אנרגיה סולארית תרמואלקטרית

La אנרגיה סולארית תרמואלקטרית o תרמית סולארית היא טכנולוגיה המשתמשת בחום השמש לייצור חשמל. תהליך זה מתרחש במה שנקרא תחנות כוח תרמיות סולאריות, או תחנות כוח תרמיות סולאריות, שהחלו להיבנות באירופה וביפן בתחילת שנות ה-80. היתרון של אנרגיה זו הוא בכך שהיא נקייה, שופעת ומתחדשת. : כל עשרה ימים, כדור הארץ מקבל מהשמש את אותה כמות אנרגיה כמו כל המאגרים הידועים של נפט, גז ופחם. כיום, מספר סוגים של תחנות כוח סולאריות תרמו-אלקטריות מתקיימות במקביל. ספרד נמצאת בעמדה מועילה בתחום זה, שכן יש לה מספר מפעלים תרמו סולאריים ומגזר תעשייתי חזק, המשתתפים בפרויקטים בכל רחבי העולם.

במאמר זה אנו הולכים לספר לכם על המאפיינים והחשיבות של אנרגיה סולארית תרמו-אלקטרית.

מהי אנרגיה סולארית תרמו-אלקטרית

תחנת כוח תרמית סולארית פועלת כמו תחנת כוח תרמית, אבל במקום פחם או גז טבעי, הוא משתמש באנרגיה סולארית. קרני השמש מתרכזות דרך מראות במקלט ומגיעות לטמפרטורות של עד 1.000 מעלות צלזיוס. חום זה משמש לחימום נוזלים ויצירת קיטור, המניע טורבינות ומייצר חשמל. בעוד המפעלים הראשונים יכלו לפעול רק בשעות של קרינת השמש, כיום ניתן לאגור חום כדי לייצר אותו בלילה.

סוגי צמחים

ישנם כיום שלושה סוגים עיקריים של תחנות כוח תרמיות סולאריות. ייצור החשמל דומה, ההבדל הוא כיצד מרוכזת אנרגיית השמש.

מפעל מגדל תרמי סולארי

הוא משתמש בסט של מראות ניתנות לכיוון, הנקראות הליוסטטים, כדי למקד את קרני השמש על מקלטים הממוקמים על המגדל. בטווח הבינוני מדובר בטכנולוגיה מוכחת, יעילה ורווחית. מפעלי הפיילוט הראשונים מסוג זה נבנו באלמריה (ספרד) ובניו (יפן) בשנת 1981. האתגר הנוכחי הוא להפחית את עלות הבנייה של תחנות כוח תרמיות סולאריות במגדלים.

צלחת פרבולית או צלחת סטירלינג תחנת כוח תרמית סולארית

תחנת כוח תרמית סולארית זו משתמשת במראה פרבולית בצורת צלחת כדי למקד את קרני השמש אל מנוע סטירלינג במוקד הפרבולה, אז זה נקרא גם דיסק סטירלינג מרכזי. החום המצטבר מעלה את טמפרטורת האוויר, מה שמניע את מנוע הסטירלינג והטורבינה לייצר חשמל. צמח המאכלים הפרבוליים המפורסם ביותר הוא זה שב-Mojave (ארצות הברית).

תחנת כוח תרמית סולארית פרבולית

סוגי צמחים אלו הם המבטיחים ביותר מבחינה מסחרית. הם השתמשו במראה בצורת גליל פרבולי עם תעלה לאורך צירו שמרכזה את קרני השמש. הצינור מכיל נוזל המחומם ומייצר קיטור המניע טורבינה. מפעלים תרמיים סולאריים פרבוליים פועלים בספרד ובמדינות אחרות.

פיתוח אנרגיה סולארית תרמו-אלקטרית

היסודות של אנרגיה תרמית סולארית הוגדרו על ידי אוגוסטין מושוט ב-1878, ובשנות השמונים ניסיון מסוים הוכיח את כדאיותה. עם זאת, עד לאחרונה, כוח טרמי סולארי הפריע בשלושה גורמים:

