Панели цсп: 7 преимуществ строительства домов из сип-панелей с ЦСП

7 преимуществ строительства домов из сип-панелей с ЦСП

Не так давно появился новый материал для быстровозводимых домов по канадской технологии – СИП-панели из ЦСП (цементно-стружечных плит).
Что это такое? Какие преимущества такого вида сип-панелей перед классическими панелями из ориентированно-стружечных плит ОСП-3? Давайте разберемся. 

Что же это такое ЦСП?

Начнем с того, что ЦСП – это цементно-стружечная плита, основными компонентами которой являются: древесная стружка 60%, портландцемент (38%) и минеральные добавки (2%).

Материал имеет вид строительных листов, размеры которых  2700х1250 мм и 3200х1250 мм. Толщины разные. Отсюда и аналогичные размеры СИП-панелей из ЦСП.

Также как и в ориентированно-стружечных плитах в ЦСП используется древесная стружка. Вот только склеена она между собой не синтетическими растворами с содержанием формальдегидных смол как в ОСП-3 (в пределах допустимых норм, до 4 мг/100 г продукта для ОСП-3 Талион Ультралам), а портландцементом.

Такой цементный раствор абсолютно не содержит формальдегидных примесей. Цемент должен быть качественным — марка не ниже 500.

В портландцемент добавляют два вида стружки – мелкую и среднюю, а вот для ее получения используют преимущественно древесину хвойных пород.

Всю смесь заливают водой. После тщательного перемешивания консистенция выкладывается под пресс, где формируется панель ЦСП. Требуется поддерживание температуры +90 °C для того, чтобы материал затвердел. Для этого понадобятся две недели.

Плиты для внутренней отделки дополнительно шлифуются. Для экстерьера — после полного затвердевания отправляются на склад, минуя дополнительную шлифовку.

Характеристики и особенности материала

Плиты из ЦСП используют во многих строительных направлениях. Ими обшивают внутренние и наружные стены, облицовывают колонные элементы, стягивают напольные покрытия и кровлю, а также используют при обустройстве навесных вентилируемых фасадов. Основными конкурентами плит из ЦСП можно назвать фанеру, гипсокартон и древесно-волоконные плиты. К плюсам использования ЦСП относят:

• 
  экологичность – отсутствие выделения вредных веществ как при производстве, так и при использовании;

• 
  невозможность электризоваться;

• 
  на этом материале не появляются плесень, грибок и бактерии;

• 
  пожаробезопасность (трудновоспламеняемый материал Г1).

Преимущества СИП-панелей из ЦСП. 

Цементно-стружечные плиты за счет своих преимуществ активно используются в СИП-домостроении. СИП-панели из цементно-стружечных плит обладают теми же преимуществами, что их основной материал. Компания Илья-Строй в производстве СИП-панелей использует ЦСП от производителя Тамак. Цены на такие панели вы можете посмотреть здесь — СИП-панели из ЦСП. 

СИП-дом из СИП-панелей с ЦСП это:

1. Экологичность: в последнее время возникает много споров насчет экологичности ориентированно-стружечных плит (ОСП-3), что отпугивает некоторых заказчиков от СИП-технологии. Таким заказчикам стоит рассмотреть возможность строительства дома из СИП-панелей с ЦСП. Материал не содержит формальдегидных смол — его можно применять как для фасадов, так и для внутренней отделки помещений. 

2. Пожаробезопасность: класс горючести ЦСП — Г1 (трудновоспламеняемы) против Г4 у ОСП-3. (горючие).  Дом из таких панелей более пожароустойчив.

3. Влагостойкость:  за счет склейки древесной щепы портландцементом сип-панели не боятся влаги, не разбухают в отличие от ОСП-3. 

4. Стойкость к грибку и плесени: даже при высокой влажности внутри помещений отсутствует риск развития на стенах вашего дома любых грибков и плесени. Особенно это акутально для стен в сантехнических узлах. 

5. Экономия на отделке:  стены и перекрытия из ЦСП не боятся влаги, не выделяют формальдегид, пожароустойчивы, соответственно можно сразу приступать к финишной отделке помещения, минуя черновые работы. (например, обшивка гипсокартоном, ГВЛ-листами в санузлах, наливные полы и т.д.)

6. Шумоизоляция: стены из СИП-панелей с ЦСП — это снижение проникновения шумов с улицы. 

7. Морозостойкость: отсутствие деформации стен даже после сильных перепадах температур.

Стоит отметить и тот факт, что цементно-стружечные плиты и СИП-панели из них производятся исключительно по ГОСТу.

Строительство из SIP-панелей ЦСП

Строительство домов по канадской технологии основано на использовании SIP-панелей, представляющих из себя трехслойную конструкцию, которая состоит из утеплителя-прослойки (пенополистерола) и двух внешних плит по обеим сторонам. В классической технологии используются плиты ОСП, однако им есть достойные альтернативы. Одной из них является цементно-стружечная плита (ЦСП).

Компания «Строим Вместе» готова предложить своим заказчикам возможность широкого выбора стройматериалов для собственного дома. Поэтому вы можете заказать домокомплект из СИП-панелей на основе плит ЦСП. Вся линейка нашей продукции сертифицирована и соответствует ГОСТу.

Что представляют собой СИП-панели из ЦСП?

В данном варианте для внешних слоев СИП-панели используется композиционный листовой стройматериал, производимый из портландцемента, деревянных стружек, минеральных веществ и воды. В пропорциональном соотношении состав ЦСП выглядит следующим образом:

• вода – 8,5 %;
• портландцемент (вяжущее вещество) – 65 %;
• древесные стружки – 24 %;
• гидрационные добавки – 2,5 %.

В итоге получается прочная монолитная плита, которая не испаряет вредные для здоровья пары, что достигается благодаря минерализации всех компонентов и высокоточной технологии изготовления.

Особенности строительства из СИП панелей с ЦСП

Цементно-стружечные плиты в СИП панелях позволяют получить уникальные преимущества при строительстве и отделке дома. Так, например, благодаря гладкой поверхности, обладающей высокой адгезией, на такие плиты очень легко крепятся отделочные материалы, в частности керамическая плитка может укладываться без подготовительных мероприятий.

Есть также ряд нюансов, которые необходимо учитывать в строительном процессе. Следует учесть, что такие плиты примерно в два раза тяжелее, чем классическая OSB, поэтому важно правильно спроектировать фундамент. Также следует учитывать невысокую прочность плит при изгибе. Однако этот стройматериал достаточно прочный к продольной деформации и благодаря этому очень часто применяется для усиления каркасов домов.

Преимущества плит ЦСП

Необходимое качество цементно-стружечных плит, применяемых нами для производства СИП-панелей, обеспечивается строгим технологическим контролем заводов поставщиков и подтверждено соответствующими сертификатами и протоколами испытаний.

Благодаря высокотехнологичному производству плиты ЦСП обладают рядом преимуществ:

Экологичность конструкции

ЦСП – это безопасный стройматериал, который не содержит фенольных, формальдегидных или других токсичных веществ.

Пожаробезопасность

Такие плиты не выделяют дым или токсичные газы при возгорании.

Надежность

ЦСП плиты придают каркасным сооружениям необходимую жесткость, что способствует их использованию даже в сейсмоопасных районах.

Влагостойкость

Для внешней отделки строения фасады стен можно только покрасить. ЦСП используется также при обустройстве помещений с повышенной влажностью.

Биостойкость

ЦСП надежно защищены от воздействия грибков, гниения и грызунов благодаря компонентам, входящим в их состав и технологии производства.

Морозостойкость

Защита от холода считается одним из основных преимуществ ЦСП. Высокая способность материала выдерживать многократное попеременное замораживание и оттаивание без понижения прочности позволяет использовать такие плиты при строительстве домов в северных широтах.

Паропроницаемость

ЦСП – это паропроницаемый стройматериал с показателем 0,03 мг/(м·ч·Па), обеспечивающий комфортный микроклимат в помещении.

Наши услуги

Высококвалифицированные профессионалы компании «Строим Вместе» имеют огромный опыт в производстве СИП-панелей из различных материалов и сборке домов. Клиенты доверяют нашим сотрудникам благодаря полной открытости перед заказчиком, разнообразию предлагаемых проектных решений и безупречному качеству.

В процессе строительства домов из СИП-панелей с ЦСП нашими специалистами учитываются все особенности данного стройматериала, что позволяет нам достигнуть высокой надежности и долговечности строения.

Дом из сип-панелей Stone SIP в Московской области, Чеховский район, д. Кудаево, КП Сосновый берег128 м2

Дом из сип-панелей Mix SIP в Московской области, Шаховской район, ДНП «Прованс»154 м2

Дом из сип-панелей Stone SIP в Московской области, Ступинский район, д.Прудно. BLACK HOUSE185 м2

Реконструкция кирпичного дома. Надстройка второго этажа из сип-панелей в Чеховском районе78 м2

Дуплекс на две семьи из сип-панелей в г. Подольск262 м2

Дом из сип-панелей в Московской области, Клинский район, ДНП «Клинские дачи»148 м2

Если вас заинтересовало строительство канадского дома, наши специалисты готовы ответить на все ваши вопросы. Компания «Строим Вместе» предлагает полный комплекс услуг по проектированию, изготовлению домокомплекта и сооружению дома из СИП панелей.

Строительство домов из СИП панелей с ЦСП

СИП панели из ЦСП – композит для строительства в холодном влажном климате

Современная технология — строительство домов из СИП панелей характеризуется высокой скоростью возведения строений и их отличными пользовательскими характеристиками. Среди самых главных из них — отличная способность стен сохранять тепло, что в конечном итоге приносит не только комфорт, но и значительное снижение расходов на отопление и кондиционирование. В домах из СИП панелей тепло зимой и прохладно летом.

Содержание статьи:

Новое слово в конструировании СИП композитов

Классическая технология, по которой происходит создание СИП панелей, предусматривает использование ориентированной стружечной плиты. Между двумя деталями из этого материала располагается утеплитель — пенополиуретан. Однако такой подход не лишен недостатков. Например:

• в некоторых климатических зонах с высокой влажностью строительство с применением древесностружечной плиты потребует дополнительной защиты;
• периодическое обслуживание стен в условиях создания вторичной обшивки становится проблемой.

Поэтому наука строительных технологий сделала следующий шаг: строительство домов производится из СИП панелей, где используется ЦСП — цементно-стружечная плита.

Фото компании ВИРМАК

[ads-pc-1]

Что такое цементно-стружечная плита, и отличия ЦСП от других сип панелей

Как следует из названия, цементно-стружечная плита (ЦСП) изготавливается из древесной стружки и связующего вещества — цемента. В результате образуется литая структура, весьма прочная, но отличающаяся хрупкостью. К базовым свойствам ЦСП относятся:

• нулевое применение любых клеящих веществ и составов — эти функции с успехом выполняет цемент;
• некоторые добавки, используемые при изготовлении ЦСП — минеральные, служат для увеличения адгезии между цементом и деревянной стружкой;
• формирование плиты происходит в прессах, поэтому поверхность полученного материала идеально гладкая, что гарантирует ускорение строительства благодаря отсутствию масштабных работ по отделке.

Уровень прочности цементно-стружечной плиты довольно высок, однако стоит заметить, что она отличается повышенной хрупкостью. Если сравнивать ЦСП и ОСП, последняя выигрывает благодаря лучшим свойствам эластичности, она лучше держит удар, пружиня и восстанавливая свою форму.

Строительство домов из ЦСП от компании ВИРМАК

Цементно-стружечная плита, используемая для изготовления СИП панелей, отличается следующими полезными свойствами, часть из которых она унаследовала от цемента:

• повышенная водостойкость, что делает строительство домов из композита на основе ЦСП весьма привлекательным в условиях климата с повышенной или резко меняющейся влажностью;
• строительство домов из СИП панелей ЦСП гарантирует отличный уровень вертикальной жесткости стен;
• экологичность цементно-стружечной плиты — абсолютна. Она не содержит асбеста, внутри домов не выделяются вредные вещества, способные отрицательно повлиять на здоровье живущего в доме человека либо вызвать генетические изменения у последующих поколений;
• ЦСП обладает нулевой горючестью;

Стоит отметить, что эти композитные панели ни в чем не уступают своим собратьям, созданным с применением классической технологии.

Особенности создания панелей ЦСП для строительства дома

Поверхность цементно-стружечной плиты из-за своей повышенной влагостойкости обладает несколько меньшим уровнем адгезии при нанесении на нее пенополиуретана. Поэтому процесс создания композита выглядит следующим образом:

• одна из плит ЦСП устанавливается в пресс;
• на ее поверхность наносится водный раствор экологически безопасного клея;
• аналогично поступают с другой плитой;
• выдерживается промежуток времени для того, чтобы клеевая грунтовка проникла в поверхность ЦСП.

Дальнейший процесс формирования СИП панели для строительства дома может быть назван стандартным. На одну из плит наносится смесь для создания слоя пенополиуретана, вторая плита располагается на нужном расстоянии, после прохождения реакции и затвердевания утеплителя деталям придают нужные размеры и при необходимости формируют паз.

Заключение

Строительство дома из СИП панелей ЦСП может быть оправдано в условиях климата с резким изменением влажности. Поверхность стен из такого композита отлично поддается  оштукатуриванию или окраске.

Сегодня промышленность и многие компании предлагают строительство дома из ЦСП композитов, поверхность которых не утилитарно серая. Это может быть натуральная каменная крошка, что не только улучшает характеристики теплоизоляции, но и служит декоративным оформлением готовой стены.

