מדבריות, רחוקים מלהיות מרחבים ריקים, משלבים יחד תכונות טכניות בעלות ערך רב עבור מתקנים אלה: רמות גבוהות של קרינה, קרקעות בעלות ספיגת חום טובה, לחות נמוכה וצמחייה דלילה המפחיתה את הצורך בעבודות עפר. כל זה מקל על שדות סולאריים נרחבים ללא השפעות סביבתיות משמעותיות ועם תפוקות גבוהות.
טרנספורמציה תרמית סולארית במדבריות אסיה
במחוז גאנסו הסיני עומד מה שמנחש שהוא ה- תחנת כוח תרמו-סולארית ראשונה בעלת שני מגדלים של העולם. שני מבנים בני כ 200 מטר גבוה הם קולטים קרינה המרוכזת על ידי שדה של כ 30.000 הליוסטטים מסודרים במעגלים קונצנטריים העוקבים אחר השמש במהלך היום.
התצורה מתוכננת כך שניתן לשלוח את החום המוחזר לכל אחד מהמגדלים, ובכך למקסם את הקליטה לאורך כל היום. בחלק העליון נמצאים מקלטים המחממים מלח מומסנוזל הפועל כסוללה תרמית לאחסון כמויות גדולות של אנרגיה ו לייצר חשמל גם בלילה.
השילוב של מגדל כפול ושדה חופף מצביע על עלייה בביצועים קרוב ל- 24% בהשוואה לעיצובים קונבנציונליים. בנוסף, א החזרת מראה סביב 94%, גורם מפתח בהמרת רוב הקרינה הפוגעת לחום שימושי.
המתחם, אשר קיים לצד מתקני אנרגיה פוטו-וולטאית ורוח, צפוי להיות כ- 1.800 מיליארד קוט"ש בשנה של ייצור ולהימנע מכ- 1,53 מיליון טון של CO₂המודולריות של העיצוב משאירה את הדלת פתוחה להוספת מגדלים נוספים בעתיד אם המטרה היא להגדיל את הקיבולת המותקנת.
סביבת המדבר מביאה עמה יתרונות נוספים: אדמות גדולות והומוגניות, פחות תחרות על שימושי קרקע ופחות הטלת צללים, מה שמפשט את התכנון. למרות שהעלויות הראשוניות של תשתיות אלו גבוהות, ההפעלה עם אגירה תרמית הופכת אותן לאטרקטיביות במיוחד עבור הזרמת אנרגיה בשעות השיא ולתמוך באנרגיה מתחדשת אחרת.
מקסיקו מהמרת על תחנות כוח תרמו-סולאריות ראשונות עם אגירה.
ממשלת מקסיקו הכריזה על בנייתו של שתי תחנות כוח תרמו-סולאריות בבאחה קליפורניה סור עם השקעה מוערכת של 800 מ', בניהול ועדת החשמל הפדרלית (CFE). אלו הפרויקטים הראשונים מסוג זה במדינה, בדגש על לחזק את ההיצע ממערכת חשמל מבודדת הסובלת מהפסקות במהלך חודשי הביקוש הגבוה ביותר.
לפי משרד האנרגיה, לכל מפעל תהיה טכנולוגיה של מגדל מרכזי ואחסון במלחים מותכים, עם הספק צפוי של 50 מגה-וואט לכל מפעל (100 מגה-וואט בסך הכל). המטרה היא קיבולת יציבה ללא הפרעות, שמירה על ייצור לאחר שקיעת החמה הודות לחום המצטבר במהלך היום.
הרשויות הסבירו כי האנרגיה הנלכדת על ידי שדה של הליוסטטים הוא מרוכז במקלט מוגבה שבו המלחים מגיעים לטמפרטורות בסדר גודל של 500 ºCחום זה מועבר לגנרטור קיטור המניע טורבינה המחוברת לאלטרנטור, ומייצר חשמל עבור המערכת המקומית.
ההשפעות הצפויות כוללות: דה-פחמן של התמהיל האזורי על ידי החלפת דלקים כגון מזוט וגז, בנוסף לקידום חדשנות ושרשראות ערך מקושר לאנרגיה תרמית סולארית. ההערכה היא כי האספקה משני תחנות אלו תוכל לכסות את צרכי החשמל של בין 100.000 ל-200.000 משקי בית.
