Den Anden Slags Solenergi: Koncentrering Af Solenergi (CSP)

Når de fleste mennesker tænker på solenergi, forestiller de sig solcelleanlæg, teknologien, hvor sollys omdannes direkte til (jævnstrøm) elektricitet via pn-forbindelsen af et halvledermateriale som silicium. Faktisk er de fleste solcellesystemer i Australien af denne type – solpanelerne, der bruges i de fleste boligsolsystemer, er lavet af enten polykrystallinsk silicium, monokrystallinsk silicium eller amorft tyndfilmssilicium. Den anden hovedmetode til at udnytte solenergi er imidlertid koncentreret solenergi (CSP), som koncentrerer solens stråler til at producere varme. Hvilke forskellige typer CSP findes der?

Mens solcelleanlæg kan være effektive og omkostningseffektive til selv små boligprojekter, bruges CSP-teknologi typisk i mellem til stor skala og er ikke særlig effektiv til små applikationer. Der er fire hovedtyper af koncentreret solteknologi, der findes i kommercielle solenergianlæg rundt om i verden: parabolske trug, Fresnel-reflektorer, parabol-/motorsystemer og solenergitårne. Alle disse teknologier bruger solens kraft til at opvarme væsker (solvarme) og spinde turbiner, der producerer energi, svarende til traditionelle kraftværker. Typerne af CSP er kort beskrevet nedenfor.

Parabolsk trug

Parabolic trug-teknologi består af en række lineære reflektorer, der fokuserer sollys på en stang eller et rør, der strækker sig i hele længden af hvert trug. Røret er fyldt med et flydende, nogle gange smeltet salt, som efter opvarmning pumpes gennem et netværk af rør og bruges til at koge vand og drive en turbine. Denne teknologi er en af de mest udbredte CSP-teknologier. Et eksempel på den anvendte solar-trough-teknologi er Nevada Solar One-anlægget i Boulder City, Nevada; 64 MW på 400 hektar.

Parabolske trug ved Nevada Solar One Project – Boulder City, Nevada (Foto fra www.acciona-na.com)

Kompakte lineære Fresnel-reflektorer (CLFR)

CLFR-teknologi kan sammenlignes med parabolsk trugteknologi, med den forskel, at der er flere flade reflektorer under flere absorberrør. Reflekserne koncentrerer solens energi på rørene, som igen opvarmer en væske indeni, der bruges til at koge vand og dreje turbiner. CLFR-teknologi er ikke så effektiv som soltrug, men kan være mere omkostningseffektiv, fordi reflektorerne ikke skal bøjes. CLFR-teknologi vil blive brugt til at supplere elektricitet fra et kulfyret kraftværk i Kogan Creek, Queensland.

Ausras Kimberlina CLFR-anlæg i Bakersfield, Californien (Billede fra www.ausra.com)

Skål/motorsystemer

Parabol/motorsystemer fungerer i det væsentlige efter samme princip som den såkaldte solar death ray, som en Indiana-teenager designede i sin baghave: et eller flere spejle arrangeret på en afrundet tallerken, der reflekterer og koncentrerer lyset i ét punkt. De ligner stand-alone parabolske reflektorer og kan være effektive og skalerbare, når Sterling-motorer eller andre varmeopsamlende enheder er placeret, hvor lyset er koncentreret. Et eksempel på et parabolsystem i brug er det smarte navngivne “Big Dish” fra ANU (billedet nedenfor).

“Big Dish” på Australian National University (Billede fra solar-thermal.anu.edu.au/)

Solenergitårne (solcellemodtagere)

Mange mennesker forestiller sig soltårne, når de tænker på koncentreret solenergi. Soltårnsprojekter kan være enorme og dramatiske. Et stort tårn er placeret i midten af en stor strimmel land, og reflekterende koncentratorer er rettet mod et punkt i tårnet, hvor en væske (ofte smeltede salte) opvarmes, pumpes og bruges til at drive turbiner og generere elektricitet. Afhængigt af den anvendte type medie kan den elektricitet, der genereres i sådanne systemer, opbevares i væsken selv i dårligt vejr eller om aftenen, når solen ikke skinner. Planta Solar 10 i Sevilla (Sanlúcar la Mayor), Spanien, er et lysende eksempel på denne teknologi og det første rent kommercielle “modtager”-anlæg i drift i verden.