(компания ВИРМАК)

Facebook

Twitter

Вконтакте

Google+

Строительство домов из СИП панелей с ЦСП в Москве от компании Лидер

Строительство домов по канадской технологии основано на использовании SIP-панелей, представляющих из себя трехслойную конструкцию, которая состоит из утеплителя-прослойки (пенополистерола) и двух внешних плит по обеим сторонам. В классической технологии используются плиты ОСП, однако им есть достойные альтернативы. Одной из них является цементно-стружечная плита (ЦСП).

Компания «Лидер» готова предложить своим заказчикам возможность широкого выбора стройматериалов для собственного дома. Поэтому вы можете заказать домокомплект из СИП-панелей на основе плит ЦСП. Вся линейка нашей продукции сертифицирована и соответствует ГОСТу.

Что представляют собой СИП-панели из ЦСП?

В данном варианте для внешних слоев СИП-панели используется композиционный листовой стройматериал, производимый из портландцемента, деревянных стружек, минеральных веществ и воды. В пропорциональном соотношении состав ЦСП выглядит следующим образом:

• вода – 8,5 %;
• портландцемент (вяжущее вещество) – 65 %;
• древесные стружки – 24 %;
• гидрационные добавки – 2,5 %.

В итоге получается прочная монолитная плита, которая не испаряет вредные для здоровья пары, что достигается благодаря минерализации всех компонентов и высокоточной технологии изготовления.

Особенности строительства из СИП панелей с ЦСП

Цементно-стружечные плиты в СИП панелях позволяют получить уникальные преимущества при строительстве и отделке дома. Так, например, благодаря гладкой поверхности, обладающей высокой адгезией, на такие плиты очень легко крепятся отделочные материалы, в частности керамическая плитка может укладываться без подготовительных мероприятий.

Есть также ряд нюансов, которые необходимо учитывать в строительном процессе. Следует учесть, что такие плиты примерно в два раза тяжелее, чем классическая OSB, поэтому важно правильно спроектировать фундамент. Также следует учитывать невысокую прочность плит при изгибе. Однако этот стройматериал достаточно прочный к продольной деформации и благодаря этому очень часто применяется для усиления каркасов домов.

Преимущества плит ЦСП

Необходимое качество цементно-стружечных плит, применяемых нами для производства СИП-панелей, обеспечивается строгим технологическим контролем заводов поставщиков и подтверждено соответствующими сертификатами и протоколами испытаний.

Благодаря высокотехнологичному производству плиты ЦСП обладают рядом преимуществ:

Экологичность конструкции

ЦСП – это безопасный стройматериал, который не содержит фенольных, формальдегидных или других токсичных веществ.

Пожаробезопасность

Такие плиты не выделяют дым или токсичные газы при возгорании.

Надежность

ЦСП плиты придают каркасным сооружениям необходимую жесткость, что способствует их использованию даже в сейсмоопасных районах.

Влагостойкость

Для внешней отделки строения фасады стен можно только покрасить. ЦСП используется также при обустройстве помещений с повышенной влажностью.

Биостойкость

ЦСП надежно защищены от воздействия грибков, гниения и грызунов благодаря компонентам, входящим в их состав и технологии производства.

Морозостойкость

Защита от холода считается одним из основных преимуществ ЦСП. Высокая способность материала выдерживать многократное попеременное замораживание и оттаивание без понижения прочности позволяет использовать такие плиты при строительстве домов в северных широтах.

Паропроницаемость

ЦСП – это паропроницаемый стройматериал с показателем 0,03 мг/(м·ч·Па), обеспечивающий комфортный микроклимат в помещении.

Наши услуги

Высококвалифицированные профессионалы компании «Лидер» имеют огромный опыт в производстве СИП-панелей из различных материалов и сборке домов. Клиенты доверяют нашим сотрудникам благодаря полной открытости перед заказчиком, разнообразию предлагаемых проектных решений и безупречному качеству.

В процессе строительства домов из СИП-панелей с ЦСП нашими специалистами учитываются все особенности данного стройматериала, что позволяет нам достигнуть высокой надежности и долговечности строения.

Дома из ЦСП-СИП-панелей: преимущества использования

Успешно приживающуюся в России SIP–технологию строительства домов часто называют “канадской”, хотя раньше ее принято было определять как “финская”. На самом деле возведение зданий на деревянном каркасе – это разновидность панельной технологии, потому что конструкционные панели, которые используются в этом виде строительства, изготавливаются в заводских условиях. Вместе с тем, в большинстве случаев панельный материал собирается с помощью деревянного бруса, из которого собирается не что иное как каркас. Поэтому не будет ошибкой называть такой вид строительства каркасным, технология категорируется также как панельно-каркасная.

СИП и ЦСП панели для каркасного (панельного) строительства

Классическая SIP (Structural Insulated Panel) – СИП (структурная изоляционная панель) изготавливается методом склеивания под прессом. В разрезе конструкция выглядит как две многослойные ориентированно-стружечные плиты (ОСП), между которыми прокладывается пенополистирол. Этот недорогой материал характеризуется как прочный, долговечный. Его применение в каркасном строительстве оправдано более чем.

Здания, возведенные из СИП панелей, успешно выдерживают типичные для российских условий нагрузки, отличаются энергоэффективностью, привлекают высокой скоростью строительства, низкими трудозатратами при монтаже и отделке.

Недорогой материал обладает правильной геометрией, за счет чего легко крепится, не требует чернового оштукатуривания. Достойную конкуренцию СИП-панелям составляют сегодня плиты ЦСП.

Что такое ЦСП панель и чем она отличается от OSB

ЦСП – это цементно-стружечная плита, которая изготавливается на основе древесной стружки, портландцемента. Смесь готовиться с добавлением воды, связующих элементов. По сравнению с OSB, ЦСП выигрывает, в первую очередь, за счет отсутствия в составе клеевых составов. Применение ЦСП в строительстве домов более предпочтительно, поскольку этот вид плит имеет отличные характеристики:

• Экологическая чистота: в ЦСП не содержит клеев, все компоненты, из которых она состоит, чистые.
• Пожарная безопасность: по огнестойкости материал характеризуется как “слабогорючий”, поэтому ограничений по его применению нет, может использоваться не только для наружной, но и для внутренней отделки помещений. ЦСП подходят для монтажа пола, перегородок, подшивки потолков.
• Гигиеничность: выстроенные и отделанные ЦСП стены обеспечивают нормативную микровентиляцию, тем самым обеспечивается нормальный воздухообмен, благоприятная влажность.
• Влагостойкость: материал хорошо переносит увлажнение, в том числе мокрую штукатурку, климатические нагрузки.
• Биостойкость: отделка из ЦСП не съедобна для грызунов, вредоносных микроорганизмов, не подвержена заплесневению, гниению.
• Совместимость с другими материалами: отделку стен из ЦСП можно выполнять с использованием любых материалов.

Строительство и отделка по каркасной технологии с применением ЦСП характеризуется высокой скоростью в сравнении с другими технологиями строительства. Но дольше по сравнению с классическими СИП панелями из OSB-3. Монтаж панелей идеальной геометрии прост, штукатурка тоже выполняется быстро с минимальным расходом раствора.

Каркасно-панельная технология строительства с применением конструкционных панелей хорошо зарекомендовала себя в Санкт Петербурге, области, средней полосе и в северных регионах РФ. По стоимости ЦСП дороже СИП. К недостаткам ЦСП относят также относительную тяжеловесность. Монтаж SIP в этом плане менее трудоемок.

Основные рекомендации по применению ЦСП в строительстве и отделке

• Чтобы наружная отделка была экономичной, рекомендуется кроить детали в заводских условиях.
• Элементы при строительстве нельзя сращивать вплотную, монтаж выполняется с отступом 3-5 мм. Плиты СМЛ, ЦСП, так же как и СИП имеют в своем составе натуральную древесину, которая подвержена набуханию, поэтому плита должна иметь возможность расширяться без последствий разрушения.
• При строительстве, а в особенности при обшивке дома необходимо использовать саморезы с белым или желтым покрытием, они менее подвержены коррозии и более прочные.
• Для герметизации стыков рекомендуется применять эластичные составы, чтобы они не разрушились в результате подвижки панелей.

Хоть каркасно-панельная технология строительства проще, чем возведение домов традиционным способом, заниматься ответственным монтажом должны профессионалы. Конечно, такие работы как нанесение штукатурки или лицевую отделку можно выполнить и без квалификации, но основное строительство можно доверять только специалистам.

Так же по теме

Что такое ЦСП плита где применяется это материал?

Дата: 2018-08-10

Просмотры: 23308

Комментарии:

1. 1. Что входит в состав цементно-стружечного листа
2. 2. Разновидности ЦСП плиты
3. 3. Основные характеристики ЦСП плиты
4. 4. Объекты, использующие ЦСП
5. 5. Сфера применения

Цементно-стружечная плита – востребованный материал в строительстве, получивший известность благодаря своему использованию для внешней и внутренней отделки комнат и зданий. Это универсальное средство превосходит по своим характеристикам любой листовой материал. Несмотря на наличие положительных свойств по звуко- и теплоизоляции плита не деформируется (нет риска усадки и коробления) и устойчива к пожару. Поэтому ЦСП чаще используют в строительстве и отделочных работах, так как ее можно оформлять сайдингом и керамической плиткой, красить и штукатурить.

Что входит в состав цементно-стружечного листа

Название изделия уже говорит о наличии двух компонентов, входящих в его состав: цемента и древесной стружки. Это такой своеобразный бетон, который изготовлен на основе вяжущего материала минерального происхождения. Только здесь в качестве наполнителя выступает не щебень с песком, а стружка древесины. Благодаря этому компоненту листы имеют небольшую плотность и объемное армирование.

Для достижение таких качеств с состав ЦСП включены следующие компоненты:

• древесную стружку различной фракции;
• цементный раствор;
• добавки минерализирующие и гидратационные;
• обычную воду.

Первоначальный этап изготовления смеси начинается с дробления стружки из древесины. Причем, ее производитель измельчает до необходимого размера. Затем стружка попадает на два сита, где древесная фракция более мелкого помола формирует слои листа внешнего плана, а более крупная фракция формирует средний слой плитки. После ее культивируют специальными добавками:

• алюминия сульфат,
• кальция хлорид,
• «жидкое стекло».

Химические добавки для ЦСП. Алюминия сульфат и жидкое стекло.

Все это требуется для того, чтобы листы были меньше подвержены грибковому заражению и гниению.

Древесные стружки после просеивания и обработки смешиваются с цементом и водой. Там же растворяются все добавки, которые благоприятным образом сказываются на затвердевании ЦСП. В изделия так же добавляются масло индустриального содержимого И-20 и мазут, с помощью которого происходит облегчение процесса прессования.

Затем готовое сырье кладется на поддоны, которые помещаются под штабелем в пресс холодного контроля. Плиты сжимаются и фиксируются замками. После чего сжатые пакеты с продукцией в течение 8 часов находятся в помещении под высокой температурой нагрева. Тем временем цемент хорошо затвердевает, а древесная стружка усаживается. Благодаря чему размеры плиты ЦСП не изменяются. Затем пакет с плитами раскрывают, а их самих помещают в буферный склад на 7-14 дней.

Как только материал будет готов к дальнейшей обработке, его достают из склада и обдувают воздухом при температуре от 70 до 1000С. Конечным этапом является резка листов согласно требуемым размерам, их шлифовка, сортировка и передача на склад готовых изделий.

Купите ЦСП в Саратове по низким ценам с доставкой в Мидилтд.

Разновидности ЦСП плиты

Помимо различных размеров таких плит выделяют и следующие их виды в зависимости от фракции древесных волокон и других наполнителей:

Арболит – универсальный материал, который приравнивают к легкому бетону. Почему? Все дело в том, что в основе наполнителя данного материала имеются: щепа, мелкая древесная стружка, рисовая солома и стебли камыша. Но такое строительное изделие не прочное. Его применяют в основном для внутренних межкомнатных перегородок, которые не несут никаких дополнительных нагрузок.

Фибролит – плиты, в основе которых имеется древесная шерсть или волокна. Такие изделия имеют высокий уровень фибрирования, благодаря чему они износостойки и прочны. Такие плиты нетвердые, имеют небольшую плотность и часто используются для звуко- и теплоизоляции в помещениях.

Ксилолит – уникальный материал, изготовленный на основе цемента Сореля. Его часто используют для укладки в помещениях с большой влажностью. Изделие настолько нечувствительно к влаге, что его применяют для отделки кровли, полов и др.

Основные характеристики ЦСП плиты

Цементно-стружечная плита, как и любой другой строительный материал, имеет следующие характерные ей свойства:

• морозоустойчивость;
• высокая степень устойчивости к влаге и биостойкость;
• наличие теплопроводности и паропроницаемости;
• безопасность использования материала;
• высокие показатели экологичности изделия;
• пожарная безопасность;
• легкая обработка плитки.

Объекты, использующие ЦСП

Листы цементно-строительных плит чаще всего применяются в следующих объектах:

• здания под офисы;
• промышленные предприятия;
• учреждения здравоохранения;
• гостиницы;
• школы;
• детские сады;
• жилые дома каркасного типа до трех этажей включительно;
• спортзалы;
• склады;
• ангарные помещения.

Помимо основных сфер применения ЦСП панелей их можно встретить при обустройстве следующих объектов:

• при обустройстве подоконников и возведении заборов;
• при обшивке балконов и отделке каминов, дымоходов;
• при создании вентилируемого фасада, а также его утепления;
• в качестве настила под кровлю и основания под пол.