מבחינת לוחות זמנים, הבנייה נמצאת בטווח של 36 עד 48 חודשיםהמיקום המדויק ותהליך המכרז טרם הוגדרו, הליכים שההנהלה מתכוונת להשלים לפני סוף השנה או, במידת הצורך, בתחילת 2026. הפרויקטים הם חלק מ... תוכנית לחיזוק והרחבת מערכת החשמל הלאומית 2025-2030, אשר נותנת עדיפות לטכנולוגיות אנרגיה מתחדשת הניתנות להפצה.
כיצד פועלת אנרגיה תרמית סולארית מרוכזת (CSP)
ה-CSP מבוסס על שדה מראות נעות (הליוסטטים) שמפנים את קרני השמש לעבר מקלט בראש מגדל. שם, נוזל תרמי - בדרך כלל מלח מומס— אשר אוגר חום לשימוש מיידי או דחוי, מה שמאפשר לייצר גם בלי שמש.
החום הזה מזין מעגל של החלפת חום אשר מייצר קיטור בלחץ גבוה, אשר מניע טורבינה המחוברת לגנרטור. בניגוד לפוטו-וולטאית, אשר ממירה אור לחשמל באופן מיידי, אנרגיה סולארית תרמית ממירה חום לחשמל ובזכות האחסון, מציע ייצור קל יותר לניהול.
בין היתרונות המצוינים ביותר של טכנולוגיה זו ניתן למנות: גמישות בזמן ותפקידו כגיבוי למערכת. על ידי היכולת להחליט מתי לשחרר אנרגיה, מפעלי CSP עוזרים להחליק את שיאי הביקוש ולהפחית את השימוש בתחנות כוח המופעלות על ידי דלקים מאובנים בלילה.
מדבריות הן לרוב סביבות אידיאליות עבור CSP עקב השילוב של קרינה גבוהה, תנאי אטמוספירה יציבים ופחות מכשולים פיזיים. בנוסף, נוכחות מופחתת של צמחייה מפחיתה את הצורך בניקוי אינטנסיבי ומגבילה את השפעה על הסביבה אם מתוכננים כראוי.
- קיבולת החברה: ייצור יציב הודות לאחסון תרמי.
- דה-קרבוניזציה: דוחק דלקים מאובנים בשעות השיא.
- השלמה: מתאים לרוח ופוטו-וולטאית לתערובת מאוזנת.
- מדרגיות: עיצובים מודולריים המאפשרים הוספת מגדלים או שדות מראה.
אתגרים, בגרות טכנולוגית והצעדים הבאים
למרות ש-CSP עשתה קפיצת מדרגה עם עיצובים של מגדלים כפולים ושיפורים אופטיים, אתגרים כגון השקעה ראשונית, יעילות המערכת הכוללת ו ניהול תפעול בתנאים מאובקים או סוערים. למידה מניסיון העבר - כולל יוזמות שלא צלחו - מסייעת להתאים ציפיות ולמטב את העלויות.
סין, עם הפרויקט שלה בגאנסו, בוחנת את גבולות ה... אינטגרציה בקנה מידה גדול של אנרגיה תרמית סולארית עם אחסון. מקסיקו, עם המתקנים החדשים שלה בבאחה קליפורניה סור, מבקשת לפתור בעיה ספציפית מאוד: אספקת אבטחת האספקה למערכת אי בפועל, המסתמכת על מקור מתחדש בעל קיבולת שיגור.
אם תוכניות אלו יעמדו באבני הדרך שלהן, המגזר יוכל להאיץ את הסטנדרטיזציה של רכיבים, לשפר שרשראות אספקה ולקצץ בעלויות הון. בטווח הבינוני, CSP שואפת לבסס את עצמה כבעלת ברית של אנרגיה מתחדשת אחרת כדי לכסות את האנרגיה בשעות הלילה וה... ביקוש גבוה בלי להשתמש כל כך הרבה בדלקים מאובנים.
הפנורמה שצוירה על ידי גאנסו ובאהה קליפורניה סור היא של תרמו-סולארי בוגר יותר, עם תחנות המסוגלות לאגור חום ולספק אותו בעת הצורך: שני מגדלים בגובה 200 מטר ו-30.000 הליוסטטים באסיה כחלון ראווה טכנולוגי, ושני פרויקטים מקסיקניים בהספק כולל של 100 מגה-וואט שמטרתם להבטיח שירות ברשת מבודדת; סימנים לכך ש- אנרגיה סולארית תרמית מחזקת את תפקידה במעבר האנרגטי.
