Energia solară termoelectrică: caracteristici, aplicații și avansuri

La energie solară termoelectrică Solarul termic este o tehnologie promițătoare care folosește căldura de la soare pentru a genera electricitate. Acest proces are loc în plante specializate numite centrale solare termice, care au evoluat de la începutul anilor 80 Principalul avantaj al acestei tehnologii este că este o sursă de energie curată, abundentă și, cel mai important, regenerabilă.

Un fapt interesant este că, la fiecare zece zile, Pământul primește de la soare aceeași cantitate de energie care există în toate rezervele cunoscute de petrol, gaze și cărbune combinate. Acest potențial vast face ca energia solară termoelectrică să fie cheia unui viitor energetic durabil. În prezent, coexistă diverse tipuri de centrale solare termice, fiecare având caracteristici specifice. Spania ocupă o poziție avantajoasă cu mai multe fabrici în funcțiune și un sector industrial consolidat, participând activ la proiecte internaționale.

În continuare, vom detalia caracteristicile, aplicațiile și importanța energiei termoelectrice solare în contextul energetic global.

Ce este energia termoelectrică solară?

o centrala solara termica Funcționează similar cu o centrală termică convențională, dar folosește energie solară în loc de cărbune sau gaz natural. Principiul de bază din spatele acestor plante este simplu: razele soarelui sunt concentrate de o serie de oglinzi către un receptor central. În acest punct este unde temperaturile de până la 1.000 ºC.

Această căldură este transferată într-un fluid (de obicei săruri topite sau uleiuri termice), care atunci când este încălzit produce abur. Acest abur deplasează turbinele conectate la generatoare care produc energie electrică. Una dintre principalele limitări inițiale ale centralelor solare termice a fost că acestea puteau funcționa numai în timpul orelor de soare. Cu toate acestea, odată cu progresele tehnologice, multe centrale au acum sisteme de stocare a căldurii, permițându-le să genereze electricitate chiar și pe timp de noapte.

Tipuri de centrale solare termice

În prezent, există trei tipuri principale de centrale solare termoelectrice. Deși toate se bazează pe concentrația de energie solară pentru a genera electricitate, ele diferă prin modul în care concentrează lumina soarelui. Să le vedem pe fiecare în detaliu:

Centrală de turn solar termic

Acest tip de plante folosește heliostate, care sunt oglinzi montate pe structuri mobile capabile să urmărească mișcarea soarelui. Aceste oglinzi concentrează razele soarelui pe un receptor situat în vârful unui turn central. Energia solară concentrată în acel punct este capabilă să atingă temperaturi mai mari decât 600 ºC. Pe termen mediu, această tehnologie s-a dovedit a fi foarte eficientă și fiabilă, deși una dintre marile sale provocări continuă să fie reducerea costurilor de construcție. În Spania, uzina Gemasolar, situată la Sevilla, este un pionier în integrarea stocării termice pe termen lung, care permite generarea de energie electrică 24 de ore pe zi.

Antena parabolica sau centrala termica solara Stirling

În acest tip de plantă, oglinzi parabolice În formă de vas, ele concentrează razele soarelui într-un punct focal unde se află un motor Stirling, care generează electricitate foarte eficient. Temperaturile ridicate atinse la punctul focal al discului antrenează motorul, care produce electricitate prin rotirea unei turbine. Această tehnologie a fost implementată favorabil în locuri precum deșertul Mojave din Statele Unite.

Centrală solară termică cu jgheab parabolic

Las centrale cu jgheab parabolice Sunt cele mai răspândite la nivel comercial datorită eficienței ridicate și a costurilor de implementare mai mici. Oglinzile lungi curbate în formă de cilindru parabolic captează lumina soarelui și o concentrează într-un tub situat de-a lungul axei sale. Acest tub conține un fluid de transfer care este încălzit și, printr-un sistem de schimb de căldură, produce abur pentru a antrena o turbină. Mai multe țări, inclusiv Spania, au deja în funcțiune fabrici de acest tip.

Dezvoltarea energiei termoelectrice solare

Primele baze ale energiei solare termice au fost dezvoltate de Augustin Mouchot la sfârșitul secolului al XIX-lea, dar abia în anii 1980 au început să fie demonstrate aplicații comerciale viabile. Progresul tehnologic de atunci a fost semnificativ, depășind câteva obstacole cheie:

• Costuri inițiale ridicate: Deși materialele și costurile de construcție au fost inițial prohibitive, dezvoltarea noilor tehnologii a redus semnificativ costurile.
• Stocare a energiei: Principala provocare a fost incapacitatea de a genera energie electrică noaptea din cauza lipsei de stocare termică. Cu toate acestea, plante precum Gemasolar au demonstrat că este posibilă stocarea căldurii în săruri topite și producerea de energie electrică timp de 24 de ore.
• Conditiile meteo: Regiunile cu radiație solară mare sunt necesare pe tot parcursul anului, ceea ce a limitat instalarea acestuia în climate mai temperate. Proiecte precum Desertec au studiat posibilitatea instalării unor centrale mari în regiunile deșertice precum Sahara, folosind cabluri de transport pentru a trimite energie electrică în Europa.

Energia solară termoelectrică în Spania

Spania este o țară lider la nivel mondial în ceea ce privește instalarea de centrale solare termoelectrice. Condițiile geografice și climatice ale Spaniei, cu suprafețe mari deșertice și ore abundente de soare, o poziționează ca un mediu ideal pentru dezvoltarea acestei tehnologii. Primele fabrici pilot au fost construite în deșertul Tabernas, Almería, în anii 80, cu SSPS/CRS și CESA 1. În 2007, Spania a fost un pionier comercial cu uzina turn PS10 din Sanlúcar la Mayor, Sevilla.

În 2011 erau deja în funcțiune 21 de centrale solare termice cu o capacitate totală de 852 MW. Potrivit asociației Protermosolar, se preconizează că această cifră va continua să crească în următorii ani. Împreună, aceste centrale vor face din Spania cel mai mare producător de energie solară termoelectrică din lume, devenind o referință în domeniul energiei regenerabile.

Aplicații ale energiei termoelectrice solare

Energia termoelectrică solară are multiple aplicații atât în ​​domeniul casnic, cât și în cel industrial. Unele dintre cele mai importante momente includ:

• Apa calda menajera si incalzire: În casele unifamiliale, energia solară poate acoperi până la 70% din consumul de apă caldă menajeră.
• Incalzire piscina: Această tehnologie permite piscinelor să fie încălzite eficient și durabil pe tot parcursul anului.
• Producția internă de energie electrică: Proprietarii de case pot instala panouri solare pentru a-și auto-genera electricitate și chiar pot revinde surplusul către rețeaua electrică generală.
• aplicatii industriale: Energia termoelectrică solară este utilizată și în procesele industriale care necesită cantități mari de căldură, cum ar fi producția de electricitate, gătitul alimentelor și distilarea apei.

Cu reglementări din ce în ce mai stricte privind emisiile și prețurile în creștere ale combustibililor fosili, energia solară termică devine o alternativă atractivă atât în ​​ceea ce privește durabilitatea, cât și economiile economice pe termen lung.

Energia solară termoelectrică continuă să avanseze și să se dezvolte și este probabil să joace un rol esențial în viitorul producției globale de energie, ajutând la reducerea dependenței noastre de combustibilii fosili și promovând un model mai durabil și mai ecologic.