Также такие плиты являются отличным материалом при строительстве хозяйственных построек: гаражей, уличных туалетов, сарая, бани, погребов. С помощью этих листов происходит устойчивость к повышенной влажности и атмосферным осадкам.

Сфера применения

В сфере применения наружных работ строительные плиты из цемента и стружки используются для постройки вентилируемых фасадов. Благодаря своей износостойкости к влаге и морозоустойчивости такие плиты могут применяться и 8 мм в ширину. Несмотря на их малую толщину, на них можно набить маяки, вставить армированную сетку в процессе штукатурки стен.

Один из вариантов применения — вентилируемый фасад дома.

Также ЦСП плиту применяют для отделки съемной и несъемной опалубки. Благодаря высокой степени непроницаемости влаги, жесткости и минимального коробления плита идеально подходит для опалубки с одноразовым или многоразовым использованием.

Листы сэндвич-панелей из ЦСП нашли свое широкое применение в строительстве и пользуются спросом по сей день. С помощью таких изделий дом строится за считанные месяцы. Причем, дома из таких панелей можно построить любой этажности и не бояться за их прочность.

Из всех видов сэндвич листов для постройки домов, панели с наличием ЦСП будут максимально прочными.

Для внутренней отделки помещения строительные листы прекрасно подойдут для обшивки стен из каркаса и массива. Устойчивость к влаге, атмосферным осадкам и безопасности с точки зрения экологичности плит позволяет использовать их для стен внутри здания.

Например, ЦСП плиты можно крепить к кирпичной стене вместо ее штукатуривания. С их помощью не только удастся выровнять стену, но и быстро закончить работу, чем при традиционном штукатуривании.

В каркасном строительстве цементно-стружечные плиты играют далеко не последнюю роль. В этом случае применяется листовая обшивка стен. Такой процесс экономит значительное количество времени и обеспечивает высокую технологичность работ. С помощью таких плит можно значительно снизить акустику между помещениями, которые разделены перегородками.

ЦСП используют и при устройстве кровель плоских форм, пришедших в негодность. Плиты из цементного и стружечного материала укладываются поверх теплоизоляционной поверхности и закрываются мембраной из теплоизоляции. Плиты ЦСП настолько жесткие, что утеплитель под ними не подвергается деформации. Поэтому можно смело ходить по кровле здания и не бояться ее усадки. Здесь приемлемо использовать листы толщиной от 20 мм и более.

Пол обычно укладывают плитами ЦСП посредством сухой стяжки. Он будет прочен, влагостоек и готовым к отделке помещения.

При строительстве стандартной опалубки всегда подразумевается временная конструкция, которую снимают после затвердевания бетона. Но с использованием ЦСП плит можно сразу приступать к отделочным работам. Ведь такие плиты изначально формируют ровную поверхность, которую можно не штукатурить.

При укладке садовых дорожек цементно-строительные плиты – идеальный вариант. Ведь уличные дорожки должны быть прочными и устойчивыми к влаге и другим атмосферным осадкам. Этими свойствами и обладают панели ЦСП. Они не трескаются и не крошатся. Прекрасно кладутся на дренажную прослойку, чтобы ликвидировать риск возникновения морозного пучения и провалов.

Если материал был вам полезен — будем благодарны оценке

• Текущий 3.49/5
• 1
• 2
• 3
• 4
• 5

Рейтинг: 3.5/5 (55 голос(ов) всего)
1

Концентрация солнечной энергии | SEIA

Концентрирующие солнечные электростанции (CSP) используют зеркала, чтобы концентрировать солнечную энергию для приведения в действие традиционных паровых турбин или двигателей, вырабатывающих электричество. Тепловая энергия, сконцентрированная в установке CSP, может храниться и использоваться для производства электроэнергии, когда это необходимо, днем ​​или ночью. Сегодня в Соединенных Штатах эксплуатируется примерно 1815 мегаватт ( _{МВт на} МВт) электростанций CSP.

Параболический желоб

В системах параболического желоба

используются изогнутые зеркала для фокусировки солнечной энергии на приемную трубку, которая проходит по центру желоба.В приемной трубе высокотемпературный жидкий теплоноситель (например, синтетическое масло) поглощает солнечную энергию, достигая температуры 750 ° F или выше, и проходит через теплообменник для нагрева воды и производства пара. Пар приводит в движение обычную паротурбинную энергетическую систему для выработки электроэнергии. Типичное поле солнечного коллектора содержит сотни параллельных рядов желобов, соединенных в серию петель, которые расположены на оси север-юг, так что желоба могут отслеживать солнце с востока на запад.Индивидуальные коллекторные модули обычно имеют высоту 15-20 футов и длину 300-450 футов.

Компактный линейный отражатель Френеля

CLFR использует принципы систем желобов с изогнутыми зеркалами, но с длинными параллельными рядами недорогих плоских зеркал. Эти модульные отражатели фокусируют солнечную энергию на возвышающихся приемниках, которые состоят из системы трубок, по которым течет вода. Концентрированный солнечный свет кипятит воду, генерируя пар под высоким давлением для непосредственного использования в производстве электроэнергии и промышленных парах.

Power Tower

В системах опор

Power Tower используется система центрального приемника, которая обеспечивает более высокие рабочие температуры и, следовательно, большую эффективность. Зеркала с компьютерным управлением (называемые гелиостатами) отслеживают солнце по двум осям и фокусируют солнечную энергию на приемнике на вершине высокой башни. Сфокусированная энергия используется для нагрева теплоносителя (более 1000 ° F) для производства пара и запуска центрального генератора энергии. В эти проекты можно легко и эффективно включить накопители энергии, что позволит вырабатывать электроэнергию в течение 24 часов.

Посудомоечная машина

Зеркала распределены по поверхности параболической тарелки, чтобы концентрировать солнечный свет на приемнике, установленном в фокусной точке. В отличие от других технологий CSP, которые используют пар для создания электричества через турбину, система тарельчатого двигателя использует рабочую жидкость, такую ​​как водород, которая нагревается до 1200 ° F в ресивере для приведения в действие двигателя. Каждое блюдо вращается по двум осям, отслеживая солнце.

Основные требования к концентрирующим солнечным электростанциям

• Финансирование — Основной проблемой для любого энергогенерирующего предприятия, включая CSP, является проектное финансирование.

• Районы с высокой солнечной радиацией. Чтобы сконцентрировать солнечную энергию, она не должна быть слишком рассеянной. Это измеряется прямой нормальной интенсивностью (DNI) солнечной энергии. Производственный потенциал на юго-западе США отличается от остальной части США, как демонстрирует карта Национальной лаборатории возобновляемой энергии ниже.

• Прилегающие участки земли с ограниченным облачным покровом — установка CSP работает наиболее эффективно и, следовательно, наиболее рентабельно, когда она построена мощностью 100 МВт и выше.Хотя потребности в земле будут варьироваться в зависимости от технологии, для типичной установки CSP требуется от 5 до 10 акров земли на МВт мощности. На большей площади размещается накопитель тепловой энергии.

• Доступ к водным ресурсам — Как и другим тепловым электростанциям, таким как природный газ, уголь и атомная энергия, большинству систем CSP требуется доступ к воде для охлаждения. Все они требуют небольшого количества воды для мытья сборных и зеркальных поверхностей. Установки CSP могут использовать мокрые, сухие и гибридные методы охлаждения для максимального повышения эффективности производства электроэнергии и экономии воды.

• Имеющийся и ближайший доступ к линии электропередачи — станции CSP должны располагаться на земле, пригодной для выработки электроэнергии, с адекватным доступом к все более напряженной и устаревшей сети электропередачи. Доступ к высоковольтным линиям электропередачи является ключом к развитию проектов солнечной энергетики в масштабах коммунального предприятия для передачи электроэнергии от солнечной электростанции конечным пользователям. Большая часть существующей инфраструктуры передачи на Юго-Западе загружена на полную мощность, и срочно требуется новая передача.

заводов CSP в США

Для получения дополнительной информации посетите страницу NREL Concentrating Solar Power Projects.

Солнечная электрическая генерирующая система Иванпа (Brightsource Energy / NRG Energy, Inc.)

Расположенный на 3500 акрах федеральной земли в пустыне Мохаве в Калифорнии, объект Ivanpah представляет собой солнечную электростанцию ​​мощностью 392 мегаватта, состоящую из 173 500 гелиостатов и трех вышек, способных обеспечивать экологически чистым и экологически чистым электроэнергией более 100 000 американских домов.Проект Ivanpah, разработанный в рамках партнерства между BrightSource Energy, NRG energy и Google и реализованный компанией Bechtel, с момента начала строительства в октябре 2010 года создал более 1000 рабочих мест.

Mojave Solar One (Abengoa Solar, Inc.)

Расположенная на 1765 акрах примерно в 100 милях к северо-востоку от Лос-Анджелеса, параболическая желобная установка мощностью 280 мегаватт будет способна обеспечивать электроэнергией примерно 90 000 американских домашних хозяйств. Разработано Abengoa Solar Inc.Проект Mohave создал около 830 рабочих мест в США, и после завершения проекта будет по-прежнему использоваться 70 человек.

Solana (Abengoa Solar, Inc.)

Завод по производству параболических желобов Solana мощностью 250 мегаватт недалеко от Хила-Бенд, штат Аризона, использует технологии аккумулирования тепла и обеспечивает экологически чистую и надежную электроэнергию более чем 97 000 клиентов из штата Аризона. Проект, разработанный Abengoa Solar, создал 1700 рабочих мест и был введен в эксплуатацию в октябре 2013 года.

Crescent Dunes (SolarReserve, LLC)

Проект Crescent Dunes недалеко от Тонопа, штат Невада, представляет собой солнечную электростанцию ​​мощностью 110 мегаватт с 10-часовым хранением энергии при полной нагрузке, которая позволяет производить энергию по запросу днем ​​и ночью.Это первая в стране электростанция на расплавленной соли промышленного масштаба с накопителем энергии и не требует резервного источника природного газа. Проект Crescent Dunes с башней высотой 640 футов и 10 347 гелиостатами обеспечивает питанием 75 000 американских домов. Этот проект площадью 1600 акров, разработанный SolarReserve и построенный компанией ACS Cobra, создал около 4300 рабочих мест, связанных с прямыми, косвенными и побочными действиями.

Genesis Solar (NextEra Energy Sources, LLC)

Расположенный в Блайте, Калифорния, проект солнечной энергии Genesis представляет собой солнечную электростанцию ​​мощностью 250 мегаватт, которая состоит из более чем 600 000 параболических зеркал на территории 1800 акров.Мощность электростанции составляет около 88 000 американских домов. Проект, разработанный NextEra Energy Sources в сотрудничестве с Sener и Fluor, был введен в эксплуатацию в апреле 2014 года и создал 800 рабочих мест.

Система производства солнечной энергии (NextEra Energy Sources, LLC)

Обладая совокупной мощностью 354 мегаватт из трех отдельных мест в Харпет-Лейк, Крамер-Джанкшен и Даггет в Калифорнии, заводы SEGS обеспечивают экологически чистым и экологически чистым источником энергии 232 500 американских домов.

Nevada Solar One (Acciona)

В сотрудничестве с Nevada Power Company и Sierra Pacific Resources проект Nevada Solar One охватывает 400 акров и имеет мощность 64 МВт. Завод состоит из более чем 182 000 зеркал и имеет 760 параболических концентраторов. Создано более 800 рабочих мест в строительстве, и в настоящее время на постоянных рабочих должностях работает более 30 человек. Ежегодно Nevada Solar One вырабатывает достаточно электроэнергии, чтобы обеспечить электроэнергией 14 000 домов в штате Невада.

Кимберлинская солнечная тепловая электростанция (Арева)

Расположенный в Бейкерсфилде, Калифорния, завод в Кимберлине, ранее принадлежавший и управляемый Ausra, теперь работает под управлением AREVA Solar.При мощности 5 МВт этот проект площадью 10 акров является вторым в своем роде завершенным в Калифорнии, первый из которых был введен в эксплуатацию двадцатью годами ранее.

Sierra SunTower (eSolar)

В процессе разработки Sierra SunTower в Ланкастере, Калифорния, от начала до конца, eSolar создала более 250 рабочих мест в строительстве и в настоящее время обеспечивает 6 постоянных рабочих мест на полную ставку. SunTower мощностью 5 МВт обеспечивает питание более 4000 домов в Калифорнии ежегодно и нейтрализует более 7000 тонн CO2.

Центр солнечной энергии Martin Next Generation (FL Power & Light)

Центр солнечной энергии Martin NextGen в Индиантауне, Флорида, занимающий площадь 500 акров и использующий более 190 000 зеркал, имеет генерирующую мощность 75 МВт. Этот объект является первым в мире комбинированным производством солнечной энергии и природного газа. 155 000 МВтч ежегодно могут обеспечивать электроэнергией более 11 000 домов.

Проект солнечного геотермального гибридного строительства в г. Стиллуотер (Enel Green Power)

В качестве первого солнечного проекта Enel Green Power завод Стиллуотер использует 240 акров и более 89 000 фотоэлектрических панелей из поликремния для использования солнечной энергии в этой когенерационной установке.Эта первая в своем роде комбинированная солнечная и геотермальная электростанция, способная производить 2 МВт только на солнечной энергии, имеет общую мощность 26 МВт. Расположенный в Фаллоне, штат Невада, предприятие Enel Green Power вырабатывает достаточно энергии для питания 15 000 домов.

Самая дешевая — не всегда лучше: концентрированная солнечная энергия может превзойти более дешевую фотоэлектрическую энергию с новыми рыночными правилами

Неспособность концентрированной солнечной энергии набрать обороты на рынках США является сигналом о том, что традиционная оценка ресурсов может замедлить энергетический переход, как пояснила февральская конференция CSP.

