Каковы недостатки концентрированной солнечной тепловой энергии?

Сосредоточенная солнечная энергия выглядит на поверхности, чтобы быть превосходным источником энергии сети. Он экологичен, не имеет очевидных отходов, с которыми можно иметь дело во время строительства или эксплуатации, а с накоплением тепла он может генерировать электроэнергию ночью или в облачный день. Похоже, что она решает все проблемы, связанные с ископаемым топливом, ядерной энергией, фотогальваническим или ветряным излучением. Есть ли какой-то недостаток в этом, которого я не вижу? Разве мы не должны строить эти заводы как можно быстрее?

Там нет серебряных пуль, когда дело доходит до обезуглероживания сетки. Это хорошая новость: это означает, что вы можете перестать искать его и признать, что у каждой формы поколения есть свои плюсы и минусы.

Концентрированная солнечная энергия [CSP] зависит от прямых солнечных лучей . Не только дневной свет, но и много-много прямых солнечных лучей круглый год. В то время как обычные фотогальванические установки [PV] будут работать практически в любой точке мира, от тропиков до полюсов.

CSP не работает на всех уровнях. Прототипы все еще определяют, что является наиболее экономичным. PV работает практически в любом масштабе, от ватт до гигаватт.

CSP все еще находится в зачаточном состоянии. В мире существует, может быть, пара тысяч прототипов масштаба сетки, общей мощностью ~ 4-5 ГВт, а те, что имеют встроенное хранилище для круглосуточной работы, еще реже, потому что экономика воняет. У нас мало идей о сроке службы, оптимальном дизайне, оптимальных режимах обслуживания и так далее. Принимая во внимание, что PV является товаром, производимым в огромных количествах, сейчас мы приближаемся к миллиарду фотоэлектрических панелей в мире, с мощностью около 200 ГВт - в пятьдесят раз больше, и на пять или шесть порядков больше повторяющихся единиц.

CSP сложен и трудоемок в проектировании, установке и вводе в эксплуатацию. PV очень быстро и очень легко проектировать, устанавливать и вводить в эксплуатацию.

Хранение в большинстве стран мира не является ценным товаром. Таким образом, наличие встроенного хранилища само по себе не является ценной вещью.

Мы не знаем, какова будет стоимость его жизни на единицу поставленной электроэнергии. У нас есть только несколько молодых прототипов. Такая неопределенность является сдерживающим фактором для инвесторов.

Все, что мы делаем как люди, имеет какие-то последствия. Хотя это и не является серьезным недостатком (на мой взгляд), критики часто ссылались на предполагаемое неблагоприятное воздействие растения на дикую природу:

Статья в Википедии :

Было отмечено, что насекомые могут привлекаться к яркому свету, вызванному технологией концентрированной солнечной энергии, и в результате птицы, которые охотятся на них, могут быть убиты (сожжены), если птицы летят вблизи точки, на которую фокусируется свет. Это также может повлиять на хищников, которые охотятся на птиц. Федеральные чиновники дикой природы начали называть эти «экологичные» электростанции «мега-ловушками» для дикой природы.

Новости мира природы :

К сожалению, примерно через два часа после начала испытаний инженеры и биологи на месте начали замечать «стримеры» - следы дыма и пара, вызванные птицами, летящими прямо в поле солнечного излучения. Какая влага была на них мгновенно испарялась, а некоторые мгновенно загорались - по крайней мере, до тех пор, пока они не начали лихорадочно разваливаться. Приблизительно 130 птиц были ранены или убиты во время теста.

Однако достоверность этих утверждений под вопросом (из статьи Википедии):

Тем не менее, история об объекте солнечной энергии в Иванпе была преувеличена: число погибших исчислялось многими десятками тысяч, распространяя тревогу о электростанциях с концентрированной солнечной энергией (CSP), которая была основана не на фактах, а на предположениях одного противника. Согласно строгим данным, за шесть месяцев на самом деле было подсчитано только 133 опаленных птицы. И не только число смертей птиц намного меньше, чем сотни миллионов или миллиардов, которые ежегодно умирают от столкновений с окнами, транспортными средствами и линиями электропередачи. Кроме того, при фокусировке не более 4 зеркал в любом месте в воздухе во время в режиме ожидания, в рамках проекта Crescent Dunes Solar Energy, за 3 месяца уровень смертности снизился до нуля.

В Великобритании солнце не светит каждый день. Нам также нужно больше энергии зимой, когда солнце светит меньше всего.

