Войти
A Башня солнечной энергии концентрирование света через 10 000 зеркальных гелиостатов на площади тринадцать миллионов квадратных футов (1,21 км 
Глобальное прямое нормальное облучение. 
Три башни солнечной электростанции Иванпа 
Часть солнечного комплекса SEGS мощностью 354 МВт в северной части округа Сан-Бернардино, Калифорния 
Вид с высоты птичьего полета на Khi Solar One, Южная Африка Концентрированная солнечная энергия (CSP, также известная как концентрирующая солнечная энергия power, сконцентрированная солнечная тепловая ) системы генерируют солнечную энергию, используя зеркала или линзы для концентрации большой площади солнечного света на приемнике. Вырабатывается электричество когда концентрированный свет преобразуется в тепло (солнечная тепловая энергия ), которое приводит в действие тепловую машину (обычно паровую турбину ), подключенную к электрическому генератор или питает термохимический cal реакция.
Общая установленная мощность CSP в 2018 году составила 5 500 МВт по сравнению с 354 МВт в 2005 году. Испания обеспечивала почти половину мировая мощность составляет 2300 МВт, несмотря на то, что с 2013 года в стране не вводится в коммерческую эксплуатацию новых мощностей. За ними следуют Соединенные Штаты с 1740 МВт. Интерес также заметен в Северной Африке и на Ближнем Востоке, а также в Индии и Китае. Первоначально на мировом рынке доминировали установки с параболическим желобом, на долю которых приходилось 90% установок CSP в какой-то момент. Примерно с 2010 года центральная силовая опора CSP пользуется популярностью на новых предприятиях из-за ее более высоких рабочих температур - до 565 ° C (1049 ° F) по сравнению с максимальной температурой желоба в 400 ° C (752 ° F), что обещает большую эффективность.
Среди крупных проектов CSP - Ivanpah Solar Power Facility (392 МВт) в США, где используется технология солнечной электростанции. без накопления тепловой энергии, и солнечной электростанции в Уарзазате в Марокко, которая сочетает в себе технологии желоба и башни, в общей сложности 510 МВт с накоплением энергии в течение нескольких часов.
Как тепловая электростанция, CSP имеет больше общего с тепловыми электростанциями, такими как угольные, газовые или геотермальные. Установка CSP может включать накопитель тепловой энергии, который накапливает энергию либо в виде явного тепла, либо в виде скрытого тепла (например, используя расплавленную соль ), что позволяет этим установкам продолжать работу. для выработки электроэнергии, когда это необходимо, днем или ночью. Это делает CSP управляемой формой солнечной энергии. Управляемые возобновляемые источники энергии особенно ценны в местах, где уже наблюдается высокий уровень проникновения фотоэлектрической энергии (ФЭ), таких как Калифорния, потому что создается вечерний пик, когда ФЭ уменьшается на закате ( явление, называемое кривой утки ).
CSP, часто сравнивают с фотоэлектрическими солнечными (PV), поскольку они оба используют солнечную энергию. В то время как солнечные фотоэлектрические системы в последние годы испытали огромный рост из-за падения цен, Solar Рост CSP был медленным из-за технических трудностей и высоких цен. В 2017 году на долю CSP приходилось менее 2% установленной мощности солнечных электростанций во всем мире. Однако CSP может легче хранить энергию в ночное время, что делает его более конкурентоспособным с диспетчерские генераторы и станции базовой нагрузки.
Проект DEWA в Дубае, строящийся в 2019 году, установил мировой рекорд по самой низкой цене CSP в 2017 году - 73 доллара за МВтч для проекта комбинированного лотка и башни мощностью 700 МВт. : 600 МВт желоба, 100 МВт башни при 15 часах работы ежедневное накопление тепловой энергии. Тарифы CSP при базовой нагрузке в чрезвычайно засушливом регионе Атакама из Чили опустились ниже 5,0 фунтов стерлингов / кВтч на аукционах 2017 года.