CSP, который преобразует солнечное тепло в электричество, когда-то был доминирующим, но затем исчез, когда фотоэлектрические (PV) солнечные батареи, которые превращают солнечный свет в электричество, резко упали в цене. Но в отличие от CSP, фотоэлектрические системы, даже с батареями, не могут обеспечить длительную управляемую генерацию, которая понадобится энергосистемам с высоким уровнем возобновляемой энергии, заявили участники конференции.

«В настоящее время возобновляемые источники энергии являются основным направлением деятельности, а ископаемое топливо — альтернативой», — сказал на конференции председатель Комиссии по энергетике Калифорнии (CEC) Дэвид Хохшильд регулирующим органам, руководителям коммунальных предприятий и аналитикам.С новыми требованиями к нулевым выбросам «нам понадобится разнообразие возобновляемых ресурсов для поддержания надежности системы, и нам понадобится CSP, в частности, из-за его длительного хранения [потенциала]».

По словам руководителей коммунальных предприятий и регулирующих органов, амбициозные требования о 100% возобновляемых источниках энергии приводят к неизбирательной закупке самых дешевых возобновляемых кВтч. Но для энергосистемы переходного периода требуется более широкая стоимость, даже если цена за киловатт-час будет выше.

Реструктуризация рынков, политика и планирование коммунальных услуг для компенсации инвестиций в ресурсы с более высокой общей стоимостью сети, несмотря на более высокие капитальные затраты, будут необходимы для создания надежной энергосистемы с низким уровнем выбросов углерода, добавили они.

Как работает CSP

CSP использует зеркала для концентрации солнечного тепла в одной точке, содержащей теплоудерживающую жидкость. Уловленное тепло создает пар, который, как и обычные генераторы, приводит в действие турбину, вырабатывающую электричество.

Башенные технологии

CSP, такие как проект Crescent Dunes Nevada мощностью 110 МВт и проект Ivanpah California мощностью 394 МВт, фокусируют солнечное тепло на жидкости, протекающей через вершину башни. Технологии желоба, такие как проект Солана мощностью 280 МВт в Аризоне, нагревают жидкость, протекающую через фокусные точки желобовидных зеркал.

Теплопоглощающие жидкости включают воду, как в Ivanpah, или расплавленную жидкость, которая более эффективно удерживает тепло, как в Crescent Dunes. Изолированные резервуары хранят нагретую жидкость для отправки электроэнергии по запросу.

Фотоэлектрические панели промышленного масштаба выделяют электроны при воздействии солнечного света. Электроэнергия поступает в сеть или может храниться в батареях. Стоимость и нормативные барьеры в значительной степени ограничивают рентабельное хранение аккумуляторов до четырех часов, хотя были опробованы стеки аккумуляторов и альтернативные химические составы аккумуляторов, обеспечивающие более длительное хранение.

В 2010 году в США было 0,4 ГВт CSP и только 0,1 ГВт PV для коммунальных предприятий. Но совокупное количество установок CSP достигло всего 1,7 ГВт к 2020 году, в то время как падение стоимости панелей привело к установке 35,4 ГВт фотоэлектрических панелей к 2020 году, сообщил старший аналитик Wood Mackenzie по солнечной энергии в США Колин Смит по электронной почте Utility Dive.

С 2014 года «технология CSP страдает от проблем с производительностью и высокой цены», — сказал Смит. У него были проблемы с конкуренцией с фотоэлектрическими системами или фотоэлектрическими системами плюс накопители, «даже с обещанием непрерывного энергоснабжения от 12 до 24 часов.«

Во всем мире политические стимулы, а также высокие цены на электроэнергию не позволили CSP стать препятствием для высоких капитальных затрат и затрат на кВтч. По состоянию на конец 2019 года 90 станций CSP мощностью около 6000 МВт находились в эксплуатации по всему миру, сообщил Utility Dive Хэнк Прайс, управляющий директор компании-разработчика CSP Solar Dynamics.

Вопросы о CSP выросли в США после того, как контракт Crescent Dunes с NV Energy в Неваде был расторгнут в 2019 году из-за недостатков в системе хранения расплавленной соли.Но другие страны добились успеха с этим методом хранения — шесть из 14 глобальных проектов башен и более 30 проектов лотков используют жидкий солевой раствор для хранения.

По сообщениям, для NV Energy ведутся ремонтные работы, и, по словам Прайса, у проекта, вероятно, найдется еще один покупатель.

Но многие участники конференции сказали Utility Dive, что сомнения относительно технической осуществимости CSP и низкой стоимости фотоэлектрических модулей могут затруднить поиск нового контракта. NV Energy от комментариев отказалась.

Первый барьер CSP: получение денег

Ранние проекты CSP имели капитальные затраты, достигающие миллиардов долларов, а их средняя приведенная стоимость энергии (LCOE) составляла 0 долларов.21 / кВтч. Хотя первоначальные капитальные затраты по-прежнему высоки, по оценкам Министерства энергетики США, LCOE CSP за 2018 год с 12 часами хранения упала до 0,098 доллара США / кВтч.

Контрактная цена на CSP с хранилищем в Дубае в 2019 году составила 0,083 доллара США / кВтч, что значительно меньше, чем LCOE, по данным Lazard, составляющая 0,15 доллара США / кВтч или более для пикового завода природного газа, который его гибкость позволила бы заменить.

Для монетизации CSP потребуются новые стимулы, которые будут оценивать уникальный набор преимуществ системы «вместо того, чтобы оценивать наименее затратный ресурс», — сказала Utility Dive бывший комиссар по коммунальным предприятиям штата Невада Ребекка Вагнер.Защитники должны довести до регулирующих органов аргументы, что «CSP может стоить дороже, но его хранение позволяет использовать избыточную генерацию возобновляемых источников энергии, чтобы сгладить пиковый спрос и заполнить пробелы, когда ветер или фотоэлектрическая энергия не работают».

По мнению аналитиков на конференции, если сторонники CSP будут так говорить, регулирующим органам придется пересмотреть существующие рыночные правила и регулирующие структуры.

«Рынки и регулирующие структуры были созданы вокруг набора других источников электроэнергии, нежели те, которые будут доминировать в будущем», — сказала на конференции Utility Dive вице-президент по энергетическим инновациям Соня Аггарвал.«Это имеет каскадные последствия».

Существующие стимулы обеспечивают компенсацию источнику генерации ценности, которую его энергия приносит энергосистеме, в центах за кВтч, сообщил Utility Dive старший технический консультант Центра энергоэффективности и возобновляемых источников энергии (CEERT) Джим Колдуэлл. «Если бы CSP платили за все свои услуги, она могла бы конкурировать, но для этого потребовались бы другие рыночные правила».

CSP может сыграть роль в сдерживании роста затрат для плательщиков за удовлетворение пикового спроса, но рыночные правила определяют закупки отдельно по энергии, мощности и вспомогательным услугам, сказал Колдуэлл.«CSP не выигрывает в отдельных запросах. Только ценообразование всех трех вместе делает CSP наименее затратным решением, особенно сейчас, потому что емкость и вспомогательные услуги становятся более ценными».

Потребность в точной оценке предоставляемых сервисных ресурсов — новая проблема для системных операторов по всей стране, — сказал Колдуэлл. «Пока преждевременно оценивать конкретные услуги, и это может быть неточно, потому что потребность в них все еще ограничена, но еще не рано думать о том, как мы их ценим, чтобы метод был готов, когда он понадобится.«

Министерство энергетики США. Получено с https://www.energy.gov/eere/solar/concentrating-solar-power.

Лучшее моделирование и планирование

Моделирование, выполненное для интегрированного планирования ресурсов, может определить более высокую ценность CSP и других низкоуглеродных технологий, которые компенсируют более высокие затраты, — сказал Utility Dive старший аналитик Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии (NREL) Триу Май. «Затем портфели можно повторно оценить с помощью моделирования производственных затрат на надежность и достаточность ресурсов в итеративном процессе.«

Модели рассматривают «по существу бесконечные возможности», чтобы «сделать сложный выбор в отношении того, как система работает сегодня и как она может работать в будущем», — сказал он.

Modeling позволяет сравнивать проекты CSP, особенно гибридные версии, объединенные с фотоэлектрической системой или природным газом, с традиционными пиковыми электростанциями и определять, какие проекты электростанций лучше всего подходят для сети с высоким уровнем возобновляемой энергии.

Переменный ветер и солнечная энергия, соединенные с сетью через инверторы, могут вызывать колебания напряжения и частоты, которые создают проблемы для защиты стабильности системы, сказала Utility Dive консультант по энергосистеме Дебра Лью, бывший инженер NREL и технический директор GE.«Но есть будущее с множеством переменных ветров и солнечной энергии, и для этого будущего не было достаточного планирования».

Работа по использованию ресурсов с нулевым уровнем выбросов, не связанных между собой через инверторы, для удовлетворения потребностей в производительности и балансировке системы продвигается, но работы по их использованию для стабильности системы — нет, сказала она. Вместо этого системные операторы вкладывают средства в оборудование, чтобы исправлять и реагировать на колебания напряжения и частоты.

Управляемые ресурсы с нулевым уровнем выбросов, такие как CSP, накопленная гидроэлектростанция и геотермальная энергия, могут обеспечить стабильность системы и предложить большую ценность, чем вложения коммунального предприятия в оборудование, поскольку коммунальное предприятие получает чистую энергию с расходами на стабильность системы, сказал Лью.Но существует мало стимулов или рыночных механизмов для компенсации этих инвестиций коммунальным предприятиям и разработчикам, поэтому «фотоэлектрические и аккумуляторные батареи будут построены, потому что они дешевые и быстрые», а оборудование останется основным инструментом стабильности системы.

Второй барьер CSP: краткосрочное мышление

В будущем у плановиков могут появиться «супермодели», которые определяют долгосрочную ценность высоких капитальных затрат, но сегодняшние модели часто приводят к краткосрочным решениям, сказал Лью. «Альтернатива — определить, какие ресурсы потребуются в сценариях нулевых выбросов, и создать их сейчас, но для этого потребуется долгосрочное планирование, которого мы не делаем.«

Размер инвестиций в такие ресурсы, как CSP, и время, необходимое для их разработки, также «очень пугающие» для регулируемого коммунального предприятия, заявила на конференции вице-президент Государственной службы штата Аризона (APS) по государственной политике Барбара Локвуд.

По ее словам, существует много новых неопределенностей в отношении спроса из-за появления новых объектов обслуживания нагрузки (LSE) и быстрого роста популярности распределенных ресурсов и энергоэффективности у клиентов. В результате APS «по умолчанию сделала гораздо меньшие инвестиции», например, небольшие фотоэлектрические системы и системы хранения, которые требуют меньших капитальных затрат и более короткого времени на разработку.

Южная Калифорния Эдисон (SCE), в ответ на аналогичные рыночные сигналы, также отказался от высоких капитальных затрат в сфере закупок, сказал Билл Уолш, вице-президент SCE по закупкам энергии. Меньшие закупки «помогают контролировать или сглаживать систему или заполнять пробелы при смене поколений».

Коммунальные предприятия предпочитают «инкрементализм [запросов предложений] для инвестиций в 50 или 100 МВт», потому что это кажется менее рискованным, сказал бывший комиссар Невады Вагнер. «Но это краткосрочное мышление, которое позволяет избежать оценки и признания системных потребностей в долгосрочной перспективе.Для достижения 100% чистой энергии нам нужно начать нестандартное мышление и изучить все возможности ».

Электроэнергетические компании переходят «от того, какой ресурс нам нужен, к тому, какие услуги нам нужны и когда они нам нужны», и более подходящие контракты могут «больше касаться мощности, чем энергии», — согласился Локвуд из APS.

Электрификация и требования о нулевых выбросах могут увеличить нагрузку на калифорнийскую систему на 75% или более, а это потребует «больших инвестиций» в новое поколение, сказал Utility Dive генеральный директор независимого системного оператора Калифорнии Стив Берберих.Контрагенты, такие как принадлежащие инвестору коммунальные предприятия и новые LSE, по этим инвестициям должны быть частью разработки новых контрактов, которые могут обеспечить необходимый капитал.

Контракты должны поддерживать проекты, которые предлагают «услуги от возобновляемых источников энергии, которые мы получили от теплового парка», — сказал Берберих. Он добавил, что новый процесс бухгалтерского учета, разрабатываемый регулирующими органами Калифорнии, должен привести к показателям, которые можно будет использовать для этих контрактов.

Стоимость становится «ключевой частью планирования», — сказал Utility Dive глава энергетического отдела Калифорнийской комиссии по коммунальным предприятиям (CPUC) Эдвард Рэндольф.

Эффективная несущая способность фотоэлектрических систем без накопителей была установлена ​​на уровне 17% в постановлении CPUC 2019 года, что означает, что только 17 МВт из 100 МВт солнечных закупок засчитываются для удовлетворения пикового спроса. Это, вероятно, увеличит закупки ресурсов, которые могут лучше соответствовать пикам системы.

Такой тип «фундаментального переосмысления того, что такое системная ценность и как ее определять количественно, необходим для ресурсов с нулевым выбросом углерода и высокими первоначальными капитальными затратами», — сказал Аггарвал.

«Новый подход может показаться несколько дальновидным, потому что рыночные механизмы должны измениться, чтобы позволить всем ресурсам на равных конкурировать за компенсацию за предоставление энергии, гибкости и сетевых услуг.«

Исправление: В предыдущей версии этой статьи неправильно переданы два утверждения консультанта по энергосистеме Дебры Лью относительно переменных ветра и солнца, а также работы по использованию ресурсов с нулевым уровнем выбросов. Кроме того, глобальная мощность электростанций CSP на конец 2019 года была указана неверно, она составляла 6000 МВт. Статья обновлена.

