Կենտրոնացված արևային էներգիա (ԿԷԷ). Ֆոտովոլտային էներգիայից այն կողմ գտնվող այլընտրանքային արևային էներգիայի տեխնոլոգիա

1. CSP-ի ներածություն. Արեգակնային էներգիայի մոդելի փոփոխություն

 

Կենտրոնացված արևային էներգիան (ԿԷԷ) ներկայացնում է արևային էներգիայի օգտագործման վերափոխող մոտեցում, որը տարբերվում է ավանդական ֆոտովոլտային (ՖՎ) համակարգերից: Ի տարբերություն ՖՎ-ի, որն արևի լույսը անմիջապես վերածում է էլեկտրաէներգիայի՝ օգտագործելով կիսահաղորդչային նյութեր, ԿԷԷ-ն օգտագործում է հայելիներ կամ ոսպնյակներ՝ արևի լույսը ընդունիչի վրա կենտրոնացնելու համար, առաջացնելով ջերմություն, որը խթանում է թերմոդինամիկ ցիկլը՝ էլեկտրաէներգիա արտադրելու համար: Ջերմային էներգիայի կուտակման (ՋԷԿ) այս հնարավորությունը թույլ է տալիս ԿԷԷ կայաններին արտադրել բաշխվող էներգիա նույնիսկ գիշերային կամ ամպամած պայմաններում՝ լուծելով ՖՎ համակարգերի կարևորագույն սահմանափակումը:

 

JZP Energy Innovations-ում մենք CSP-ն համարում ենք ապագայի էներգետիկ խառնուրդի անկյունաքար, մասնավորապես՝ բարձր արեգակնային ճառագայթում ունեցող տարածաշրջաններում: Մեր հետազոտությունների և զարգացման ջանքերը կենտրոնանում են CSP տեխնոլոգիաների զարգացման վրա՝ արդյունավետությունը բարձրացնելու, ծախսերը կրճատելու և հիբրիդային էներգետիկ համակարգերի հետ անխափան ինտեգրվելու համար:

 

2. CSP-ի հիմնական տեխնոլոգիաները՝ գծայինից մինչև աշտարակային համակարգեր

 

CSP համակարգերը դասակարգվում են իրենց օպտիկական կոնցենտրացիայի մեթոդներով և ընդունիչների դիզայնով.

 

1. ա) Պարաբոլիկ ակոսավոր հավաքիչներ (PTC)

 

Առավել զարգացած CSP տեխնոլոգիան՝ PTC-ն, օգտագործում է գծային պարաբոլիկ հայելիներ՝ արևի լույսը կենտրոնացնելու ջերմափոխանակիչ հեղուկ (HTF) պարունակող ընդունիչ խողովակի վրա, ինչպիսին է հալված աղը: Մինչև 400°C ջերմաստիճանում աշխատող PTC համակարգերը իդեալական են բնական գազի կայաններով հիբրիդային կոնֆիգուրացիաների համար, որոնք հնարավորություն են տալիս բազային բեռի էլեկտրաէներգիա արտադրել:

 

1. բ) Արևային էներգիայի աշտարակներ (SPT)

 

SPT-ն օգտագործում է հելիոստատների (հետևող հայելիների) մի շարք՝ արևի լույսը աշտարակի վերևում գտնվող կենտրոնական ընդունիչի վրա կենտրոնացնելու համար: 1000×-ից ավելի կոնցենտրացիայի հարաբերակցությամբ SPT-ն հասնում է ընդունիչի 500–1000°C ջերմաստիճանի, ինչը հնարավորություն է տալիս ապահովել ավելի բարձր թերմոդինամիկ արդյունավետություն և համատեղելիություն առաջադեմ էներգետիկ ցիկլերի հետ, ինչպիսիք են գերկրիտիկական CO₂ տուրբինները:

 

1. գ) Գծային Ֆրենելի անդրադարձիչներ (LFR)

 

LFR համակարգերը օգտագործում են գծային հատվածներով դասավորված հարթ հայելիներ՝ կապիտալ ծախսերը կրճատելու և արդյունավետությունը պահպանելու համար: Դրանց մոդուլային դիզայնը հարմար է ապակենտրոնացված կիրառությունների համար, ինչպիսիք են արդյունաբերական գործընթացների ջերմամատակարարումը կամ աղազրկումը:

 

1. դ) Դիշ-Սթիրլինգ համակարգեր

 

Ապացույցների համակարգերը օգտագործում են պարաբոլիկ ապացույցներ՝ արևի լույսը Ստիրլինգի շարժիչին միացված ընդունիչի վրա կենտրոնացնելու համար, հասնելով ռեկորդային 31–32% արդյունավետության: Այս համակարգերը գերազանցում են բաշխված արտադրության մեջ, մասնավորապես հեռավոր տարածքներում:

 

3. CSP-ի մրցակցային առավելությունները ֆոտովոլտայինների նկատմամբ

 

Մինչ ֆոտովոլտային էներգիան գերիշխում է բնակելի և առևտրային շուկաներում, CSP-ն առաջարկում է եզակի առավելություններ.