Солнечная паровая машина для перекачки воды, около Лос-Анджелеса, около 1901 года Легенда гласит, что Архимед использовал «горящее стекло», чтобы сконцентрировать солнечный свет на вторгшийся римский флот и отбить их от Сиракуз. В 1973 году греческий ученый, доктор Иоаннис Саккас, интересовавшийся тем, мог ли Архимед действительно уничтожить римский флот в 212 году до нашей эры, выстроил в ряд почти 60 греческих моряков, каждый из которых держал продолговатое зеркало с наконечником, чтобы ловить солнечные лучи и направлять их на смолу. силуэт, покрытый фанерой, на расстоянии 49 м (160 футов). Корабль загорелся через несколько минут; однако историки продолжают сомневаться в истории Архимеда.
В 1866 году Огюст Мушу использовал параболический желоб для производства пара для первой солнечной паровой машины. Первый патент на солнечный коллектор был получен итальянцем Алессандро Батталья в Генуе, Италия, в 1886 году. В последующие годы заявители, такие как Джон Эрикссон и Франк Шуман, разработали концентрирующую солнечную энергию. -приборы для орошения, охлаждения и передвижения. В 1913 году Шуман завершил строительство параболической солнечной тепловой станции мощностью 55 лошадиных сил (41 кВт) в Маади, Египет, для орошения. Первая солнечная энергетическая установка с использованием зеркальной тарелки была построена доктором. Р. Х. Годдард, который уже был хорошо известен своими исследованиями ракет на жидком топливе и в 1929 году написал статью, в которой утверждал, что все предыдущие препятствия были устранены.
Профессор Джованни Франсиа (1911–1911 гг.) 1980) спроектировал и построил первую электростанцию концентрированной солнечной энергии, которая была введена в эксплуатацию в Сант'Иларио, недалеко от Генуи, Италия, в 1968 году. Эта электростанция имела архитектуру сегодняшних башенных электростанций с солнечным приемником в центре солнечного поля коллекционеры. Установка могла производить 1 МВт с перегретым паром при 100 бар и 500 ° C. Башня мощностью 10 МВт Solar One была разработана в Южной Калифорнии в 1981 году. Solar One была преобразована в Solar Two в 1995 году, в результате чего была реализована новая конструкция с расплавленным солевую смесь (60% нитрата натрия, 40% нитрата калия) в качестве рабочего тела приемника и в качестве накопителя. Подход с использованием расплавленной соли оказался эффективным, и Solar Two успешно эксплуатировалась до тех пор, пока не была выведена из эксплуатации в 1999 году. Технология параболического желоба близлежащей Системы генерации солнечной энергии (SEGS), начатая в 1984 году, была более работоспособной. SEGS мощностью 354 МВт была крупнейшей солнечной электростанцией в мире до 2014 года.
Никакой коммерческой концентрированной солнечной энергии не строилось с 1990 года, когда SEGS был завершен, до 2006 года, когда система компактный линейный рефлектор Френеля на электростанции Лидделл в Австралии. Несколько других станций были построены с этой конструкцией, хотя в 2009 году была открыта Кимберлинская солнечная тепловая электростанция мощностью 5 МВт.
В 2007 году была построена станция Nevada Solar One мощностью 75 МВт, конструкция лотка и первая крупный завод начиная с SEGS. В период с 2009 по 2013 год Испания построила более 40 систем параболических желобов, стандартизированных в блоках мощностью 50 МВт.
Благодаря успеху Solar Two в 2011 году в Испании была построена коммерческая электростанция под названием Solar Tres Power Tower, позже переименованная в Gemasolar Thermosolar Plant. Результаты Gemasolar проложили путь для других растений этого типа. Солнечная электростанция Иванпа была построена в то же время, но без аккумулирования тепла, с использованием природного газа для подогрева воды каждое утро.
Большинство концентрированных солнечных электростанций используют конструкцию параболического желоба вместо силовой башни или систем Френеля. Также были вариации систем параболических желобов, таких как интегрированный комбинированный цикл солнечной энергии (ISCC), который объединяет желоба и традиционные тепловые системы на ископаемом топливе.
