Новый линейный параболический солнечный коллектор для снижения затрат на CSP

В рамках проекта MSA-Trough международный консорциум из 7 партнеров разрабатывает параболический желобчатый коллектор с фиксированной фокусировкой, который более эффективен, экономичен и устойчив, чем традиционные солнечные коллекторы.

Сниженные ветровые нагрузки, автоматическая система мойки с рециркуляцией воды, фиксированный фокус, тонкие стеклянные зеркала. Это некоторые из технологических инноваций, которые изучает европейский проект MSA-Trough для улучшения концентрированной солнечной энергии и, в частности, технологии линейных параболических солнечных коллекторов.

Инициатива, в которой также активно участвуют итальянские исследователи из ENEA, была запущена в октябре 2023 года и сегодня проводит испытания прототипа длиной 350 метров на платформе расплавленной соли Эвора (EMSP) в Португалии. Цель? Сделать решение более эффективным, экономичным и устойчивым по сравнению с текущим предложением на рынке, а также по сравнению с другими, более традиционными технологиями производства энергии.

«Эта новая термодинамическая солнечная технология может способствовать увеличению доли возобновляемых источников энергии в энергетической и промышленной системе, помогая стабилизировать электросеть», объясняет нынешнее контактное лицо ENEA по проекту, Франческо Ровенсе из Лаборатории хранения энергии и тепла Департамента энергетических технологий и возобновляемых источников.

Как работают линейные параболические солнечные коллекторы?

Параболические солнечные коллекторы или параболические желоба являются одной из технологий, используемых для использования света в термодинамической солнечной энергии. Устройства спроектированы так, чтобы солнечные лучи входили параллельно их оси симметрии и впоследствии концентрировались вдоль фокальной линии. Ресивер в данном случае представляет собой зачерненную трубку, расположенную чуть выше центра параболоида и заполненную рабочей жидкостью, обычно смесью воды и термомасла. Отражающая поверхность обычно изготавливается из металла или стекла.

Солнечный свет, попадающий на приемник, преобразуется в тепло, нагревая жидкий теплоноситель до температуры от 150°C до 3500°C; жидкость, в свою очередь, приводит в движение тепловой двигатель, подключенный к генератору, или приводит в действие термохимическую реакцию.

Как и во всех термодинамических солнечных системах, преимущество таких применений заключается в том, что в сочетании с тепловыми аккумуляторами они могут генерировать электроэнергию даже после захода солнца, стабилизируя выработку солнечной энергии.

Кроме того, благодаря системам слежения за солнечной энергией (необходимым, поскольку линейные параболические коллекторы не улавливают рассеянный свет) система может достичь эффективности преобразования до 80%. Именно на этот уровень вписывается проект MSA-Trough.

Новый солнечный коллектор с фиксированным фокусом

При координации Португальского университета Эворы ENEA и шесть других партнеров разрабатывают новый линейный параболический солнечный коллектор с фиксированным фокусом. Новизна устройства заключается в полной независимости между концентратором и неподвижной трубкой-поглотителем, «чтобы цепочка поглотительных трубок не перемещалась от концентратора и могла быть спроектирована в виде непрерывной линии длиной до более 0,8 км»— поясняет Национальное агентство.

«Благодаря новой конструкции не только устаревают соединительные трубы коллектора, но и устраняются все гибкие соединения в солнечной сфере, что приводит к значительному сокращению инвестиционных затрат, а также перепадов давления и тепловых потерь. Благодаря горизонтальному «штормовому» положению ветровые нагрузки снижаются на 75%, что позволяет проектировать очень легкие и экономичные стальные конструкции, пилоны и фундаменты. Кроме того, будут разработаны биоразлагаемые и чрезвычайно стабильные сэндвич-зеркала из тонкого стекла, что повысит оптическую эффективность коллектора. 2% благодаря лучшей отражательной способности».

Устойчивые характеристики

Еще одним важным моментом проекта является разработка автоматического устройства для мытья зеркал, которое будет перерабатывать около 90% промывочной воды и увеличивать производительность солнечного поля на 4% благодаря ежедневному мытью.

В этом контексте ВДНХ позаботится об установке приборов и полевых испытаниях, а также разработает другую методологию работы солнечного поля в ночное время, чтобы значительно снизить затраты на управление. В частности, оперативная стратегия Национального агентства будет сопоставлена ​​со стратегией другого партнера – Немецкого аэрокосмического центра DLR.

На последнем этапе проекта будет проведен технико-экономический и социально-экологический анализ с учетом будущего маркетинга нового коллектора.