Поэтому каждая солнечная электростанция должна быть подкреплена другой электростанцией, которая может работать, когда солнце не светит. Концентрированная солнечная энергия позволяет кратковременно хранить пар, поэтому, по крайней мере, она справляется с 5-минутным облачным покровом, но не сильно помогает при «зимней проблеме».

Однако в области, где пиковая потребность в энергии приходится на жаркие солнечные дни, из-за переменного тока солнечная энергия становится гораздо лучшим вариантом.

Затем мы должны спросить, стоит ли Concentrated Solar Power (CSP) усилий по сравнению с фотоэлектрическими (PV). PV является товаром и с каждым годом дешевеет, поэтому все, что CSP может предложить по сравнению с PV, - это кратковременное хранение энергии.

Если в правильные области мира были вложены большие средства в CSP, а многие дизайнеры строятся и совершенствуются, это может оказаться очень хорошим. Тем не менее, я ожидаю, что мы никогда не узнаем, так как это сложно сделать для инвестиций, учитывая, что PV хорошо понятен, и AC можно отключить на несколько минут, если облако остановит работу PV. (Хранение «холода» в здании - это метод эффективного накопления энергии.)

Концентрированные солнечные электростанции лучше всего расположены в изолированных районах, которые получают много солнечного света круглый год, что в основном означает засушливые или полузасушливые районы. Большинство этих регионов не имеют большой численности населения, поэтому потребуются длинные линии электропередачи.

Чтобы повысить производительность и эффективность, каждая установка CSP должна быть уникально спроектирована и построена для траектории и высоты солнца в каждом месте, где будет установлена ​​установка CSP; особенно для системы отслеживания солнца, которая будет необходима для непрерывной фокусировки света от движущегося солнца в одном месте. Путь солнца меняется в течение дня и изо дня в день - низкие высоты зимой, высокие высоты летом.

Выходная мощность будет оптимальной, когда солнце находится в самой высокой точке неба и хорошо функционирует в течение 2-3 часов с каждой стороны. В ранние утренние и поздние дни CSP не будет получать много солнечного света.

Некоторые из этих ответов уже касались воздействия CSP на окружающую среду, я хотел бы добавить эту статью в качестве источника. В нем повторяются замечания других участников, которые ответили на вопрос ФП и указали на проблемы, связанные с биоразнообразием (особенно видами птиц).

Однако никто не указал на потребление воды, необходимое для системы охлаждения, что также важно. Со временем нам нужно будет более осторожно использовать воду, поскольку мы уже нуждаемся в «Голубой революции».

Я думаю, что CSP является отличным дополнением к фотоэлектрическим системам и другим видам альтернативной энергии. Это делает солнечную энергию способной обеспечить более стабильную сеть в промышленных установках. Однако мы должны быть осторожны с тем, как мы это строим и сколько мы строим, чтобы минимизировать экологические затраты.

Преимущества перевешивают недостатки, поэтому нам необходимо консолидировать политическую волю для осуществления необходимых инвестиций. Идеальные места в солнечных засушливых районах были бы рядом с морями для питания опреснительных установок. CSP могут использоваться вместе с PV для этих приложений.

Опресняя и электролизуя морскую воду, мы получаем водород в дополнение к пресной воде в дополнение к электроэнергии. Посредством электролиза мы также можем получать гидроксиды для удаления диоксида углерода из выхлопных газов из установок для сжигания углеводородов. Гидроксиды, прежде всего гидроксид натрия, будут реагировать с диоксидом углерода с образованием карбонатов, которые являются твердыми осадками. Карбонат можно обменять на углеродные кредиты на рынке депонирования углерода. Мы также получаем хлор от электролиза морской воды, который также является очень полезным продуктом, особенно в странах третьего мира, где его можно использовать для стерилизации питьевой воды.

Я хотел бы указать на некоторую «дополнительную» информацию. Я думаю, что эти CSP также могут быть использованы для создания водорода из электролиза. Таким образом, увеличивается предложение, которое может быть важно для развития технологии водородного топлива в автомобилях. Потому что только недавно я прочитал, что эти автомобили обеспечивают гораздо больший радиус действия, чем электромобили, но плотность "водородных станций" очень мала для развития этой технологии. Таким образом, CSP может иметь дополнительные преимущества, для которых они даже не предназначены. Это имело бы другой положительный эффект: людям не нужно думать о том, как хранить «электрическую энергию», потому что она была преобразована в полезную «химическую энергию» (хотя хранение водорода само по себе не слишком легко).