Billig solenergi - om natten

Da verdens største solvarmekraftværk - i Ivanpah, Californien - åbnede tidligere på året, blev det mødt med skepsis. Kraftværket er unægtelig imponerende. En samling af 300.000 spejle, hver på størrelse med en garageport, fokuserer sollys på tre tårne ​​på 140 meter, hvilket genererer høje temperaturer. Denne varme producerer damp, der driver den samme slags turbiner, der bruges i kraftværker med fossilt brændsel. Den varme kan lagres (såsom ved at varme smeltede salte op) og bruges, når solen går ned langt billigere, end det koster at opbevare elektricitet i batterier (se Verdens største solvarmeenergi leverer strøm for første gang).

Svidende sol : Tusindvis af spejle fokuserer sollys på et tårn for at generere høje temperaturer på et kraftværk i Ivanpah, Californien.

Men mange eksperter - endda nogle, der investerede i anlægget - siger, at det måske er den sidste af sin slags. David Crane , CEO for NRG Energy, en af ​​tre virksomheder, inklusive BrightSource Energy og Google, der finansierede anlægget, siger, at økonomien så godt ud, da anlægget først blev foreslået for seks år siden. Siden da er prisen på konventionelle solcellepaneler styrtdykket. Nu satser vi på solcelleanlæg, fortalte han en skare af forskere og iværksættere på en konference tidligere på året.

Tiltrækningen ved solvarmeteknologi er enkel. I modsætning til konventionelle solpaneler kan den generere strøm, selv når solen ikke skinner. Men i praksis er det langt dyrere end både fossilt brændstof og el fra solpaneler. Og den virkelighed har sendt forskere i gang for at finde måder at gøre teknologien mere konkurrencedygtig på.

En stor udfordring, siger Philip Gleckman, teknologichef i Areva Solar , er, at rækkerne af spejle, såvel som de motorer og gearkasser, der bruges til at rette dem mod solen, er dyre. En potentiel løsning, siger han, kommer fra en San Francisco-startup, Andet laboratorium , som erstatter motorerne med pneumatik og aktuatorer, der kan fremstilles billigt ved hjælp af det produktionsudstyr, der i dag bruges til at lave plastikvandflasker.

Lederen af ​​Otherlabs solenergiindsats, Leila Madrone , siger, at teknologien kan reducere omkostningerne til spejlfelter til at koncentrere sollys med 70 procent. Men selv denne omkostningsreduktion, siger hun, vil ikke være nok til at gøre teknologien konkurrencedygtig med solpaneler - selvom spejlene står for en tredjedel til halvdelen af ​​de samlede omkostninger ved et solvarmeanlæg.

At få de samlede omkostninger ned vil kræve at øge mængden af ​​strøm, et solvarmeanlæg kan generere, så det kan sælge mere strøm for den samme investering. En tilgang til at øge energiproduktionen er at øge de temperaturer, som solvarmekraftværker kan fungere ved, hvilket ville gøre dem mere effektive. De opererer i øjeblikket ved 650 °C eller derunder, men nogle forskere er ved at udvikle måder at øge dette til alt fra 800 °C til 1.200 °C. Den tilgang forfølges af en anden startup, Haloteknik , som bruger screeningsprocesser med høj gennemstrømning til at udvikle nye materialer – herunder nye slags salt og glas – der kan lagre varme ved disse høje temperaturer (se Billig solenergi om natten).

En anden mulighed, der er finansieret af et nyt program hos U.S. Advanced Research Projects Agency for Energy, er at lave kraftværker, der tilføjer solpaneler til solvarmekraftværker. Den grundlæggende idé er, at solpaneler kun effektivt kan omdanne bestemte bølgelængder af lys til elektricitet. Meget af energien i for eksempel infrarødt og ultraviolet lys bliver ikke omdannet, men udsendes i stedet som varme. De nye projekter leder efter måder at udnytte denne varme på.

Solcellesystemer, der kombinerer varme og solpaneler, er ikke nye. I mange år har virksomheder tilbudt solcelleanlæg, der fører vandrør bag solpaneler – spildvarmen fra panelerne gør vandet varmt nok til brusere.

Den nye tilgang er imidlertid at lede efter måder at nå meget højere temperaturer - høje nok til at blive brugt til at generere elektricitet. Sådanne metoder involverer typisk at koncentrere sollys for at generere høje temperaturer og derefter omdirigere noget af det koncentrerede sollys til solpaneler.

I et tilfælde absorberer nanopartikler suspenderet i en væske bølgelængder af sollys, som solpaneler ikke konverterer effektivt. Disse nanopartikler opvarmer væsken. Lys, som solpanelerne kan bruge, passerer gennem væsken til et solpanel. Andre forskere bruger spejle, der kun tillader bestemte bølgelængder at passere gennem dem.

Howard Branz , programlederen med ansvar for disse projekter hos ARPA-E, siger, at håbet er, at de ekstra omkostninger ved disse hybridsystemer vil blive opvejet af to ting. For det første vil systemerne være mere effektive og potentielt omdanne mere end halvdelen af ​​energien i sollys til elektricitet sammenlignet med 15 til 40 procent med eksisterende konventionelle solpaneler.

For det andet vil evnen til at lagre varme til brug, når det er nødvendigt, blive mere værdifuld, efterhånden som der installeres mere solenergi. Tyskland, som har langt mere solenergi end noget andet land, må nogle gange betale sine naboer for at tage overskydende solenergi, der genereres på nogle solrige dage. Dette program ser ud til en fremtid, der kan være i morgen i Tyskland, tre år væk i Californien, fem år væk i Arizona, siger Branz. Men i sidste ende vil denne fremtid komme til alle steder, hvor folk ønsker at generere en masse elektricitet med solenergi.

skjule