Pri prizadevanjih za čistejšo in učinkovitejšo energijo so se sistemi koncentrirane sončne energije (CSP) izkazali za obetavnega kandidata. Vendar je njihov potencial omejen zaradi potrebe po inovativnih in stroškovno učinkovitih rešitvah za pretvorbo sončne toplote v električno energijo.
Z veseljem napovedujemo prelomno publikacijo, ki jo je izdala Univerza Teesside, eden od naših partnerjev, je na konferenci ASME (Ameriško združenje strojnih inženirjev) predstavil Turbo Expo 2024 (Tehnična konferenca in razstava o turbostrojni opremi).
To delo razkriva inovativen pristop k optimizaciji energetskih ciklov za sisteme CSP, ki omogoča napredek na področju učinkovitosti in trajnosti.
V nedavni študiji je bil predstavljen inovativen pristop k izboljšanju energetskih ciklov sistemov koncentrirane sončne energije (CSP), ki so ključna tehnologija na področju obnovljivih virov energije. Ta raziskava se osredotoča na optimizacijo delovanja sistemov, ki kot delovne tekočine uporabljajo mešanice na osnovi CO₂, kar omogoča pomemben napredek pri učinkovitosti, stroškovni učinkovitosti in prilagodljivosti različnim pogojem delovanja.
Tradicionalno se sistemi CSP zanašajo na pretvorbo sončne toplote v električno energijo s pomočjo energetskih ciklov. Ta študija izboljšuje ta proces z razvojem strategije hkratne optimizacije. Upošteva zasnovo energetskega cikla, izbiro kemičnih dodatkov (dopantov) in posebno sestavo delovnih tekočin na osnovi CO₂. S skupno analizo teh dejavnikov želijo raziskovalci povečati učinkovitost sistema in hkrati zmanjšati stroške.
V študiji so te inovacije preizkušene v realističnih scenarijih, vključno z dvema temperaturnima območjema delovanja: 550 °C, ki je značilna za sedanje sisteme CSP, in višjo temperaturo 700 °C za napredne modele. Upošteva tudi temperature okolice 30 °C, 35 °C in 40 °C, ki odražajo različna okolja, v katerih delujejo sistemi CSP.
Eden ključnih dosežkov je uporaba binarnih mešanic CO₂ v kombinaciji s kemičnimi dopanti, kot sta žveplov dioksid (SO₂) ali acetonitril (C₂H₃N). Ti dodatki izboljšajo termodinamične lastnosti delovne tekočine, kar omogoča učinkovitejše delovanje sistema v različnih pogojih. Raziskovalna skupina je pri ocenjevanju teh mešanic uporabila napredne tehnike modeliranja, s čimer je zagotovila natančne napovedi njihovega delovanja.
Optimizacija v tem kontekstu se osredotoča na dva glavna cilja: čim večji toplotni izkoristek (količina sončne energije, pretvorjene v električno energijo) in izboljšanje specifičnega dela (energija, proizvedena na enoto delovne tekočine). S temi izboljšavami se zmanjšata velikost in cena sestavnih delov sistema, kot so energetski bloki in hranilniki toplotne energije (TES), zaradi česar so sistemi CSP bolj ekonomsko upravičeni.