CSP изначально рассматривался как конкурент фотоэлектрической энергии, и Ivanpah был построен без накопителя энергии, хотя Solar Two предусматривал несколько часов накопления тепла. К 2015 году цены на фотоэлектрические станции упали, и коммерческая фотоэлектрическая энергия продавалась за ⁄ 3 недавних контрактов CSP. Однако все чаще CSP предлагали хранить от 3 до 12 часов тепловой энергии, что сделало CSP управляемой формой солнечной энергии. Таким образом, он все чаще рассматривается как конкурирующий с природным газом и фотоэлектрическими батареями за гибкую управляемую мощность.
CSP используется для производства электроэнергии (иногда называемой солнечным термоэлектричеством, обычно вырабатываемой с помощью пара ). В системах концентрированной солнечной энергии используются зеркала или линзы с системами слежения для фокусировки большой площади солнечного света на небольшой площади. Концентрированный свет затем используется в качестве тепла или источника тепла для обычной электростанции (солнечное термоэлектричество). Солнечные концентраторы, используемые в системах CSP, часто также могут использоваться для обеспечения промышленного нагрева или охлаждения, например, в солнечном кондиционировании воздуха.
Концентрационные технологии существуют четырех оптических типов, а именно: параболический желоб, тарелка, концентрирующий линейный отражатель Френеля и мачта солнечной энергии. Параболический желоб и концентрирующие линейные отражатели Френеля классифицируются как типы коллектора с линейным фокусом, тарелки и солнечные башни как типа точечного фокусирования. Коллекторы с линейной фокусировкой достигают средней концентрации (50 солнц и более), а коллекторы точечной фокусировки достигают высокой концентрации (более 500 солнц) факторов. Хотя эти солнечные концентраторы просты, они довольно далеки от теоретической максимальной концентрации. Например, концентрация в параболическом желобе дает примерно ⁄ 3 теоретического максимума для расчетного угла приема, то есть для тех же общих допусков для системы. Приближение к теоретическому максимуму может быть достигнуто за счет использования более сложных концентраторов на основе оптики без формирования изображений.
Различные типы концентраторов дают разные пиковые температуры и, соответственно, разную термодинамическую эффективность из-за различий в способах, которыми они отслеживают солнце и фокусируют свет.. Новые инновации в технологии CSP приводят к тому, что системы становятся все более и более рентабельными.
Параболический желоб на заводе около озера Харпер, Калифорния Параболический желоб состоит из линейного параболического отражателя который концентрирует свет на приемнике, расположенном вдоль фокальной линии отражателя. Приемник представляет собой трубку, расположенную на продольной фокальной линии параболического зеркала и заполненную рабочей жидкостью. Рефлектор следует за солнцем в дневное время, отслеживая его по одной оси. рабочая жидкость (например, расплав соли ) нагревается до 150–350 ° C (302–662 ° F) по мере прохождения через приемник, а затем используется в качестве источника тепла для система выработки электроэнергии. Системы желоба являются наиболее развитой технологией CSP. Установки Solar Energy Generating Systems (SEGS) в Калифорнии, первые в мире коммерческие установки с параболическим желобом, Acciona Nevada Solar One около Боулдер-Сити, Невада и Andasol, первая в Европе коммерческая установка с параболическим желобом, является репрезентативной, наряду с испытательными установками SSPS-DCS Plataforma Solar de Almería в Испании.
Конструкция включает солнечную тепловую систему внутри теплицы. Теплица создает защищенную среду, способную противостоять элементам, которые могут отрицательно повлиять на надежность и эффективность солнечной тепловой системы. Легкие изогнутые зеркала, отражающие солнечные лучи, подвешены к потолку теплицы на проволоке. Одноосная система слежения позиционирует зеркала таким образом, чтобы получать оптимальное количество солнечного света. Зеркала концентрируют солнечный свет и фокусируют его на сети стационарных стальных труб, также подвешенных к конструкции теплицы. Вода проходит по всей длине трубы, которая кипятится для образования пара при воздействии интенсивного солнечного излучения. Защита зеркал от ветра позволяет им достигать более высоких температур и предотвращает скопление пыли на зеркалах.
GlassPoint Solar, компания, создавшая дизайн закрытого желоба, заявляет, что ее технология может производить тепло в течение Повышенная нефтеотдача (EOR) по цене около 5 долларов за 290 кВтч (1000000 БТЕ) в солнечных регионах по сравнению с 10-12 долларами для других традиционных солнечных тепловых технологий.