Технология концентрирования солнечной энергии (CSP)

24-часовая солнечная энергия: расплавленная соль делает это возможным, и цены быстро падают

Подпишитесь, чтобы получать наши последние отчеты об изменении климата, энергии и экологической справедливости, которые будут отправляться прямо на ваш почтовый ящик. Подпишитесь здесь .

Первое, что вы видите на установке солнечной энергии Crescent Dunes, и вы можете быть в нескольких милях от нее, — это свет настолько яркий, что вы не можете смотреть прямо на него. Он расположен на вершине 640-футовой цементной башни, возвышающейся над плоской пустой пустыней Невада на полпути на шоссе из Рино в Лас-Вегас.Башня окружена зеркалами шириной почти в две мили, которые посылают в небо мерцающие лучи света.

Путешественники иногда спрашивают, проезжали ли они что-то инопланетное, говорит Дарби, бармен столетнего отеля Mizpah в Тонопе, пыльном городке, где раньше добывали серебро, в 15 милях от завода. Такие вопросы здесь принимаются за чистую монету. Зона 51, засекреченный объект, где, по мнению сторонников заговора, ВВС США скрывают свидетельства космических пришельцев, всего через час или около того.

То, что люди на самом деле видят, — это электростанция концентрированной солнечной энергии (CSP) мощностью 110 мегаватт, построенная и управляемая SolarReserve в Санта-Монике, Калифорния. Он не из космоса, но ничего подобного ему такого размера еще нигде на планете нет.

SolarReserve пытается доказать, что технология, лежащая в основе Crescent Dunes, может сделать солнечную энергию доступным, безуглеродным, круглосуточным источником энергии, передаваемым по электрической сети, как любой другой завод, работающий на ископаемом топливе.Здесь концентрированный солнечный свет нагревает расплавленную соль до 1050 градусов по Фаренгейту в этой мерцающей башне; затем соль хранится в гигантском изолированном резервуаре, из которого можно производить пар для работы турбины.

Гелиостаты, гигантские зеркала, фокусирующие солнечные лучи, управляются программным обеспечением, которое позволяет им следить за солнцем в течение дня. Предоставлено: SolarReserve.

Если этот завод и несколько аналогичных объектов, которые строятся или вскоре будут построены, окажутся надежными, технология будет готова к взлету.Солнечные фотоэлектрические (PV) панели могут вытеснять ископаемое топливо в течение дня, а ветряные турбины могут делать то же самое, пока дует ветер. Но башни из расплавленной соли могут решить проблему подачи электроэнергии по запросу и вывести на пенсию более старые и более грязные электростанции, работающие на ископаемом топливе.

«Мы собираемся увидеть еще много башен из расплавленной соли CSP», — сказал Марк Мехос, руководитель программы исследований CSP в Национальной лаборатории возобновляемой энергии в Колорадо. Мехос основывает свое мнение на ценах, которые SolarReserve и другие разработчики проектов назначают на электроэнергию с новых станций, а также на знании того, что башня CSP с 8 или 10 часами хранения расплавленной соли в настоящее время намного дешевле, чем солнечная фотоэлектрическая ферма с эквивалентным количеством литий-ионные аккумуляторы.

Стоимость электроэнергии, вырабатываемой на второй электростанции SolarReserve, которая будет построена недалеко от Порт-Огаста, Австралия, будет меньше половины от стоимости электроэнергии, производимой Crescent Dunes — около 7,8 центов (австралийских) за киловатт-час, или чуть более 6 Центов США. Когда правительство Южной Австралии подписало контракт на закупку продукции завода в августе, казначей штата Том Кутсантонис написал в Твиттере, что «угольная промышленность только что подняла дрожь», потому что новая угольная электростанция не может сравниться с этой ценой. .

Кевин Смит, главный исполнительный директор SolarReserve, считает, что Crescent Dunes показывает, что технология работает, и следующие запланированные проекты докажут экономическую эффективность. Компания владеет третьим заводом в Южной Африке и планирует построить еще 10 башен CSP в Неваде для нужд Калифорнии.

«Мы собираемся довести дело до конца», — сказал Смит о попытках добиться признания этого типа поколения. Он помог превратить компанию Invenergy в одного из крупнейших владельцев U.S. до того, как присоединиться к SolarReserve при его основании в 2008 году. «Потребовалось время, чтобы добраться туда, где мы находимся. Рынок сейчас реагирует. Мы снизили наши расходы. Мы выигрываем ставки «.

Следующая большая вещь? Это Хранилище

Производство электроэнергии в Crescent Dunes начинается с 10 347 зеркал, в общей сложности 13 миллионов квадратных футов стекла — этого достаточно, чтобы полностью покрыть Национальную аллею в Вашингтоне от ступенек Капитолия до памятника Вашингтону. Зеркала называются гелиостатами, потому что каждое из них может наклоняться и поворачиваться, чтобы точно направить луч света.Расположенные концентрическими кругами, они направляют солнечный свет на «приемник» наверху центральной башни. Если отбросить предположения туристов, на самом деле это не свет. Ресивер, матовый черный, когда на него нет солнечного света, поглощает энергию для нагрева расплавленной соли, протекающей по ряду труб. Затем горячая соль стекает в резервуар для хранения из нержавеющей стали на 3,6 миллиона галлонов.

Соль, которая при таких температурах выглядит и течет почти как вода, проходит через теплообменник, чтобы произвести пар для работы стандартного турбогенератора.В резервуаре содержится достаточно расплавленной соли для работы генератора в течение 10 часов; Это составляет 1100 мегаватт-часов хранения, что почти в 10 раз больше, чем у крупнейших литий-ионных аккумуляторных систем, которые были установлены для хранения возобновляемой энергии.

Если башни расплавленной соли CSP находятся на грани более широкого признания, то это в значительной степени из-за растущего осознания того, что переход на возобновляемые источники энергии требует хранения в таких масштабах. «Хранение — это действительно ценное предложение для CSP», — сказал Клиффорд Хо, возглавляющий исследования тепловой солнечной энергии в Sandia National Laboratories в Альбукерке, штат Нью-Мексико.

Да, это ракетостроение

Несмотря на обещания, прогресс SolarReserve не был быстрым и легким. Компания все еще уклоняется от цели коммерческого признания своей технологии электростанций. Спустя десятилетие Crescent Dunes является единственным примером системы расплавленных солей CSP от SolarReserve. Во многом компания остается стартапом.

Сохраняйте жизнь экологической журналистики

ICN бесплатно предоставляет отмеченные наградами локализованные климатические материалы и рекламу.Мы полагаемся на пожертвования таких читателей, как вы, чтобы продолжать работу.

Пожертвовать сейчас

Вы будете перенаправлены на страницу партнера ICN по пожертвованиям.

Технический директор

SolarReserve, Уильям Гулд, более двух десятилетий занимался разработкой производства электроэнергии из расплавленной соли CSP. Еще в 1990-х годах он был руководителем проекта демонстрационной установки Solar Two, построенной при поддержке Министерства энергетики США в пустыне Мохаве недалеко от Барстоу, Калифорния. В 1980-х годах в том же месте был Solar One, который успешно показал, что поле гелиостатов, сияющих на центральной башне, может производить пар для работы турбины.Работа Гулда заключалась в том, чтобы продолжить проект, в котором вместо пара нагревалась соль, и доказать, что энергия может храниться.

Solar Two был небольшим пилотным проектом недалеко от Барстоу, Калифорния, где в 1990-х годах была протестирована технология хранения соли, которая сейчас используется в Crescent Dunes. Предоставлено: KJKolb / CC-BY-SA-2.0.

Чтобы построить приемник расплавленной соли, Гулду пришлось выбирать между двумя претендентами: производитель котлов с опытом работы с традиционными электростанциями, работающими на ископаемом топливе; и Rocketdyne, компания, производившая ракетные двигатели для НАСА.Он пошел с учеными-ракетчиками. Конус или раструб в нижней части ракеты, где выходит пламя, на самом деле состоит из сети небольших трубок, по которым циркулирует жидкое топливо, охлаждая металл и не давая конусу плавиться. Опыт Rocketdyne в разработке этого трюка и знания в области высокотемпературной металлургии побудили компанию разработать технологию использования расплавленной соли на установке CSP.

Проект Solar Two мощностью 10 МВт успешно работал в течение нескольких лет, подтверждая эту концепцию, и был списан в 1999 году.«У нас были прорезывания зубов. У нас были некоторые проблемы, которые нам нужно было исправить », — сказал Гулд. «Но, в конце концов, все работало так, как было задумано». Действительно, основная технология, используемая сегодня в Crescent Dunes, практически ничем не отличается от Solar Two, кроме масштаба: смесь нитратных солей и рабочие температуры идентичны.

В начале своей карьеры Гулд работал инженером-ядерщиком в Bechtel, гигантской строительной компании, работавшей на реакторах Сан-Онофре в Калифорнии и на заводе в Пало-Верде в Аризоне. Он сказал, что в конце концов решил, что ничто не может быть полностью защищено от дурака.«Я больше не сторонник ядерной энергетики», — сказал он.

Однако он отказался от работы над Solar Two как большой сторонник расплавленной соли. «Мы возлагали большие надежды на быструю коммерциализацию», — сказал он. Масштабирование до коммерчески жизнеспособных 100 МВт или более оказалось слишком новым для привлечения финансирования из банков или других традиционных источников. Ему действительно требовалась государственная гарантия по кредиту или другая поддержка, которой в те годы не было.

Ставка на миллиард долларов

Когда была основана компания SolarReserve, казалось, что завод по производству расплавленной соли с полем гелиостатов и центральной башней может производить электроэнергию по цене, конкурентоспособной, если не дешевле, чем большая солнечная фотоэлектрическая установка.Но сразу цена на фотоэлектрические панели стала падать. По данным Министерства энергетики США, стоимость киловатт-часа электроэнергии от солнечной фермы в масштабе коммунального предприятия, усредненная за время эксплуатации объекта, упала с 28 центов в 2010 году до менее 6 центов. Сегодня это не редкость, когда солнечная ферма предлагает продавать электроэнергию примерно по 2 цента за киловатт-час.

Кевин Смит, генеральный директор SolarReserve, считает, что Crescent Dunes показывает, что технология работает и что следующие проекты докажут экономичность.Компания планирует построить еще 10 башен CSP в Неваде. Предоставлено: Роберт Дитрайх.

Компания построила несколько солнечных фотоэлектрических станций, поскольку цены упали. По словам Смита, это помогло заработать немного денег. Но основное внимание оставалось на башнях из расплавленной соли. Благодаря соглашению о закупке электроэнергии от NV Energy, основной коммунальной компании Невады, и крупной гарантии по кредиту от Министерства энергетики, строительство на Crescent Dunes началось в 2011 году. Оно было завершено в 2015 году, примерно на два года позже запланированного срока.

Строительство стоило около 750 миллионов долларов, а с учетом так называемых «мягких» затрат, таких как проценты во время строительства и подключения к линии электропередачи, общая цена была ближе к 1 миллиарду долларов.По словам Смита, затраты на строительство для проектов, находящихся в стадии разработки, были сокращены почти вдвое. Тем не менее, новая солнечная фотоэлектрическая установка для коммунальных предприятий размером с Crescent Dunes, но без каких-либо хранилищ, может быть построена сегодня примерно за 110 миллионов долларов.

Смит и Гулд — и другие наблюдатели — скажут вам, что Crescent Dunes в первые два года существования страдала от проблем. Но проблема не в конструкции системы расплавленной соли, гелиостатов или башни, сказал Смит.Он ссылается на проблемы «баланса завода», такие как насосы, которые не работают должным образом, и трансформаторы для оборудования в области гелиостата, которые были малоразмерными.

Самой большой проблемой на Crescent Dunes была утечка в резервуаре для хранения горячей соли, обнаруженная в конце 2016 года. Смит объясняет, что гигантское кольцо, опирающееся на пилоны на дне резервуара, распределяет расплавленную соль по мере того, как она спускается из приемник. В то время как пилоны должны были быть приварены к полу, само кольцо было спроектировано так, чтобы двигаться, поскольку изменения температуры вызывают расширение или сжатие.Вместо этого из-за ошибки конструкции все было сварено вместе, и изменения температуры привели к изгибу дна резервуара и утечке.

Расплавленная соль, нагретая солнечными батареями, хранится в гигантских резервуарах возле башни в Crescent Dunes. Предоставлено: Роберт Дитрих.

Утечка солевого расплава не представляет особой опасности. Когда он попал в гравийный слой под резервуаром и сразу же остыл, он превратился в соль. Тем не менее, остановка длилась несколько месяцев, и завод вернулся в сеть только в июле.

Предполагается, что

Crescent Dunes сможет вырабатывать около 500 000 МВт электроэнергии в год, что эквивалентно работе около 12 часов в день.Но это еще не сделано. Смит утверждает, что сейчас предприятие работает хорошо и выполнит поставленную задачу. «Основная технология работает как чемпион», — сказал он.

Все еще крошечный кусочек солнечного пирога

На протяжении многих лет использовалось несколько различных подходов к CSP. По данным Международного агентства по возобновляемой энергии, во всем мире было построено около 5000 МВт генераторов CSP. Это немного — на конец 2016 года количество солнечных панелей составило 291 000 МВт, но это еще не ничто.