 

1. ա) Էներգիայի կուտակման ինտեգրում

 

CSP-ի TES համակարգերը, որոնք հաճախ օգտագործում են հալված աղեր, հնարավորություն են տալիս ապահովել 6-12 ժամվա էլեկտրաէներգիայի առաքում: Օրինակ, JZP-ի հիբրիդային CSP-PV նախագծերը Մերձավոր Արևելքում օգտագործում են 8-ժամյա հալված աղի պահեստավորում՝ գագաթնակետային պահանջարկի ժամանակ ցանցային մատակարարումը կայունացնելու համար:

 

1. բ) Բարձր ջերմաստիճանի կիրառություններ

 

CSP-ի 500°C-ից բարձր ջերմություն առաջացնելու ունակությունը այն հարմար է դարձնում արդյունաբերական ապաածխածնացման համար: JZP-ն փորձարկում է CSP-ով աշխատող գոլորշու ռեֆորմինգ ջրածնի արտադրության համար՝ նվազեցնելով բրածո վառելիքից կախվածությունը:

 

1. գ) Հիբրիդացման ներուժ

 

CSP կայանները կարող են համատեղ այրել բնական գազ կամ կենսազանգված, ինչը մեծացնում է ճկունությունը: Մարոկկոյում JZP-ի CSP կայանը ինտեգրում է կենսագազը՝ 24/7 գործունեություն իրականացնելու համար, նվազագույնի հասցնելով կրճատումները:

 

4. JZP-ի մարտահրավերներն ու նորարարությունները
5. ա) Ծախսերի կրճատում

 

CSP-ի էլեկտրաէներգիայի հարթեցված արժեքը (LCOE) 2010 թվականի 0.36 դոլար/կՎտժ-ից նվազել է մինչև 0.11 դոլար/կՎտժ 2023 թվականին՝ պայմանավորված հայելու ճշգրտության և ընդունիչի դիմացկունության առաջընթացով: JZP-ի արտոնագրված հայելային ծածկույթի տեխնոլոգիան 15%-ով նվազեցնում է անդրադարձման կորուստները, ինչը հետագայում նվազեցնում է ծախսերը:

 

1. բ) Չորային շրջաններում մասշտաբայնություն

 

CSP-ն ծաղկում է անապատային միջավայրերում, սակայն ավազի մաշվածության նման մարտահրավերները շարունակում են մնալ: JZP-ի հակակոռոզիոն ընդունիչի ծածկույթները և ավտոմատ հայելիների մաքրման համակարգերը լուծում են այս խնդիրները՝ ապահովելով 95% աշխատանքային ժամանակ կոշտ կլիմայական պայմաններում:

 

1. գ) Ցանցային ինտեգրում

 

CSP-ի առաքման հնարավորությունը համապատասխանում է վերականգնվող էներգիայի պարտադիր պահանջներին: JZP-ի «CSP-որպես ծառայություն» մոդելը կոմունալ ծառայությունների համար առաջարկում է մասշտաբային պահեստավորման լուծումներ՝ հավասարակշռելով ընդհատվող վերականգնվող էներգիայի աղբյուրները, ինչպիսիք են քամու և ֆոտովոլտային էներգիան:

 

5. Ապագայի հեռանկար. CSP զրոյական զուտ աշխարհում

 

Մինչև 2050 թվականը CSP-ն կարող է ապահովել համաշխարհային էլեկտրաէներգիայի 25%-ը, իսկ Հյուսիսային Աֆրիկայում և ԱՄՆ-ի հարավ-արևմուտքում իրականացվող նախագծերը առաջատար դեր են խաղում կիրառման մեջ: JZP-ն առաջատար է CSP-ի դերը ամրապնդելու գործում:

 

Մասնիկային ընդունիչներ. Հալված աղերը կերամիկական մասնիկներով փոխարինելը հնարավորություն է տալիս աշխատել 1000°C ջերմաստիճանում՝ բարձրացնելով ցիկլի արդյունավետությունը մինչև 50%:

 

Հիբրիդային արևային վառելիքներ. CSP-ից ստացված ջերմությունն օգտագործվում է կանաչ ջրածին և սինթետիկ վառելիք արտադրելու համար՝ առաջարկելով սեզոնային էներգիայի կուտակման լուծումներ։

 

Արհեստական ​​բանականության միջոցով օպտիմալացված գործողություններ. Մեքենայական ուսուցման ալգորիթմները օպտիմալացնում են հելիոստատի հետևումը և ջերմային կուտակումը՝ մաքսիմալացնելով արտադրողականությունը՝ միաժամանակ նվազագույնի հասցնելով ջրի օգտագործումը։

 

6. Եզրակացություն

 

Կենտրոնացված արևային էներգիան գերազանցում է ֆոտովոլտային էներգիայի սահմանափակումները՝ համատեղելով մասշտաբայնությունը, կուտակիչը և արդյունաբերական կիրառելիությունը: JZP Energy Innovations-ում մենք հանձնառու ենք CSP-ի զարգացմանը՝ առաջատար հետազոտությունների և զարգացման միջոցով, ապահովելով դրա կարևորագույն դերը կայուն էներգիայի համաշխարհային անցման գործում:

 

Միացե՛ք մեզ՝ ավելի պայծառ, ավելի դիմացկուն էներգետիկ ապագա կերտելու գործում։