Ashalim Электростанция, Израиль, завершается строительство самой высокой солнечной башни в мире. Он концентрирует свет от более чем 50 000 гелиостатов. 
Солнечная электростанция PS10 в Андалусии, Испания, концентрирует солнечный свет с поля гелиостатов на центральном мачта солнечной энергии.мачта солнечной энергии состоит из массива двухосных рефлекторов слежения (гелиостатов ), которые концентрируют солнечный свет на центральном приемнике на вершине мачты; Ресивер содержит теплоноситель, который может состоять из водяного пара или расплавленной соли. Оптически башня солнечной энергии такая же, как круглый рефлектор Френеля. Рабочая жидкость в приемнике нагревается до 500–1000 ° C (773–1 273 K или 932–1 832 ° F), а затем используется в качестве источника тепла для выработки электроэнергии или системы накопления энергии. Преимущество солнечной башни в том, что вместо всей башни можно регулировать отражатели. Разработка Power Tower менее продвинута, чем системы с лотками, но они предлагают более высокую эффективность и лучшие возможности хранения энергии. Beam вниз применения башни также возможно с гелиостатами для нагрева рабочей жидкости.
The Solar Two в Дэггет, Калифорния и CESA-1 в Plataforma Solar de Almeria Альмерия, Испания, являются наиболее представительными демонстрационными заводами. Planta Solar 10 (PS10) в Санлукар-ла-Майор, Испания, является первой коммерческой солнечной электростанцией в мире. Солнечная электростанция Иванпа мощностью 377 МВт, расположенная в пустыне Мохаве, является крупнейшим объектом CSP в мире и использует три опорные башни. Ivanpah произвел только 0,652 ТВтч (63%) своей энергии за счет солнечной энергии, а остальные 0,388 ТВтч (37%) были произведены за счет сжигания природного газа.
отражателей Френеля сделаны из множество тонких плоских зеркальных полос для концентрации солнечного света на трубках, по которым перекачивается рабочая жидкость. Плоские зеркала обеспечивают большую отражающую поверхность на том же пространстве, чем параболические отражатели, таким образом улавливая больше доступного солнечного света, и они намного дешевле параболических отражателей. Отражатели Френеля могут использоваться в CSP различного размера.
Отражатели Френеля иногда рассматриваются как технология с худшей выходной мощностью, чем другие методы. Экономическая эффективность этой модели - вот что заставляет некоторых использовать ее вместо других с более высокими показателями производительности. Некоторые новые модели отражателей Френеля с возможностью трассировки лучей начали испытываться, и изначально было доказано, что они дают более высокую производительность, чем стандартная версия.
Блюдо Стирлинга Блюдо Стирлинга или блюдо Система двигателя состоит из автономного параболического рефлектора, который концентрирует свет на приемнике, расположенном в фокусной точке рефлектора. Рефлектор отслеживает Солнце по двум осям. Рабочая жидкость в приемнике нагревается до 250–700 ° C (482–1292 ° F), а затем используется двигателем Стирлинга для выработки энергии. Системы параболической тарелки обеспечивают высокий КПД преобразования солнечной энергии в электрическую (от 31% до 32%), а их модульный характер обеспечивает масштабируемость. Компании Stirling Energy Systems (SES), United Sun Systems (USS) и Science Applications International Corporation (SAIC) находятся в UNLV, и Австралийский национальный университет Big Dish в Канберре, Австралия, являются представителями этой технологии. Мировой рекорд по КПД от солнечной к электрическому был установлен на уровне 31,25% с помощью тарелок SES на Национальном испытательном центре солнечной тепловой энергии (NSTTF) в Нью-Мексико 31 января 2008 года, в холодный ясный день. По словам разработчика, шведской фирмы, в 2015 году ее система Dish Sterling, тестируемая в пустыне Калахари в Южной Африке, показала эффективность 34%. Электростанция SES в Марикопе, Феникс, была крупнейшей в мире энергетической установкой Stirling Dish, пока не была продана United Sun Systems. Впоследствии большие части установки были перемещены в Китай в связи с огромным спросом на энергию.
