Masdar выступает с новой инициативой по созданию доступных солнечных батарей

Демонстрация призвана показать, что новая система хранения тепловой энергии (TES) с одним резервуаром, которая поглощает и хранит тепловую энергию с помощью расплавленной соли или другой жидкой среды, может оказаться более доступной и эффективной, чем традиционные системы с двумя резервуарами.

Вместо фотовольтаики исследователи из MIST используют концентрированную солнечную энергию (CSP) по требованию, что позволяет накапливать до 600 кВт/ч энергии в одном резервуаре, тем самым вырабатывая постоянную мощность в 25 кВт/ч в любое время дня и ночи.

Ожидается, что демо-прототип CSPonD будет напрямую поглощать и хранить 600 кВт-ч тепловой энергии в системе с одним баком на земле, что позволит избежать необходимости закачивать расплавленную соль на вершину солнечной электростанции, как это делается в традиционных системах TES с двумя баками. Она будет вырабатывать постоянную мощность в 25 кВт в любое время дня и ночи, — пояснил д-р Николя Кальве, председатель МИСП и доцент кафедры машиностроения и материаловедения Института Масдара.

Традиционная система TES с двумя резервуарами расплавленной соли — подобная той, что была разработана энергетической компанией будущего Абу-Даби Masdar и испанской компанией SENER для башенной электростанции Gemasolar CSP мощностью 20 МВт в Испании — использует вращающиеся зеркала для концентрации солнечного света на солнечном приемнике, расположенном на вершине высокой башни.

Расплавленная соль хранится в холодном резервуаре на земле при температуре 290°C и подается в солнечный приемник через систему трубопроводов с регулируемой температурой.

После нагрева до 565°C расплавленная соль спускается обратно во второй горячий резервуар, где хранится в виде солнечной тепловой энергии.

Демонстрационная система CSPonD позволяет избежать использования труб, насосов и двойных резервуаров, поскольку солнечный свет поступает непосредственно в приемник на земле, что достигается с помощью вторичных зеркал, расположенных на вершине башни.

Она также позволяет избежать дорогостоящих приемных труб, которые подвергаются термической усталости и могут вывести всю систему из строя при малейшей утечке.

Разработанный нами шестигранный конус крепится поверх открытого приемника, уменьшая его апертуру, так что меньшая часть расплавленной соли подвергается воздействию окружающей среды. Конус уменьшает тепловые потери и одновременно увеличивает концентрацию солнечного света, позволяя соли достигать более высоких температур, — говорит доктор Антони Гил, постдокторант из Массачусетского технологического института, работающий над прототипом.

Первоначальная концепция демонстрационного образца CSPonD возникла в результате исследований, проведенных в Массачусетском технологическом институте (MIT), которые были опубликованы в 2011 году.

Институт Масдара сотрудничал с Массачусетским технологическим институтом для расширения первоначального проекта и создания прототипа до коммерческого масштаба, который они рассчитывают проверить на выставке MISP.

Деятельность Института Масдара в области CSPonD направлена на содействие созданию более доступной и надежной формы получения солнечной энергии. В настоящее время стоимость электроэнергии, производимой на установках CSP, довольно высока по сравнению с солнечной фотовольтаикой (PV).

Однако системы CSP в сочетании с достаточным количеством ТЭС могут распределять электроэнергию в любое время дня и ночи и, таким образом, имеют преимущество перед PV, поскольку PV в настоящее время требует дорогостоящих батарей для хранения электроэнергии, произведенной в течение дня.

Разработка инновационных компонентов TES и CSP, которые могут снизить затраты на энергию для установок CSP, имеет решающее значение для снижения стоимости электроэнергии, производимой с помощью CSP.

Доктор Кальвет и его команда надеются снизить затраты на энергию и повысить эффективность установок CSP с помощью своей новой системы TES с одним баком.

Демонстрационный проект CSPonD является одним из девяти действующих флагманских исследовательских проектов Института Масдара и Массачусетского технологического института, которые представляют собой проекты, объединяющие команды преподавателей Института Масдара и Массачусетского технологического института для решения ключевых стратегических исследовательских задач с целью создания критической массы и достижения значительного эффекта от исследований для ОАЭ и региона.