Большинство проектов CSP находятся в США и Испании, где правительство предлагало щедрые субсидии в течение нескольких лет до финансового кризиса 2008 года. Наиболее распространенной технологией является параболический желоб, система, в которой используются изогнутые зеркала, которые перемещаются по одной оси для отслеживания солнца. Солнечный свет концентрируется на трубе, заполненной маслом, в фокусе параболического зеркала. Масло, температура которого может достигать 700 градусов по Фаренгейту, используется для производства пара для работы турбины. Здесь нет прямого накопления тепла, хотя некоторые предприятия добавляют ступень, используя масло для нагрева расплавленной соли, чтобы ее можно было хранить.Однако этот процесс менее эффективен, чем хранение с использованием башни CSP, из-за более низких температур.

Первый завод CSP в Марокко, Noor I, имеет полмиллиона изогнутых зеркал, которые медленно следуют за солнцем. Солнечный свет концентрируется на трубе, заполненной маслом, которое используется для создания пара для работы турбин. Предоставлено: Фадель Сенна / AFP / Getty Images.

Параболические желоба могут быть уместны в некоторых местах, по словам Серджио Реллозо из подразделения солнечной энергии испанской инженерной компании Sener.Компания Sener построила более двух десятков проектов лотков CSP. Сейчас компания строит два завода в Уарзазате, Марокко. Один использует технологию параболического желоба Sener и систему хранения расплавленной соли; другой — конструкция башни из расплавленной соли, что делает его вторым испытанием технологии в масштабах коммунального хозяйства после Crescent Dunes.

Цена на электроэнергию на двух марокканских заводах очень близка, сказал Реллозо. Поскольку многие установки с желобами уже построены, он делает ставку на то, что лучшая возможность для снижения затрат в будущих проектах связана с технологией башни с расплавленной солью.«Конструкция башни дает гораздо больше возможностей для снижения затрат».

Другой важный тип установок CSP использует центральную башню и гелиостаты для нагрева пара вместо соли. Эти растения похожи на Crescent Dunes, но здесь нет хранилища; пар должен быть немедленно использован в турбине. Эта технология используется на проекте Ivanpah мощностью 377 мегаватт, расположенном в пустыне Мохаве недалеко от границы Невады и Калифорнии, на крупнейшем в мире заводе CSP. Ivanpah был построен с гарантией федерального кредита в размере 1,6 миллиарда долларов.

Иванпа, расположенный в пустыне Мохаве в Калифорнии, был введен в эксплуатацию в 2013 году как крупнейшая в мире солнечная тепловая электростанция. Его ресиверы вырабатывают пар для работы турбин. Предоставлено компанией Bechtel.

Смит, Мехос и другие заявили, что использование только пара в Иванпе кажется тупиковым, поскольку оно остается намного более дорогим, чем солнечные фотоэлектрические панели, и не имеет возможностей хранения, которые могут сделать продукцию завода более ценной для населения. сетка.

Разработчик проекта Ivanpah, компания BrightSource Energy, сообщила в электронном письме, что его технология, основанная на проектировании солнечного поля и оптимизации гелиостата, также может быть применена к установкам с расплавом соли.Компания разрабатывает проекты по хранению расплавленных солей в Китае.

Это то, что нужно сети?

SolarReserve всегда считал хранилище своим преимуществом. Смит сказал, что официальные лица коммунальных предприятий и политики ответят, что хранение важно, что они хотят большего. «Но они хотели бесплатное хранилище», — сказал он. «И, к сожалению, мы не могли дать им это бесплатно».

Стандарты портфеля возобновляемых источников энергии и другие законодательные и нормативные требования подтолкнули коммунальные предприятия к добавлению ветровой и солнечной энергии, но не дали большого стимула для поддержки генерации, которая будет работать тогда, когда сеть больше всего нуждается в электроэнергии.«На рынке коммунальных услуг США они просто хотели киловатт-часов», — сказал Смит. «Им было все равно, когда они их получили».

Теперь, по словам Смита, разговор о том, что действительно нужно электросети, начался всерьез. В таких местах, как Калифорния, где около трети электроэнергии сейчас вырабатывается из возобновляемых источников, в определенные часы дня наблюдается избыток возобновляемой генерации. Если переход к более чистым, безуглеродным источникам энергии будет продолжаться, Калифорнии и другим системам потребуются чистые ресурсы, которые можно направить для удовлетворения пикового спроса и поддержания стабильности энергосистемы.«Мы считаем, что сейчас происходит возрождение рынка CSP. И все дело в хранении «.

Концентрированные солнечные электростанции, использующие хранилище расплавленной соли, вызывают интерес во всем мире, при этом несколько заводов планируется в Китае. Предоставлено: SolarReserve.

Мехос сказал, что такие разработчики, как SolarReserve, все еще должны доказать, что башни с расплавленной солью CSP могут быть надежными и обеспечивать электроэнергию по обещанным ценам. В дополнение к австралийскому проекту по цене около 6 центов, SolarReserve предложила продать электроэнергию из проекта в пустыне Атакама в Чили по цене около 5 центов за киловатт-час.

«Нам действительно нужно увидеть установки на местах, которые соответствуют этим предложениям и работают надежно», — сказал Мехос. Чилийский проект представляет собой самую низкую цену на продукцию CSP отчасти потому, что там солнечный свет даже сильнее, чем в Неваде или Южной Австралии.

Тем временем в Китае правительство объявило о программе строительства CSP мощностью 6000 МВт с хранилищем. SolarReserve вступила в партнерские отношения с государственной компанией Shenhua Group, занимающейся строительством угольных электростанций, с целью развития производства расплавленной соли CSP мощностью 1000 МВт.

10 дополнительных станций, которые SolarReserve надеется когда-нибудь построить в пустыне Невада, будут похожи на Crescent Dunes, но больше — каждая с 10 часами хранения, общей мощностью 2000 МВт и производительностью 7 миллионов МВтч в год. Проект будет простираться к северу от участка Crescent Dunes, и компания подала заявку на разрешение на землю в Федеральное бюро землепользования.

Гулд наблюдает, когда Калифорния поймет, что это то, что им нужно. «Это кажется неизбежным, не так ли?» он сказал.Если так, то башни CSP, которые сегодня выглядят чуждыми путешественникам, проезжающим по пустыне, в ближайшие несколько лет могут стать привычным зрелищем.

Проект солнечной энергии Crescent Dunes — неожиданное место посреди безлюдной пустыни Невады. Кредит: SolarReserve

.

Роберт Дитрих

Роб Дитрих пишет еженедельный бюллетень чистой экономики для InsideClimate News.Его опыт работы в области экономики, финансов и энергетики: восемь лет он проработал старшим редактором журнала Bloomberg Markets и пять лет руководителем группы по энергетическим компаниям и рынкам в Bloomberg News. В качестве внештатного репортера и редактора Роб работал в The Economist Intelligence Unit и Bloomberg Businessweek, а также в других изданиях. Он имеет степень магистра в Высшей школе журналистики Колумбийского университета и степень бакалавра Государственного колледжа Эвергрин.
Роб можно найти по адресу [email protected].

Концентрированная солнечная энергия (CSP) против фотоэлектрической (PV) — HELIOSCSP

Какие технологии солнечной энергии будут преобладать? Концентрированная солнечная энергия или фотоэлектрическая? Анализируя последние разработки в области возобновляемых источников энергии, солнечной энергии, можно констатировать, что ответ на этот вопрос довольно противоречивый. В поисках последних событий в энергетической отрасли США, а также на мировых экономических и финансовых рынках можно найти противоречивые свидетельства конкурентного сравнения двух основных технологий солнечной энергии для производства электроэнергии: концентрированной солнечной тепловой энергии и фотоэлектрических систем.

Многие ожидаемые одобрения можно было ожидать как часть рекламных кампаний отраслевых конкурентов. Тем не менее, эта рыночная информация отражает текущие представления, которые формируются среди участников рынка возобновляемых источников энергии. Здесь мы рассмотрим основные факты о солнечной энергии конкурирующих солнечных технологий CSP и PV.

CSP против PV — технологии

Концентрированные солнечные тепловые системы (CSP) не то же самое, что фотоэлектрические панели; Системы CSP концентрируют солнечное излучение для нагрева жидкого вещества, которое затем используется для привода теплового двигателя и электрогенератора.Этот косвенный метод генерирует переменный ток (AC), который легко распределяется по электросети.

Фотоэлектрические (PV) солнечные панели отличаются от солнечных тепловых систем тем, что они не используют солнечное тепло для выработки энергии. Вместо этого они используют солнечный свет посредством «фотоэлектрического эффекта» для генерации постоянного электрического тока (DC) в процессе прямого производства электроэнергии. Затем постоянный ток преобразуется в переменный, обычно с использованием инверторов, для распределения по электросети.

CSP vs PV — накопление энергии и эффективность Системы
CSP способны накапливать энергию с помощью технологий накопления тепловой энергии (TES) и использовать ее в периоды низкой или полной солнечной активности, например в пасмурные дни или ночью для выработки электроэнергии. Эта возможность увеличивает проникновение солнечных тепловых технологий в энергетику, поскольку помогает преодолевать проблемы прерывистости; обычно из-за колебаний окружающей среды — (вы можете обратиться к «Фактам о возобновляемых источниках энергии: возобновляемые источники энергии на рынке электроэнергии» для дальнейшей проработки периодически возникающих вопросов, связанных с технологиями возобновляемых источников энергии).

С другой стороны, фотоэлектрические системы

не производят и не хранят тепловую энергию, поскольку они непосредственно вырабатывают электроэнергию — и электричество не так легко хранить (например, в батареях), особенно при больших уровнях мощности.

Таким образом, системы CSP гораздо более привлекательны для крупномасштабного производства электроэнергии, поскольку технологии хранения тепловой энергии намного более эффективны, чем технологии хранения электроэнергии; Системы CSP могут производить избыточную энергию в течение дня и хранить ее для использования в ночное время, таким образом, возможности хранения энергии могут не только улучшить финансовые показатели, но также управлять солнечной энергией и гибкостью в энергосети.

CSP vs PV — обновление рынка — взгляд инвесторов
Энергетические рынки учитывают три основных фактора при выборе источников энергии: стоимость энергии, вспомогательные услуги и возможность распределения электроэнергии по запросу. Очевидно, что в недавней давно нестабильной и нестабильной глобальной экономической среде инвесторы в энергетику считают конкурентоспособную стоимость энергии наиболее важным вопросом. Вот почему в 2011 году в США мы стали свидетелями внезапного перехода от запланированных электростанций CSP к фотоэлектрическим (PV) — эта тенденция сохраняется и в 2012 году.До тех пор, пока цена на энергию для фотоэлектрических станций ниже, чем цена энергии на эквивалентную CSP, и продолжает снижаться, фотоэлектрическая энергия будет оставаться более предпочтительным решением, чем CSP для инвесторов в энергетику. Системы CSP должны будут продемонстрировать высокую производительность по всем трем параметрам: конкурентоспособные затраты на хранение тепловой энергии, возможность распределения энергии и надежность в качестве вспомогательного решения, чтобы оставаться привлекательными и конкурентоспособными по сравнению с фотоэлектрическими панелями.

CSP-and-PV Участники энергетического рынка заявили, что фотоэлектрические системы представляют собой более проверенную технологию, которую можно построить проще, с меньшими затратами и за гораздо более короткое время, чем электростанции CSP, которым, напротив, требуется больше места для крупных -масштабируемые приложения и связаны с повышенными рисками (например,грамм. более высокие инвестиции, проблемы с хранением тепла, охлаждением). Более того, фотоэлектрические панели продемонстрировали существенное снижение цен, которое, как утверждается, составляет 30-40% (последние пару лет), и некоторые ожидают, что они продолжат падать. Только в США, согласно рыночным данным и исследованиям, общая мощность около 3000 МВт (3 ГВт) была переведена с солнечных электростанций с CSP на фотоэлектрические. Некоторые из этих преобразований включают проект 500 МВт Solar trust и Solar Millenium и проекты 709 МВт и 850 МВт Tessera-SES (Imperial Valley и Calico соответственно).(Изображение публикации: mzacha-www.morguefile.com/creative/mzacha)

CSP против PV — интеграция для увеличения проникновения солнечной энергии

Хотя снижение затрат на фотоэлектрические системы и неопределенность условий на рынке энергии в настоящее время благоприятствуют фотоэлектрическим установкам, как уже упоминалось, сравнение фотоэлектрических систем и CSP будет оставаться спорным; на самом деле, может оказаться, что две технологии солнечной энергии больше не смогут конкурировать; вместо этого в будущем они могут работать вместе, чтобы увеличить проникновение солнечной энергии в электроэнергетику.Согласно последним исследованиям Национальной лаборатории возобновляемой энергии США (NREL — ‘http://www.nrel.gov) предполагается, что TES в концентрированных солнечных тепловых установках может увеличить проникновение солнечной или ветровой энергии (технологии прерывистой возобновляемой энергии. ) в электроэнергетику. На самом деле это означает, что CSP с возможностями хранения тепловой энергии может использоваться в качестве дополнительного решения для преодоления проблем с перебоями в других технологиях возобновляемой энергии, таких как солнечные фотоэлектрические панели (PV) и ветряные турбины.Обе эти технологии в значительной степени подвержены влиянию непредсказуемости и нестабильности условий окружающей среды, что делает их надежность в качестве решений для производства электроэнергии довольно ограниченной.

