Гелиоконцентраторы собирают солнечные лучи, увеличивая их плотность с помощью зеркал или линз, чтобы потом преобразовать в тепло или электричество. Австралийская научно-промышленная организация CSIRO владеет исследовательской станцией на 400 зеркал, где проводит эксперименты по накоплению концентрированной солнечной энергии и изучает другие методы теплопереноса, помимо старых низкоэффективных и ставшего сегодня популярным расплава солей. Эти методы позволяют работать с температурами 400°C и 600°C, соответственно.
Керамические частицы, с другой стороны, способны выдерживать температуру свыше 1000°C. Они не только поглощают солнечное тепло, но и накапливают его, упрощая тем самым конструкцию и снижая стоимость системы, пишет PV Magazine Australia.
Частицы диаметром менее миллиметра, окрашенные в черное, падают с вершины башни гелиоустановки и нагреваются, медленно опускаясь вниз и проходя через концентрированную солнечную энергию. В отличие от привычных методов, в которых используются стальные трубки, в этом случае частицы падают свободно. Это позволяет обойти ограничения, связанные с теплофизическими свойствами стали.
Нагретая керамическая пыль попадает в хранилище. В случае необходимости энергия извлекается в виде пара и преобразуется генераторами в электричество, которое идет на промышленные нужды.
Проблему слишком быстро падающих частиц, которая приводила к снижению эффективности, исследователи решили при помощи системы желобов, попадая в которые пыль замедляла падение и дольше находилась под воздействием концентрированных солнечных лучей.
Проведенные испытания показали, что технология позволяет достичь температуры 803°C. По словам ученых из Австралийского исследовательского института солнечного тепла (ASTRI), новый метод дает настолько же высокую температуру, что и природный газ или уголь, на протяжении нескольких часов.
«Помимо того, что это идеальная технология для замены современной электрогенерации на основе ископаемого топлива, это также отличный способ, отвечающий высоким температурным требованиям обработки минералов», — сказал Доминик Заал, директор ASTRI.
Минэнерго США начало строительство опытного гелиоконцентратора, работающего на технологии следующего, третьего поколения. Она обеспечивает более высокую температуру нагрева теплоносителя, что позволит к 2030 году снизить себестоимость электроэнергии до 5 центов за кВт*ч. Станция предназначается для хранения 1 ГВт*ч энергии и должна быть готова в 2024 году.
