Jakie są wady skoncentrowanej energii słonecznej?

Skoncentrowana energia słoneczna wygląda na powierzchni jako doskonałe źródło energii z sieci. Jest trwały, nie ma oczywistych odpadów, z którymi musiałby się uporać podczas budowy lub eksploatacji, a dzięki magazynowaniu termicznemu może wytwarzać energię w nocy lub w pochmurny dzień. Wydaje się, że rozwiązuje każdy problem z paliwami kopalnymi, energią jądrową, fotowoltaiczną lub wiatrową. Czy jest w tym jakaś wada, której nie widzę? Czy nie powinniśmy budować tych roślin tak szybko, jak to możliwe?

Nie ma srebrnych kul, jeśli chodzi o dekarbonizację siatki. To dobra wiadomość: oznacza, że ​​możesz przestać go szukać i zaakceptować, że każda forma generacji ma swoje zalety i wady.

Skoncentrowana energia słoneczna [CSP] opiera się na bezpośrednim świetle słonecznym . Nie tylko światło dzienne, ale także mnóstwo bezpośredniego światła słonecznego przez cały rok. Podczas gdy zwykłe ogniwa fotowoltaiczne [PV] będą działać praktycznie w dowolnym miejscu na świecie, od tropików po bieguny.

CSP nie działa we wszystkich skalach. Prototypy wciąż określają, co jest najbardziej ekonomiczne. PV działa na niemal każdą skalę, od watów po gigawaty.

CSP jest jeszcze w powijakach. Na świecie może być kilka tysięcy prototypów w skali sieci, o łącznej mocy ~ 4-5 GW, a te z wbudowanym magazynem do pracy 24/7 są jeszcze rzadsze, ponieważ ekonomia śmierdzi. Nie mamy pojęcia o żywotności, optymalnej konstrukcji, optymalnych reżimach konserwacji i tak dalej. Podczas gdy PV jest towarem produkowanym w ogromnych ilościach - obecnie zbliżamy się do miliarda paneli fotowoltaicznych na świecie, o mocy około 200 GW - pięćdziesięciokrotnie większej pojemności i pięciu lub sześciu rzędach jednostek bardziej powtarzalnych.

CSP jest złożony i czasochłonny w projektowaniu, instalacji i uruchomieniu. PV jest bardzo szybki i bardzo łatwy do zaprojektowania, zainstalowania i uruchomienia.

Magazynowanie w większości świata nie jest towarem o wysokiej wartości. Tak więc posiadanie wbudowanej pamięci masowej nie jest samo w sobie samo w sobie wartościowe.

Nie wiemy, jaki będzie jej całkowity koszt w przeliczeniu na jednostkę dostarczonej energii elektrycznej. Mamy tylko kilka młodych prototypów. Ten rodzaj niepewności zniechęca inwestorów.

Wszystko, co robimy jako ludzie, ma jakieś konsekwencje. Chociaż nie jest to (moim zdaniem) duży minus, krytycy często przytaczali rzekomy negatywny wpływ rośliny na przyrodę:

Artykuł w Wikipedii :

Zauważono, że owady można przyciągnąć do jasnego światła spowodowanego skoncentrowaną technologią słoneczną, w wyniku czego ptaki, które na nie polują, mogą zostać zabite (spalone), jeśli przelatują blisko miejsca, na które skupia się światło. Może to również wpłynąć na ptaki drapieżne, które polują na ptaki. Federalni urzędnicy ds. Przyrody zaczęli nazywać te „ekologiczne” wieże energetyczne „mega pułapkami” dla dzikiej przyrody.

Wiadomości ze świata przyrody :

Niestety, około dwóch godzin po teście inżynierowie i biolodzy na miejscu zaczęli zauważać „serpentyny” - ślady dymu i pary spowodowane przez ptaki lecące bezpośrednio na pole promieniowania słonecznego. Jaka wilgoć na nich natychmiast odparowała, a niektórzy natychmiast stanęli w płomieniach - przynajmniej dopóki nie zaczęli gorączkowo machać. Szacuje się, że 130 ptaków zostało rannych lub zabitych podczas testu.

Prawdziwość tych twierdzeń jest jednak wątpliwa (z artykułu z Wikipedii):

Jednak historia o elektrowni słonecznej Ivanpah została przesadzona, licząc zgony w dziesiątkach tysięcy, budząc alarm o elektrowniach skoncentrowanej energii słonecznej (CSP), które nie były oparte na faktach, ale na spekulacji jednego przeciwnika. Zgodnie z rygorystycznymi doniesieniami w ciągu ponad sześciu miesięcy policzono tylko 133 śpiewane ptaki. Nie tylko liczba ofiar śmiertelnych wśród ptaków jest znacznie niższa niż setki milionów, a nawet miliardy, które giną rocznie w wyniku zderzeń z szybami, pojazdami i liniami energetycznymi, ale skupiając nie więcej niż 4 lustra na jednym miejscu w powietrzu podczas w trybie gotowości w Crescent Dunes Solar Energy Project w ciągu 3 miesięcy śmiertelność spadła do zera.

W Wielkiej Brytanii słońce nie świeci każdego dnia. Potrzebujemy także największej mocy w zimie, gdy słońce świeci najmniej.