Интеграция систем CSP и TES с фотоэлектрическими или ветряными турбинами может помочь решить проблемы кривой спроса и нагрузки (см. Срезание кривой спроса в разделе «Факты о возобновляемых источниках энергии: накопление энергии является ключом к проникновению ВИЭ в производство электроэнергии») и достичь экономии за счет сокращения вспомогательные услуги (прядильные резервы).Таким образом, CSP с TES не обязательно может восприниматься как конкурент фотоэлектрических систем, но как дополнительный инструмент для крупномасштабных фотоэлектрических установок.

возобновляемые источники зеленой энергии

Концентрированная солнечная энергия (CSP) против фотоэлектрической (PV): углубленное сравнение

Рост популярности солнечной энергии связан с расширением связанных с ней технологий. В конце концов, как только люди осознают, что солнце можно использовать для выработки электроэнергии, они, по понятным причинам, найдут способы, как это сделать.И пока есть две технологии, которые используются в настоящее время для производства солнечной энергии. Это концентрированная солнечная энергия (CSP) и фотоэлектрическая энергия (PV).

Но в чем разница между этими двумя? И если возможно, какой из них лучший вариант? Чтобы ответить на эти вопросы, лучше сравнить и сопоставить эти две технологии, чтобы увидеть, чем они отличаются и какие преимущества и недостатки они предлагают.

Концентрированная солнечная энергия (CSP) и фотоэлектрическая (PV)

Технологии

Начнем с того, что концентрированные солнечные тепловые системы (CSP) производят электроэнергию путем преобразования солнечной энергии в высокотемпературное тепло с использованием различных конфигураций зеркал.Принцип работы этой конкретной технологии заключается в том, что солнечная энергия концентрируется различными отражателями, и эта концентрированная энергия затем используется для привода теплового двигателя и электрогенератора. Установки, использующие эту систему, состоят из двух частей: одна собирает солнечную энергию и преобразует ее в тепло, а другая преобразует тепловую энергию в электричество.

CSP — это косвенный метод, который генерирует переменный ток (AC), который затем можно легко распределить по электросети.

Фотоэлектрические (PV) солнечные панели, с другой стороны, полностью отличаются от CSP. В отличие от CSP, который использует солнечную энергию, фотоэлектрические солнечные панели используют солнечный свет. Другими словами, фотоэлектрическая энергия — это прямое преобразование света в электричество. Это работает так: солнечные фотоэлементы поглощают свет, который затем выбивает электроны. Затем, когда текут свободные электроны, создается ток, который затем улавливается и передается в провода, таким образом генерируя постоянный электрический ток (DC).После генерации постоянного электрического тока он затем преобразуется в переменный ток, обычно с помощью инверторов, так что он будет распределен по электросети.

Накопление энергии и эффективность

Системы

CSP способны накапливать энергию за счет использования технологий аккумулирования тепловой энергии (TES). В результате они могут использовать его в то время, когда солнечного света мало или нет, например, в пасмурные дни или в ночное время, для выработки электроэнергии. Благодаря способности CSP накапливать энергию, проникновение солнечной тепловой технологии в энергетику увеличивается, поскольку она помогает преодолевать проблемы с нарушениями.

Между тем фотоэлектрические системы не способны производить или хранить тепловую энергию, поскольку они используют прямой солнечный свет вместо солнечного тепла. Кроме того, накопление электроэнергии (например, в батареях) также нелегко, особенно при больших уровнях мощности.

Из этого становится ясно, что с точки зрения хранения энергии и эффективности технологии хранения тепловой энергии лучше, что делает системы CSP гораздо более привлекательным вариантом для крупномасштабного производства электроэнергии.Кроме того, поскольку системы CSP способны производить избыточную энергию и хранить ее для будущего использования, они могут помочь улучшить финансовые показатели, а также возможность совместного использования солнечной энергии и гибкость энергосети.

Обзор рынка: взгляд инвестора

Есть три основных фактора, которые энергетические рынки учитывают при выборе источников энергии: стоимость энергии, вспомогательные услуги и возможность распределения электроэнергии по запросу. Очевидно, что для инвесторов в энергетику наиболее важным вопросом является конкурентоспособная стоимость энергии.А поскольку фотоэлектрическая энергия намного дешевле, чем CSP, все больше и больше инвесторов в энергетику выбирают ее. Эта тенденция, когда инвесторы выбирают PV вместо CSP, будет продолжаться до тех пор, пока PV остается дешевле. И похоже, что это будет продолжаться, потому что фотоэлектрические панели недавно продемонстрировали большое падение цен — примерно на 30-40% всего за пару лет — и некоторые ожидают, что эти цены будут продолжать падать.

Что касается CSP, если эти системы хотят быть привлекательными для инвесторов, они должны найти способ продемонстрировать высокую производительность по всем трем параметрам.Потому что они могут быть более эффективными и способны хранить много энергии для будущего использования, но если они также будут стоить целое состояние, никто не захочет вкладывать в них деньги.

Помимо стоимости, участники энергетического рынка также сообщили, что фотоэлектрические системы намного проще построить. Их создание не требует больших затрат и не требует много времени. Это не похоже на CSP, потому что предприятиям CSP требуется больше места для крупномасштабных приложений, и они также имеют большие риски. Некоторые из этих рисков включают более высокие инвестиции, проблемы с тепловым дефицитом и охлаждение.

Статья по теме: Важнейшая солнечная статистика, которую нужно знать в 2019 году

Интеграция для увеличения проникновения солнечной энергии

Несмотря на то, что кажется, что фотоэлектрические установки предпочитают только потому, что они не так много стоят и их легче построить, сравнение между CSP и PV все равно останется предметом спора. Некоторые могут даже возразить, что пытаться решить, какой из них лучший выбор, бессмысленно, потому что в какой-то момент в будущем им, возможно, больше не придется соревноваться друг с другом.Они могут фактически объединиться и работать как одно целое, чтобы увеличить проникновение солнечной энергии в энергетику.

Фактически, согласно последним исследованиям Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии США, TES предположительно может увеличить проникновение солнечной или ветровой энергии — которые являются временными технологиями использования возобновляемых источников энергии — в электроэнергетику. Это означает, что CSP, наряду с возможностями хранения тепловой энергии, может использоваться в качестве дополнительного решения для решения проблем прерывистости других технологий возобновляемой энергии, таких как солнечные фотоэлектрические установки и ветряные турбины.Обе эти технологии сильно зависят от условий окружающей среды, которые непредсказуемы и нестабильны, поэтому их надежность как решений для выработки электроэнергии довольно ограничена. К счастью, CSP и TES могли бы решить эту проблему.

Так действительно ли CSP конкурирует с PV?

Со всеми этими сравнениями между Concentrated Solar Power и Photovoltaic, можно было бы подумать, что эти два конкурируют друг с другом. На первый взгляд, это имеет смысл сделать такой вывод, потому что, в конце концов, CSP и PV — это два типа технологий, которые использует солнечная энергетика.Однако, если вы присмотритесь, вы поймете, что CSP на самом деле не конкурирует с PV. Вместо этого он конкурирует с природным газом.

Как мы уже установили ранее, CSP производит электричество, используя в первую очередь солнечное тепло. Это сделало бы эту технологию термической, и поэтому мы можем сказать, что в действительности CSP фактически конкурирует с другими источниками энергии, которые являются тепловыми по своей природе. Примеров тому множество, но источник энергии, с которым CSP действительно борется, — это природный газ.

CSP в сравнении с природным газом

Причина, по которой CSP конкурирует с природным газом, заключается просто в том, что они оба являются диспетчерскими. Поскольку CSP поглощает солнечное тепло для выработки электроэнергии, его можно отправлять, когда это необходимо. Точно так же природный газ может быть извлечен из скважин природного газа или сырой нефти, а затем сохранен на перерабатывающих предприятиях для использования для выработки энергии. По сути, и CSP, и природный газ являются привлекательными формами производства энергии из-за их способности к диспетчеризации.Но, к сожалению, предпочтение отдается природному газу просто из-за его доступной цены.

И тот факт, что предпочтение отдается природному газу, создает для всех нас большую проблему. Начнем с того, что природный газ небезопасен для окружающей среды — как и другие ископаемые виды топлива. Это правда, что природный газ выделяет меньше выбросов при выработке электроэнергии, чем уголь, но метан все же просачивается во время бурения и транспортировки. А метан — это парниковый газ, который в 20 раз сильнее углекислого газа.Другими словами, природный газ может буквально убивать людей и животных.

Еще одним недостатком природного газа является то, что у него непостоянные расходы на топливо. Его цены непредсказуемы. Сейчас они могут выглядеть разумно, но со временем, когда ресурсы иссякнут, эти цены обязательно вырастут. И это не хорошие новости.

Короче говоря, и CSP, и природный газ обладают одинаковыми желательными характеристиками: возможность диспетчеризации по запросу. И хотя между этими двумя вариантами CSP является более безопасным и лучшим вариантом, природный газ по-прежнему выигрывает, потому что его цены намного доступнее, чем у CSP.Вот почему, если CSP стремится быть привлекательным вариантом производства электроэнергии, она должна конкурировать с природным газом и в конечном итоге победить.

Проекты CSP и PV

Итак, теперь, когда мы уже знаем, что у CSP и PV есть свои преимущества и недостатки, нас больше не должно удивлять, что существует множество проектов для этих двух. Вот некоторые из самых популярных и крупнейших проектов CSP и PV:

Проекты CSP

Солнечная электростанция в Варзазате

Солнечная электростанция Уарзазат (OSPS), также называемая Нурской электростанцией, представляет собой комплекс солнечной энергии, расположенный в регионе Драа-Тафилалет в Марокко.Обладая установленной мощностью 510 МВт, это крупнейшая в мире солнечная электростанция. И, как будто это число недостаточно велико, Марокканское агентство по солнечной энергии дополнило дополнительную фотоэлектрическую систему мощностью 72 МВт, чтобы позволить электростанции производить 582 МВт на пике. Ожидается, что общая стоимость этого проекта составит около 9 миллиардов долларов.

Солнечная электростанция Иванпа

Солнечная электрическая генерирующая система Ivanpah — это концентрированная солнечная тепловая установка, расположенная в пустыне Мохаве в Соединенных Штатах.Общая мощность станции составляет 392 МВт, и на ней установлено 173 500 гелиостатов, каждый с двумя зеркалами, фокусирующими солнечную энергию на котлах, расположенных на трех централизованных солнечных электростанциях. По установленной мощности это одна из крупнейших в мире солнечных тепловых электростанций.

Системы производства солнечной энергии

Солнечные энергогенерирующие системы (SEGS) состоят из девяти солнечных электростанций в пустыне Мохаве в Калифорнии, где уровень инсоляции является одним из лучших в Соединенных Штатах.Изначально планировалось построить десятый завод. Но девелопер, Luz Industries, объявил о банкротстве в 1992 году, потому что не смог обеспечить финансирование строительства. Суммарная мощность всех девяти солнечных электростанций составляет 354 МВт, что делает SEGS одним из крупнейших в мире предприятий по производству солнечной тепловой энергии.

Фотоэлектрические проекты

Парк солнечной энергии плотины Лунъянся

Плотина Longyangxia — это бетонная арочно-гравитационная плотина, которая изначально была построена для производства гидроэлектроэнергии, ирригации, борьбы с обледенением и борьбы с наводнениями.Однако в 2013 году была построена солнечная фотоэлектрическая станция, и эта станция, получившая название «Парк солнечной энергии на плотине Лунъянся», была завершена в 2015 году. Завершенный парк солнечной энергии имеет установленную мощность 850 МВт, что позволяет генерировать около 200 000 домохозяйств. С такой установленной мощностью солнечный парк на плотине Longyangxia считается крупнейшим в мире фотоэлектрическим проектом.

Солнечная звезда

Solar Star — солнечная фотоэлектрическая электростанция, расположенная в Розамонд, Калифорния. Он управляется и обслуживается SunPower Services, и он использует около 1.7 миллионов солнечных панелей, расположенных на общей площади 3200 акров. Эти солнечные панели представляют собой мощные, высокоэффективные и дорогие модули из кристаллического кремния форм-фактора, которые устанавливаются на одноосные трекеры. Когда он был завершен еще в 2015 году, он считался крупнейшей в мире солнечной электростанцией с генерирующей мощностью 579 МВт.

Солнечная ферма Топаз

Солнечная ферма Topaz — это фотоэлектрическая электростанция, расположенная в округе Сан-Луис-Обиспо в Калифорнии.Этот проект обошелся примерно в 2,5 миллиарда долларов и включает 9 миллионов фотоэлектрических модулей CdTe, основанных на тонкопленочной технологии. Строительство для этого проекта началось в ноябре 2011 года и закончилось в ноябре 2014 года. С установленной мощностью 550 МВт солнечная ферма Topaz считается одной из крупнейших солнечных фотоэлектрических ферм в мире.

Статья по теме: 10 ведущих технологических достижений в солнечной индустрии

Заключение

В настоящее время в солнечной энергетике доминируют две технологии: концентрированная солнечная энергия (CSP) и фотоэлектрическая (PV).Эти двое могут быть похожи тем, что оба используют солнце для выработки энергии. Но помимо этого, они настолько разные, насколько это возможно.

Для начала, CSP использует солнечное излучение для нагрева жидкого вещества, которое затем будет использоваться для привода теплового двигателя и электрогенератора. Между тем, фотоэлектрические системы используют свет за счет «фотоэлектрического эффекта» — поглощения света, которое затем приводит к разрыву электронов — для генерации электрического тока.

У CSP и PV есть свои плюсы и минусы.С точки зрения хранения энергии и эффективности, CSP превосходит, поскольку он может хранить энергию с помощью технологий TES. С другой стороны, фотоэлектрические системы не способны производить или хранить тепловую энергию, поскольку они непосредственно вырабатывают электричество. Кроме того, трудно хранить электроэнергию.

