211service.com
Thermische zonnetechnologie vormt een uitdaging voor het door droogte geteisterde Californië
Het ambitieuze doel van Californië om tegen 2030 een derde van zijn elektriciteit uit hernieuwbare energiebronnen te halen, wordt getest in het droogste jaar ooit, als onderdeel van een meerjarige droogte die de watervoorziening ernstig onder druk zet. Het staatsplan leunt zwaar op thermische zonnetechnologie, maar dit type zonne-energie verbruikt doorgaans ook enorme hoeveelheden water.
Droger vermogen : Bij de thermische zonne-energiecentrale Ivanpah in een woestijn van Californië wordt een toren verlicht met geconcentreerd zonlicht van duizenden spiegels.
De droogte dwingt ontwikkelaars van thermische zonne-energiecentrales nu al om alternatieve koelingsmethoden te gebruiken om het waterverbruik te verminderen. Dit zal zowel de kosten verhogen als de elektriciteitsproductie verlagen, vooral in de zomermaanden wanneer de vraag naar elektriciteit groot is. Verschillende onderzoeksgroepen in het hele land ontwikkelen manieren om die kosten te verlagen en vermindering van het vermogen te voorkomen.
Thermische zonne-energiecentrales gebruiken grote spiegelvelden om zonlicht te concentreren en water te verwarmen, waarbij stoom wordt geproduceerd die turbines van elektriciteitscentrales laat draaien. Nutsbedrijven vinden ze leuk omdat hun vermogen veel minder variabel is dan het vermogen van zonnepanelen (zie BrightSource zet door naar een andere enorme thermische zonne-energiecentrale en scherpere computermodellen maken de weg vrij voor meer windenergie).
De nadelen zijn dat thermische zonne-installaties grote hoeveelheden restwarmte genereren en veel water verbruiken voor koeling, wat meestal gebeurt door water te verdampen. Thermische zonne-energiecentrales kunnen twee keer zoveel water verbruiken als elektriciteitscentrales op fossiele brandstoffen, en een recentelijk voorgesteld thermisch zonne-energieproject zou ongeveer 500 miljoen gallons water per jaar hebben verbruikt.
Een technologie genaamd droge koeling, die de afgelopen 10 jaar in elektriciteitscentrales is verschenen, kan dat waterverbruik met 90 procent verminderen. In plaats van water te verdampen om de plant te koelen, houdt de technologie het water in een gesloten systeem. Terwijl het de energiecentrale afkoelt, warmt het water op en wordt het vervolgens door enorme koeltorens van acht verdiepingen gecirculeerd die net als de radiator in een auto werken.
Droge koeltechnologie kost twee en een half tot vijf keer meer dan conventionele verdampingskoelsystemen. En het werkt niet goed op warme dagen, waardoor exploitanten van elektriciteitscentrales soms moeten bezuinigen op de elektriciteitsproductie. In de zomer kan dit de stroomproductie met 10 tot 15 procent verminderen, zegt Jessica Shi , een technisch programmamanager bij het Electric Power Research Institute. Op extreem warme dagen kan de stroomproductie zelfs nog meer worden verminderd.
Een manier om dit probleem op te lossen is om het koelsysteem te groot te maken, zodat het zelfs op warme dagen voldoende koeling kan leveren. Dat is de benadering van de ontwikkelaars van de nieuwe Ivanpah-zonne-energiecentrale in Californië, die op het punt staat te gaan produceren (zie 's Werelds grootste thermische zonne-energiecentrale levert voor het eerst stroom). Maar het draagt bij aan de kosten van een toch al duur systeem.
Meer dan een dozijn onderzoeksgroepen gefinancierd door het Electric Power Research Institute en de National Science Foundation ontwikkelen manieren om de huidige problemen met droge koeltechnologie te voorkomen. Eén project maakt gebruik van een conventioneel verdampingskoelsysteem, maar vangt de waterdamp op om deze opnieuw te gebruiken. Anderen werken aan het verbeteren van de efficiëntie van droge koeltorens, zodat ze kleiner en goedkoper kunnen worden gemaakt. Een derde benadering is het gebruik van nanodeeltjes in de koelvloeistof om het vermogen om warmte te absorberen te verbeteren. En nieuwe ontwerpen die de luchtcirculatie verbeteren, kunnen de omvang en kosten van koeltorens verminderen.
De droogte en het watertekort dat Californië doormaakt, zullen de kosten van thermische zonne-energie verhogen, maar het is niet waarschijnlijk dat ze de verspreiding van het gekrijs van de technologie een halt toeroepen. Hoewel droge koeling veel meer kost dan conventionele waterkoeling, vormt het een relatief klein deel van de totale kosten van een installatie - ongeveer vijf procent van ongeveer $ 2 miljard.