• העלות הגבוהה של החומרים היא החלה לרדת ככל שהטכנולוגיה התפתחה והתשואות גדלו.
• אי אפשר לאגור אנרגיה כדי לייצר אותה בן לילה. רק לאחרונה החלו להתגבר על מגבלה זו על ידי טכנולוגיות שחוסכות בחום. לדוגמה, מפעל Gemasolar בסביליה משתמש במלח מותך כדי לאגור חום, וזו הסיבה שהיא הפכה לתחנת הכוח התרמית הסולארית הראשונה המסוגלת לספק אנרגיה 24 שעות ביממה.
• כמויות גדולות של קרינת שמש נדרשות לאורך כל השנה, מה שמגביל את הכנסת אנרגיה זו לאזורים הדרומיים ביותר. עם זאת, פרויקטים שאפתניים כמו Desertec מציעים להקים מפעלים באזורים כמו מדבר סהרה ולאחר מכן לשלוח חשמל לאירופה.
• פרויקטים רבים של אנרגיה תרמית סולארית מפותחים כיום במדינות כמו אלג'יריה, מרוקו, ארצות הברית או אוסטרליה. לרבים היה מעורב ספרדית.

אנרגיה סולארית תרמו-אלקטרית בספרד

ספרד היא מעצמה עולמית באנרגיה תרמית סולארית. תנאי הארץ אידיאליים להתקנת תחנות כוח תרמיות סולאריות בשל שעות השמש השופעות שלה ושטחיה המדבריים הגדולים. מפעלי הפיילוט הראשונים, שנקראו SSPS/CRS ו-CESA 1, נבנו בטאבנס (אלמריה) ב-1981 וב-1983, בהתאמה.

בשנת 2007, המפעל התרמי הסולארי המסחרי הראשון בעולם PS10 הוקם ב-Sanlúcar la Mayor (סביליה). בשנת 2011, 21 מפעלים בהספק של 852,4 מגה וואט פעלו ועוד 40 בפרויקט, לפי Protermosolar, האיגוד הספרדי של התעשייה התרמית הסולארית. כאשר כל המפעלים החדשים הללו ייכנסו לפעולה, בסביבות 2014, ספרד תהיה היצרנית המובילה בעולם של מקור אנרגיה נקי ומתחדש ב-100% זה.

יישומים

• יישומים: מים חמים סניטריים, חימום, מיזוג אוויר וחימום בריכת שחייה. בבתים צמודי קרקע הוא יכול לכסות עד 70% מצריכת המים החמים.
• מבצע הלוחות התרמיים אחראים על איסוף קרינת השמש והעברת החום לנוזלים שמסתובבים דרכם.
• תקנות וסיוע: קוד הבנייה הטכני (CTE) שאושר בשנת 2006 מחייב התקנת פאנלים סולאריים בכל הבניינים החדשים. סיוע המדינה והטריטוריה יכול לכסות שליש עד מחצית מעלות ההתקנה.
• עלויות וחסכון: עלות התקנה ממוצעת ל-2 מ"ר היא רק כ-1.500 יורו של מים חמים. בהשוואה לדוד גז טבעי או פרופאן, החיסכון באנרגיה הוא 150 אירו לשנה, ואם הדלקים המאובנים והחשמל ימשיכו לגדול, החיסכון באנרגיה יהיה גדול עוד יותר. ללא סובסידיות, תקופת ההחזר היא כ-10 שנים, עם סובסידיות זה לוקח רק 5 שנים.

לאנרגיה סולארית תרמו-אלקטרית יש גם יישומים בתוך הבית. בוא נראה מה הם:

• Aplicación: הפקת אנרגיה חשמלית לשימוש ביתי או למכירה חוזרת לרשת הכללית.
• מבצע פאנלים פוטו-וולטאיים ממירים את קרינת השמש לחשמל.
• תקנות וסיוע: חברות החשמל מחויבות על פי חוק לרכוש חשמל פוטו-וולטאי משולב ברשת, תוך תשלום הנחה ליצרנים (כיום 575% מהמחיר לקילוואט). מנגד, חוקי הבנייה הטכניים מחייבים התקנת פאנלים פוטו-וולטאיים בכל מבנה ציבורי או פרטי של יותר מ-3.000 מ"ר.
• עלויות וחסכון: עבור אספקה ​​עצמית, המחיר של יחידה קטנה של 5 קילוואט הוא בסביבות 35.000 יורו. בהתחשב בעובדה שצריכת האנרגיה השנתית של בית ממוצע היא בסביבות 725 יורו, ההשקעה לא מופחתת אלא לאחר 48 שנים.

אני מקווה שבעזרת המידע הזה תוכלו ללמוד עוד על אנרגיה סולארית תרמו-אלקטרית ומאפייניה.