδοτήθηκε από το Υπουργείο Ενέργειας των ΗΠΑ, και υλοποιήθηκε απο ερευνητές του Πανεπιστημίου της Φλόριντα.
Το σύνολο της ενέργειας που θα παράγεται μπορεί να αποθηκεύεται απεριόριστα και να χρησιμοποιείται μεταγενέστερα, όταν η ηλεκτρική ενέργεια είναι απαραίτητη. Εναλλακτικά, ένα ποσοστό της ενέργεια μπορεί να χρησιμοποιείται αμέσα και τα υπόλοιπα φυλάσσονται για μεταγενέστερη χρήση.
Η αποθήκευση της ενέργειας με αυτόν τον τρόπο βοηθά στην επίλυση ένας από τα βασικότερα προβλήματα που περιορίζουν την ευρύτερη χρήση της ηλιακής ενέργειας, δηλαδή την ανάγκη για άμεση χρησιμοποίηση αμέσως του ηλεκτρικού ρεύματος. Η παράγωγη ενέργειας βασίζεται σε μια παραγωγικότητα που ποικίλλει σε μεγάλο βαθμό σχετικά με τον αν είναι νύχτα και ημέρα, ημέρες ή ώρες της ημέρας, ένταση της ηλιακής ακτινοβολίας κα. Πολλά εναλλακτικά συστήματα παράγωγης ενέργειας περιορίζονται από αυτή την έλλειψη συνεχούς και σταθερής ροής της ενέργειας.
Η ηλιοθερμική-ηλεκτρική ενέργεια έχει ιδιαίτερο ενδιαφέρον λόγω της δυνατότητάς να μειώσει το κόστος παραγωγής. Σε αντίθεση με τα συμβατικά ηλιακά φωτοβολταϊκά πάνελ- που παράγουν ηλεκτρικό ρεύμα άμεσα από το φως του ηλίου, η ηλιακή-θερμική παραγωγή ενέργειας αναπτύσσεται σε μια μεγάλη μονάδα παραγωγής ενέργειας όπου στρέμματα καθρέφτες αντανακλούν το φως του ήλιου με ακρίβεια πάνω σε ένα ηλιακό δέκτη. Όλη αυτή η ενέργεια χρησιμοποιείται για να θερμάνει ένα ρευστό-υγρό που με τη σειρά του κινεί μια τουρμπίνα για την παραγωγή ηλεκτρισμού.
Αυτή η τεχνολογία είναι ελκυστική επειδή είναι ασφαλής, μακράς διαρκείας, φιλική προς το περιβάλλον και δεν παράγει εκπομπές αερίων του θερμοκηπίου. Το κόστος, η αξιοπιστία και η αποτελεσματικότητα ήταν τα κύρια εμπόδια αυτής της μεθόδου.
"Με τις τα νέα υλικά που μελετάμε, υπάρχει σημαντική πρόοδος για τη μείωση του κόστους και την αύξηση της αποδοτικότητας," δήλωσε ο Nick AuYeung, βοηθός καθηγητής της χημικής μηχανικής στο OSU College of Engineering, (συγγραφέας αυτής της μελέτης, καθώς και εμπειρογνώμονας σε καινοτόμες εφαρμογές και η χρήση της αειφόρου ενέργειας.)
"Σε αυτούς τους τύπους των συστημάτων, η ενεργειακή απόδοση είναι στενά συνδεδεμένη με τη χρήση των υψηλότερων δυνατών θερμοκρασιών», δήλωσε ο AuYeung. "Τα τετηγμένα άλατα που τώρα χρησιμοποιούνται για την αποθήκευση της ηλιακής-θερμικής ενέργειας μπορούν να λειτουργήσουν μόνο έως τους 600 βαθμούς Κελσίου. Επίσης απαιτούν επίσης μεγάλους αποθηκευτικούς χώρους και είναι διαβρωτικά υλικά. Η ένωση που μελετάμε μπορεί να χρησιμοποιηθεί έως και 1.200 βαθμούς, και μπορεί να είναι δύο φορές πιο αποτελεσματική από τα υπάρχοντα συστήματα".
Αυτό έχει τις δυνατότητες για μια πραγματική επανάσταση στην αποθήκευση της ενέργειας. Η θερμοχημική αποθήκευση μοιάζει με μια μπαταρία, στην οποία οι χημικοί δεσμοί χρησιμοποιούνται για την αποθήκευση και την απελευθέρωση ενέργειας - αλλά στην περίπτωση αυτή, η μεταφορά βασίζεται σε θερμότητα, όχι στην ηλεκτρική ενέργεια.
Το σύστημα βασίζεται στην αντιστρεπτή αποσύνθεση του ανθρακικού στροντίου σε οξείδιο του στροντίου και διοξειδίου του άνθρακα, η οποία απαιτεί και καταναλώνει θερμική ενέργεια. Κατά τη διάρκεια της απαλλαγής, ο ανασυνδυασμός οξείδιου του στροντίου και του διοξείδιο του άνθρακα απελευθερώνει την αποθηκευμένη θερμότητα. Τα υλικά αυτά δεν είναι εύφλεκτα, είναι εύκολα διαθέσιμα και είναι ασφαλή για το περιβάλλον.
Σε σύγκριση με τις υπάρχουσες μεθόδους, το νέο σύστημα θα μπορούσε επίσης να κάνει μια αύξηση 10 φορές στην παραγωγή ενέργειας ενώ υπερτερεί επειδή είναι πολύ μικρό σε όγκο και αρκετά φθηνό στην κατασκευή του
Το σύστημα αυτό θα μπορούσε να λειτουργήσει σε πολύ υψηλές θερμοκρασίες, έτσι ώστε πρώτα να χρησιμοποιείται για να θερμάνει τον που θα οδηγήσει μια τουρμπίνα για την παραγωγή ηλεκτρισμού, και στη συνέχεια υπολειπόμενη θερμότητα θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για να παράγει ατμό για να οδηγήσει ακόμα ένα στρόβιλο.
Κατά την διάρκεια εργαστηριακών δοκίμων, προέκυψε μία ανησυχία όταν η χωρητικότητα αποθήκευσης ενέργειας της μεθόδου μειώθηκε μετά από 45 κύκλους θέρμανσης και ψύξης, λόγω κάποιων αλλαγών στα υλικά. Θα χρειαστεί περαιτέρω έρευνα για να εντοπιστούν τρόποι έτσι ώστε να μεγαλώσει σημαντικά ο αριθμός των κύκλων θέρμανσης και ψύξης που θα μπορούσε να πραγματοποιηθεί..
Άλλες βελτιώσεις μπορεί επίσης να είναι απαραίτητη η δοκιμή του συστήματος σε μεγαλύτερες κλίμακες, η επίλυση θεμάτων όπως θερμικά σοκ, πριν την παραγωγή ενός πρωτοτύπου.