Хотя CSP, очевидно, является более эффективным с точки зрения энергосбережения, это не означает, что это лучший вариант. В обоих случаях фотоэлектрическая энергия дешевле, поэтому инвесторы в энергетику более склонны использовать ее, чем CSP.Другими словами, несмотря на свои преимущества, CSP не пользуется популярностью.

Однако все эти дебаты — что лучше — бессмысленны, потому что им не нужно соревноваться друг с другом. На самом деле, мир станет лучше, если они будут работать вместе. Надеюсь, что однажды появится новая технология для солнечной энергии, и это будет гибрид этих двух.

Как бы то ни было, и CSP, и PV помогают в продвижении солнечной энергетики. Они оба сделали возможной солнечную энергию, и они будут причиной того, что солнечная энергия останется здесь надолго.

Рост популярности солнечной энергии связан с расширением связанных с ней технологий. В конце концов, как только люди осознают, что солнце можно использовать для выработки электроэнергии, они, по понятным причинам, найдут способы, как это сделать. И пока есть две технологии, которые используются в настоящее время для производства солнечной энергии. Это концентрированная солнечная энергия (CSP) и фотоэлектрическая (PV).

Источники:

Что такое концентрированная солнечная энергия (CSP)

Концентрированная солнечная энергия, также называемая концентрацией солнечной энергии, — это технология, в которой используются специальные отражатели для концентрации солнечной энергии на небольшой площади, известной как приемник.Ресивер собирает тепло и сохраняет его в виде газа, жидкости или даже твердых частиц. Вырабатываемое тепло можно мгновенно использовать для приведения в действие паровой турбины, вырабатывающей электричество, или накапливать для этого позже.

Поскольку концентрированная солнечная энергия использует тепловую энергию солнца, он называется источником солнечной тепловой энергии . Это контрастирует с его более известным солнечным братом, солнечными панелями, которые вырабатывают энергию из солнечного света с помощью процесса, называемого солнечной фотоэлектрической системой.

Хотя высокая стоимость и технические проблемы ограничили внедрение этой технологии, похоже, что все меняется на фоне растущего интереса. Министерство энергетики работает над улучшением и продвижением CSP как жизнеспособного источника возобновляемой энергии, в то время как частные предприятия CSP, поддерживаемые Биллом Гейтсом, недавно добились определенных успехов.

Читайте дальше, чтобы узнать больше об этой многообещающей солнечной технологии.

Заинтересованы в солнечной энергии для вашего дома? Получите смету затрат и экономии

Какие существуют типы концентрированной солнечной энергии?

Все типы концентрированной солнечной энергии работают по одному и тому же принципу — используют концентрированную солнечную тепловую энергию для производства электроэнергии.Двумя наиболее распространенными применениями этой технологии являются системы параболических желобов и солнечные электростанции.

1. Параболические желоба

Солнечный комплекс в Марокко Уарзазат имеет 537 600 параболических зеркал, установленных на 19 200 солнечных коллекторах. Источник изображения: HeidelbergCement

Системы CSP с параболическим желобом — это тип системы линейного концентратора. Они получили свое название от больших коллекторов в форме желоба, изогнутых параболически, которые используются для концентрации солнечного света на линейной приемной трубе.

Линейная приемная трубка заполнена теплоносителем, который поглощает тепловую энергию (тепло) от сфокусированного солнечного света. Собранное тепло затем можно сразу использовать для запуска теплового двигателя, вырабатывающего электроэнергию, или накапливать его для выработки электроэнергии позже.

Среди множества различных типов CSP, системы с параболическим желобом считаются наиболее рентабельными в масштабе для коммунальных предприятий. По всему миру уже насчитывается более 100 электростанций, крупнейшая из которых — 580-мегаваттный (МВт) солнечный комплекс Нур Уарзазат в Марокко, изображенный выше.

2. Башня солнечной энергии

Башня с электроприводом: Тысячи зеркал отражают свет на блестящую часть на вершине башни, которая называется центральным приемником. Источник изображения: HelioSCSP

В солнечных электростанциях с опорными башнями высокая центральная башня окружена тысячами или даже десятками тысяч специальных плоских отражателей, известных как гелиостаты. Гелиостаты корректируют свое положение в зависимости от движения солнца, чтобы сфокусировать солнечное излучение на центральную точку фокусировки, известную как приемник.

Ресивер собирает тепловую энергию в накопителе, который обычно представляет собой расплавленную соль или воду, и тепло, которое приводит в действие турбину для производства электроэнергии.

Из-за своей уникальной конструкции и компонентов, силовые башни известны под несколькими разными названиями, включая солнечные башни, башни расплавленной соли или приемные электростанции.

Проекты, в которых используются солоприемники, обычно предусматривают накопление тепла, что означает, что собранная тепловая энергия может храниться в течение нескольких часов перед включением турбины.

Самая известная энергосистема — проект Иванпа, расположенный в пустыне Мохаве в Калифорнии. Ivanpah использует 173 500 гелиостатов и воду в качестве теплопоглощающего материала. Когда он открылся в 2014 году, это была крупнейшая в мире электростанция CSP с производственной мощностью 392 МВт. Между тем, крупнейшая в мире электростанция CSP с хранилищами — это генерирующая станция Solana Solana мощностью 280 МВт в Аризоне.

По состоянию на 2020 год таких заводов было 10, но в настоящее время строятся несколько проектов по всему миру.Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии (NREL) Министерства энергетики США считает, что эта технология в конечном итоге станет дешевле, чем станции, работающие на ископаемом топливе.

CSP другие типы

Вот некоторые другие, менее часто используемые типы технологий CSP:

Линейные отражатели Френеля

Подобно параболоцилиндрическим желобам, они также относятся к линейным концентраторам CSP. Они работают примерно так же — длинные ряды коллекторов концентрируют солнечный свет в поглотительной (приемной) трубе.Однако в линейных отражателях зеркала расположены волнообразно на земле и фокусируют их свет на трубу, обращенную вниз.

Слева: линейная система отражателя Френеля; Справа: система параболической тарелки. Изображения взяты из: Office of Energy Efficiency & Renewable Energy

Параболическая тарелка

В параболической тарельчатой ​​системе тарельчатый коллектор присоединен к ресиверу «два в одном» и тепловому двигателю, производящему электричество. Поскольку каждая отдельная тарелка производит электричество, параболические тарелки можно использовать в модульном режиме, в отличие от других типов CSP, которые обычно работают только как часть более крупной электростанции.

Сколько можно сэкономить, перейдя на солнечную батарею?

Использование CSP для сверхвысоких температур (новая технология, поддержанная Биллом Гейтсом)

В ноябре 2019 года секретная компания Heliogen сделала большое заявление. Компания, которую поддерживает миллиардер, основатель Microsoft Билл Гейтс, использовала Concentrating Solar Power для достижения рекордно высоких температур, превышающих 1800 градусов по Фаренгейту.

Прорыв был достигнут благодаря применению искусственного интеллекта (AI) к традиционной концепции силовой башни CSP.ИИ используется для оптимизации движений солнечных зеркал, которые, в свою очередь, обеспечивают повышенное количество выделяющего тепло усиленного (или концентрированного) солнечного света.

Сильно выделяемое тепло идеально подходит для отраслей, которые зависят от такого тепла, например для производства цемента, на которые приходится значительная доля глобальных выбросов углерода.

В марте 2021 года Heliogen объявила о первом коммерческом развертывании своей технологии: для питания большого рудника Rio Tinto в пустыне Мохаве в Калифорнии.

Предприятие Heliogen в Ланкастере, Калифорния. Источник изображения: WRAL TechWire

Сколько стоит концентрированная солнечная энергия?

Средняя стоимость концентрирования солнечной энергии составляет 0,182 доллара США или 18,2 цента за киловатт-час по состоянию на 2019 года, последний год, по которому доступны полные данные о затратах.

Здесь имеется в виду средняя приведенная стоимость энергии (LCOE) для производства электроэнергии в масштабе коммунального предприятия; Проще говоря, средние затраты электростанций на производство каждой единицы электроэнергии.

Стоимость

CSP в 2019 году (LCOE составляет 18,2 цента) на 47% ниже, чем его стоимость в 2010 году, когда его LCOE составляла 34,6 цента — впечатляющее снижение цены за десятилетие.

Тем не менее, источник энергии остается более дорогим, чем другие возобновляемые источники энергии, такие как гидроэлектроэнергия, солнечная фотоэлектрическая энергия и энергия ветра.

Инициатива Sunshot Министерства энергетики США, которая поддерживает новые технологии экологически чистой энергии, больше интересуется стоимостью CSP с хранением тепловой энергии. По их словам, стоимость базовой нагрузки CSP energy (т.е. CSP, который включает хранение более 12 часов) составлял 10,3 цента за киловатт-час в 2017 году. Sunshot Initiative надеется, что к 2030 году базовая стоимость CSP упадет до 5 центов за киловатт-час.

Каковы плюсы и минусы концентрированной солнечной энергии?

Вот таблица, в которой суммируются плюсы и минусы концентрированной солнечной энергии с кратким объяснением каждого из них:

Плюсы CSP

• Чистая энергия : Концентрированная солнечная энергия улавливает тепло от солнечного света, а затем использует его для производства электроэнергии.Во время процесса не образуются никакие выбросы. Одним из реальных побочных продуктов является отходящее тепло, но оно потенциально может быть использовано для таких целей, как опреснение воды.
• Накопление тепловой энергии : Системы CSP могут накапливать тепло в такой среде, как расплавленная соль или масло. Эта технология хранения является основным аргументом в пользу поставщиков услуг связи, поскольку она работает по более низкой цене, чем сопоставимые варианты литиевых батарей.
• Дополняет другие возобновляемые источники энергии : Накопление тепловой энергии означает, что CSP может служить в качестве управляемого источника энергии — обеспечивая электроэнергию, когда она наиболее необходима, например, во время вечерних пиковых нагрузок, — или даже в качестве источника питания базовой нагрузки, обеспечивающего стабильную мощность непрерывно.Это чрезвычайно ценный атрибут, учитывая непостоянство солнечных фотоэлектрических панелей (солнечных батарей) и энергии ветра, которые зависят от солнечного света и ветра для производства своей энергии.
• Промышленное тепло : Развивающейся областью является использование тепловой энергии CSP в теплоемких промышленных процессах. Есть надежда, что CSP и другие технологии солнечной энергии помогут вытеснить ископаемое топливо в таких секторах, как производство цемента и стали, где грязное ископаемое топливо в настоящее время является доминирующим источником энергии.NREL подготовил подробный отчет, исследующий эту тему.

Минусы CSP

• Более высокая стоимость : Из семи основных источников производства электроэнергии в масштабах коммунального предприятия CSP является самым дорогим. Министерство энергетики надеется снизить цену к 2030 году и сделать CSP конкурентоспособным с ископаемым топливом.
• Возможна только в больших масштабах : За исключением систем параболической тарелки CSP — технологии, которая еще не получила широкого распространения — системы CSP возможны только в масштабе коммунальных услуг.Это резко контрастирует с солнечными фотоэлектрическими батареями — солнечными батареями — которые легко применять, а также экономически эффективны даже на уровне отдельных домов.
• Экологические проблемы : Проекты CSP требуют большого количества воды для охлаждения, что может быть проблематичным, учитывая, что заводы CSP часто расположены в засушливых средах, таких как юго-запад Америки или Ближний Восток. Требования к земле также высоки, и земля, используемая для CSP, не может использоваться для каких-либо других целей.Также необходимо учитывать воздействие на местную дикую природу, особенно на птиц, которые могут быть сожжены, проходя через высококонцентрированный свет. Вы можете узнать больше о воздействии на окружающую среду здесь.

Можно ли использовать CSP для дома?

Нет, CSP не подходит для домашнего использования энергии .

Текущие приложения CSP находятся в масштабах коммунальных предприятий — крупных электростанций, строительство которых обходится в миллионы (или миллиарды) долларов и которые могут обеспечивать энергией тысячи домов.Кроме того, технологии CSP считаются дорогостоящим вариантом по сравнению с солнечными энергетическими системами, в которых используются фотоэлектрические солнечные панели или даже производство ископаемого топлива.

Если вы хотите использовать возобновляемые источники энергии для своего дома, ваш лучший вариант — рассмотреть солнечные панели на крыше . Это решение, получившее широкое распространение: в стране уже насчитывается более 2 миллионов жилых солнечных установок. Более того, благодаря щедрым стимулам для использования солнечной энергии и падению цен за последнее десятилетие, солнечные системы теперь во многих штатах предлагают быстрые периоды окупаемости от четырех до восьми лет.

Узнайте, стоят ли солнечные батареи того, чтобы получить оценку солнечной энергии с помощью нашего калькулятора ниже.

Узнайте, сколько стоят солнечные установки в вашем районе

Основные выводы

• Концентрирующая солнечная энергия (также известная как солнечная тепловая энергия) использует специальные отражатели для концентрации солнечного света, тепловая энергия которого используется для выработки электроэнергии.
• Наиболее распространенными типами электростанций CSP являются системы с параболическим желобом и силовые башни.
• Способность систем CSP накапливать энергию позволяет им преодолеть проблему прерывистости, главный недостаток других возобновляемых источников энергии.
• CSP по-прежнему дороже, чем другие возобновляемые источники энергии, хотя Министерство энергетики поддерживает усилия по снижению затрат.
• В отличие от фотоэлектрических солнечных панелей, CSP нельзя устанавливать на жилом уровне.

.