Dlatego każda elektrownia słoneczna musi być wspierana przez inną elektrownię, która może pracować, gdy słońce nie świeci. Skoncentrowana energia słoneczna pozwala na krótkotrwałe magazynowanie pary, więc przynajmniej radzi sobie z 5 minutami zachmurzenia, nie pomaga to w przypadku „problemu zimowego”.

Jednak w obszarze, w którym zapotrzebowanie na moc szczytową jest w gorące słoneczne dni z powodu prądu przemiennego, energia słoneczna staje się znacznie lepszą opcją.

Następnie musimy zapytać, czy warto skoncentrować energię słoneczną (CSP) w porównaniu do fotowoltaiki (PV). PV jest towarem i z każdym rokiem staje się coraz tańszy, więc cały CSP może zaoferować ponad PV to krótkoterminowe magazynowanie energii.

Jeśli zainwestowano wiele w CSP we właściwych obszarach świata, a wielu projektantów zostało zbudowanych i udoskonalonych, może okazać się bardzo dobre. Spodziewam się jednak, że nigdy się nie dowiemy, ponieważ inwestycja jest trudna do wykonania, biorąc pod uwagę, że PV jest dobrze zrozumiane, a AC można wyłączyć na kilka minut, jeśli chmura zatrzyma PV. (Przechowywanie „chłodu” w budynku jest metodą skutecznego magazynowania energii).

Skoncentrowane elektrownie słoneczne najlepiej lokalizować w odizolowanych obszarach, które przez cały rok otrzymują dużo słońca, co w zasadzie oznacza regiony suche lub półsuche. Większość tych regionów nie ma dużych populacji, więc potrzebne będą długie linie przesyłowe energii.

Aby zwiększyć wydajność i wydajność, każda instalacja CSP będzie musiała zostać indywidualnie zaprojektowana i zbudowana dla ścieżki i wysokości słońca w każdym miejscu, w którym zostanie utworzona instalacja CSP; szczególnie w przypadku systemu śledzenia słońca, który będzie potrzebny do ciągłego skupiania światła z poruszającego się słońca w jednym miejscu. Ścieżka słońca zmienia się w ciągu dnia i z dnia na dzień - niskie wysokości w zimie, wysokie wysokości w lecie.

Moc wyjściowa będzie optymalna, gdy Słońce znajdzie się w najwyższym punkcie na niebie i dobrze funkcjonuje 2–3 godziny po obu stronach. We wczesnych porankach i późnych popołudniach CSP nie otrzyma dużo użytecznego światła słonecznego.

Niektóre z tych odpowiedzi dotyczyły już wpływu CSP na środowisko, chciałbym dodać ten artykuł jako źródło. Przypomina o uwagach innych, którzy odpowiedzieli na pytanie PO i wskazali na problemy związane z różnorodnością biologiczną (szczególnie gatunków ptaków).

Jednak nikt nie zwrócił uwagi na zużycie wody przez system chłodzenia, co również jest ważne. Z biegiem czasu będziemy musieli bardziej uważać na zużycie wody, ponieważ już teraz potrzebujemy „niebieskiej rewolucji”.

Myślę, że CSP to niesamowite uzupełnienie systemów PV i innych rodzajów energii alternatywnej. Sprawia, że ​​energia słoneczna jest w stanie osiągnąć bardziej stabilną sieć w instalacjach na skalę przemysłową. Musimy jednak uważać na to, jak je zbudujemy i na ile go zbudujemy, aby zminimalizować koszty środowiskowe.

Korzyści przeważają nad wadami, dlatego musimy skonsolidować wolę polityczną, aby dokonać niezbędnych inwestycji. Idealne lokalizacje w słonecznych i suchych obszarach byłyby blisko mórz do zasilania zakładów odsalania. CSP mogą być używane razem z PV dla tych aplikacji.

Odsalając i elektrolizując wodę morską, uzyskujemy wodór oprócz świeżej wody oprócz energii elektrycznej. Poprzez elektrolizę możemy również uzyskiwać wodorotlenki do usuwania dwutlenku węgla ze spalin z instalacji spalania węglowodorów. Wodorotlenki, głównie wodorotlenek sodu, reagowałyby z dwutlenkiem węgla, tworząc węglany, które są stałymi osadami. Węglan można wykorzystać do uzyskania kredytów węglowych na rynku sekwestracji węgla. Chlor pozyskujemy również z elektrolizy wody morskiej, która jest również bardzo przydatnym produktem, szczególnie w krajach trzeciego świata, gdzie można go stosować do sterylizacji wody pitnej.

Chciałbym zwrócić uwagę na „dodatkowe” informacje. Myślę, że te CSP można również wykorzystać do wytworzenia wodoru z elektrolizy. Zwiększając w ten sposób ofertę, która może być istotna dla rozwoju technologii paliw wodorowych w samochodach. Ponieważ dopiero niedawno przeczytałem, że samochody te zapewniają znacznie większy zasięg niż samochody elektryczne, ale gęstość „stacji wodorowych” jest zbyt niska, aby ta technologia mogła się rozwijać. Zatem CSP może mieć dodatkowe korzyści, dla których nawet nie były przeznaczone. Miałoby to kolejny pozytywny efekt, ludzie nie muszą myśleć o tym, jak magazynować „energię elektryczną”, ponieważ została ona przekształcona w użyteczną „energię chemiczną” (chociaż samo magazynowanie wodoru nie jest zbyt łatwe).