211service.com
Blanding af solenergi med kul for at reducere omkostningerne
Et projekt, der vil tilføje solenergi til et kulfyret kraftværk, kan reducere mængden af kul, der kræves for at generere elektricitet og dramatisk reducere omkostningerne til solenergi.
Solsyn: En gengivelse af et foreslået solpanel på stedet for et kulværk nær Grand Junction, CO.
Fremgangsmåden, annonceret af Abengoa Solar , baseret i Lakewood, CO, og Xcel energi , Colorados største elforsyning, ville gøre det lettere for forsyningsselskaber i solrige stater som Californien at opfylde de forestående statskrav til vedvarende energi.
Projektet vil involvere at bygge en række parabolske spejle designet til at koncentrere varme fra solen og bruge denne varme til at hjælpe med at lave dampen, der driver kulværkets turbiner og generatorer, til at lave elektricitet. Sådanne spejle er blevet brugt i årtier til at generere elektricitet på selvstændige koncentrerede solenergianlæg, også kaldet solvarmeanlæg, som i øjeblikket er den billigste kilde til solenergi. Men at parre de koncentrerende spejle med et kulkraftværk giver mulighed for at gøre denne type solenergi endnu billigere, fordi en stor del af omkostningerne ved et solvarmeanlæg er udstyret til at omdanne varme til elektricitet. Abengoa Solar-projektet vil bruge eksisterende kedler, turbiner, generatorer og så videre, hvilket reducerer disse omkostninger.
Det, der er attraktivt ved dette, er, at du kun skal købe solcelle-delen af anlægget, hvilket er 50 til 60 procent af omkostningerne ved anlægget, siger Hank Price, direktør for teknologi hos Abengoa Solar. Det kunne effektivt gøre solvarmeenergi omkring 30 til 50 procent billigere ifølge forskellige skøn. Det ville svare til en rækkevidde på omkring seks til 12 cents per kilowatt-time, hvilket er konkurrencedygtigt med mange konventionelle kilder til elektricitet. Det er potentielt den mest omkostningseffektive måde at få betydelig solenergi på nettet, siger han.
I det nye projekt, fordi parabolske trug ikke genererer tilstrækkelig høje temperaturer, vil den varme, de producerer, ikke føres direkte ind i turbinerne. I stedet skal det bruges til at forvarme vand, der skal føres ind i kulværkets kedler, hvor kul afbrændes for at omdanne vandet til damp. Normalt sker denne forvarmning ved at suge noget kul-genereret damp fra. Under det nye design kan mere af den damp ledes til turbinen for at generere elektricitet. Nettoeffekten er, at der bruges mindre kul til at generere en given mængde elektricitet, og det udvidede system reducerer udledningen af kuldioxid lige så meget som et selvstændigt solvarmeanlæg med samme størrelse array, men til en meget lavere pris, siger Craig Turchi, senioringeniør i programmet for koncentreret solenergi ved National Renewable Energy Lab i Golden, CO.
Det vil ikke være første gang, solvarme og fossile brændstoffer er blevet parret. Der er bygget flere solvarmeanlæg med naturgas som backup-energikilde, så blandt andet output kan opretholdes på overskyede dage. Men at integrere solvarme med eksisterende kraftværker har et par fordele. Den første er de omkostningsbesparelser, der kommer ved at bruge eksisterende turbiner og generatorer. En anden fordel er potentialet for at arbejde med højere effektivitet. Turbinerne og generatorerne i solvarmeanlæg er optimeret til at køre ved de temperaturer, der genereres af parabolske spejle (i det mindste i nuværende design), som er lavere end dem, der genereres i fossile brændselsdrevne anlæg - omkring 400 °C versus 500 °C eller højere. Brug af turbiner med højere temperaturer i kulværker resulterer i højere effektivitet – omkring 45 procent af energien i varmen, der genereres af kul- og solkoncentratorerne kombineret, omdannes til elektricitet, i modsætning til kun 38 procent af varmen med en typisk solenergi. termisk anlæg.
En anden tilgang til at integrere solenergi med fossile brændselsanlæg tages i projekter i Nordafrika, hvoraf to bygges af Abengoa Solars moderselskab, Abengoa, baseret i Spanien. Ved disse projekter tilføres solvarmevarme til kombinerede naturgas-drevne anlæg designet med solinput i tankerne. En turbine drejes af gasser, der udvider sig, når naturgassen brændes, og varmen, der genereres ved afbrænding af naturgas, bruges til at lave damp, der driver en anden turbine. Den solvarme varme bruges til at hjælpe med at generere denne damp, hvilket forbedrer anlæggets samlede effektivitet.
Selvom disse tilgange tilbyder en måde at reducere omkostningerne ved solenergi, vil deres omfang være begrænset. Højst vil bidraget fra solenergi på eksisterende anlæg formentlig ikke være mere end 10 til 15 procent af den producerede elektricitet, siger Turchi. For Colorado-projektet, som er et relativt lille demonstrationsprojekt, vil andelen være mere som 3 procent, selvom dette kan øges ved at installere et større udvalg af spejle. Desuden er de eneste kulanlæg, der kan forstærkes med solenergi, dem i solrige områder med tilstrækkeligt med jord i nærheden til at rumme spejlrækkerne.