A koncentrált naphőtechnológiának hála (concentrated solar thermal technology, CST) napkollektorok alkalmazásával a napenergia hő- vagy villamos energia előállítására hasznosítható. A folyamat egyszerű, bár nehéz sikeresen kivitelezni: a nagyméretű tükrök vagy lencsék a napfényt egy szűk, befogadónak nevezett területre fókuszálják. Ezeket a tükröket ebben a kontextusban napkollektoroknak nevezik, amelyek különböző formájúak, és mindegyiknek sajátos kialakítása és fókuszálási technikája van; lehetnek tányérrendszerek, napenergia-tornyok és parabolikus vályúk is. A technológia része a napkollektor fókuszpontjában található befogadó egység, amely a koncentrált napfényt elnyeli és hővé alakítja. A befogadó egység olyan hőátadó folyadékokat tartalmaz, mint az olvadt só vagy a magas hőmérsékletű olaj.

A CST-nek van néhány hátránya: az ideális vagy ahhoz közeli működéséhez kedvező éghajlatra van szükség, állandó napsütésre, és emellett drága. Most az ausztrál nemzeti tudományos ügynökség, a CSIRO (The Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation) kulcsfontosságú áttörést ért el a technológiában, ami nagyon is életképessé teheti azt az ország és talán az egész világ számára. A kutatóknak először sikerült elérni a vevőegységnél a döntő mérföldkőnek számító 803°C-os hőmérsékletet. „Ez azért jelentős, mert a szabadalmaztatott hőcserélőnkkel kombinálva lehetőséget teremt a megújuló energia nagyobb mértékű tárolására” – nyilatkozta dr. Jin-Soo Kim, aki az ügynökség napenergia-technológiákkal foglalkozó csoportját vezeti. „Ez a technológia kulcsfontosságú az alacsony költségű, megújuló energiához, mely az ausztrál nehézipar szén-dioxid-mentesítéséhez, illetve nagy léptékű előállításához szükséges. Több mint nyolc évnyi fejlesztést és több ezer munkaórát fektettünk abba, hogy ezt az eredményt elérjük.” A fejlesztés során a CST optimalizálása érdekében olyan kerámiarészecskéket használnak, amelyek több mint 1000°C-os hőmérsékletet is elviselnek. Ezek a részecskék egyszerűsítik a rendszert és csökkentik az energiaköltségeket azáltal, hogy a naphőt elnyelik és tárolják. Ez nagy előrelépés a hagyományos CST-gyakorlatokhoz képest, amelyeknél olyan hőátadó folyadékokat használnak, amelyek csak 400°C és 600°C közötti hőmérsékletet képesek elviselni. Az innováció mostantól Ausztráliának erős alternatívát kínálhat a sok szempontból korlátozott fotovoltaikus rendszerekkel szemben.

„A CST nem versenyez a fotovoltaikus napenergiával” – egészíti ki a fentieket Dominic Zaal, az ausztrál Solar Thermal Research Institute igazgatója. „A fotovoltaikus napenergia akkor ad energiát, amikor süt a nap, míg a CST energiát kap a napból, tárolja azt, majd lehetővé teszi a felhasználó számára, hogy akkor hasznosítsa ezt az energiát, amikor nem süt a nap, például éjszaka vagy felhős napokon.” Jelenleg 400 tükör alkotja a CSIRO Newcastle-i kísérleti rendszerét. Egy teljes körű rendszerhez azonban több mint 10 000 nagyobb tükörre lehet szükség. Ez lehetővé tenné, hogy a létesítmény egy 100 MW-os szénerőművel egyenértékű villamos energiát termeljen. Ami még jobb, hogy az új megoldás költséghatékony. Dominic Zaal szerint ez a fajta megújuló hőtechnológia öt éven belül tízéves távlatban térül majd meg, de 2035-re elérik, hogy akár négy-öt évnél rövidebb periódus is elegendő legyen ehhez.

Forrás: https://interestingengineering.com/innovation/australia-made-a-breakthrough-in-using-mirrors-to-generate-solar-power

Kép: astri.org.au