Солнечное тепло может быть использовано для получения пара, используемого для уменьшения вязкости тяжелой нефти и облегчения ее перекачивания. Солнечная энергетическая башня и параболические желоба могут использоваться для подачи пара, который используется напрямую, поэтому не требуются генераторы и не производится электричество. Увеличение нефтеотдачи с помощью солнечной энергии может продлить срок службы нефтяных месторождений с очень густой нефтью, которую в противном случае было бы экономически нецелесообразно перекачивать.
В установке CSP, которая включает хранение, солнечная энергия сначала используется для нагрева расплавленной соли или синтетического масла, которое хранится, обеспечивая тепловую / тепловую энергию при высокой температуре в изолированных резервуарах. Позже горячая расплавленная соль (или масло) используется в парогенераторе для производства пара для выработки электроэнергии с помощью парового турбогенератора в соответствии с требованиями. Таким образом, солнечная энергия, доступная только при дневном свете, используется для круглосуточного производства электроэнергии по запросу в качестве нагрузки, следующей за электростанцией или солнечной электростанцией. Емкость аккумулирования тепла указывается в часах выработки электроэнергии на паспортной табличке. В отличие от солнечных фотоэлектрических систем или CSP без накопителей, производство энергии с помощью солнечных тепловых аккумуляторов управляемо и самоустойчиво аналогично угольным / газовым электростанциям, но без загрязнения. ЦЭУ с накопителями тепловой энергии также могут использоваться в качестве когенерационных станций для круглосуточного снабжения электроэнергией и технологическим паром. По состоянию на декабрь 2018 года стоимость генерации CSP с теплоаккумулирующими установками варьировалась от 5 центов евро / кВтч до 7 центов евро / кВтч в зависимости от хорошей или средней солнечной радиации, получаемой в месте. В отличие от солнечных фотоэлектрических установок, CSP с теплоаккумулирующими установками также можно экономично использовать круглосуточно для производства только технологического пара, заменяя загрязняющие вещества, выделяющие ископаемое топливо. Установка CSP также может быть интегрирована с солнечными фотоэлектрическими батареями для лучшей синергии.
CSP с системами хранения тепла также доступны с использованием цикла Брайтона с воздухом вместо пара для выработки электроэнергии и / или пара вокруг Часы. Эти установки CSP оснащены газовой турбиной для выработки электроэнергии. Они также имеют небольшую мощность (потребности <0.4 MW) with flexibility to install in few acres area. Waste heat from the power plant can also be used for process steam generation and HVAC. Если доступность земли не является ограничением, можно установить любое количество этих модулей мощностью до 1000 МВт с RAMS и экономическим преимуществом, поскольку Стоимость этих блоков на МВт ниже, чем у более крупных солнечных тепловых станций.
Круглосуточное централизованное централизованное теплоснабжение также возможно с Концентрированными солнечными тепловыми электростанциями.
| Страна | Всего | Добавлен |
|---|---|---|
| Испания | 2300 | 0 |
| США | 1738 | 0 |
| Южная Африка | 400 | 100 |
| Марокко | 380 | 200 |
| Индия | 225 | 0 |
| Китай | 210 | 200 |
| Объединенные Арабские Эмираты | 100 | 0 |
| Саудовская Аравия | 50 | 50 |
| Алжир | 25 | 0 |
| Египет | 20 | 0 |
| Австралия | 12 | 0 |
| Таиланд | 5 | 0 |
| Источник: REN21 Отчет о состоянии в мире, 2017 и 2018 гг. | ||
Коммерческое развертывание установок CSP началось в 1984 году в США с установок SEGS. Последний завод SEGS был построен в 1990 году. С 1991 по 2005 год ни один завод CSP не строился нигде в мире. Глобальная установленная емкость CSP увеличилась почти в десять раз в период с 2004 по 2013 год и росла в среднем на 50 процентов в год в течение последних пяти из этих лет. В 2013 году мировая установленная мощность увеличилась на 36% или почти на 0,9 гигаватт (ГВт) до более чем 3,4 ГВт. Испания и США оставались мировыми лидерами, в то время как количество стран с установленными CSP росло, но быстрое снижение цен на фотоэлектрические солнечные панели, изменения политики и глобальный финансовый кризис остановились наибольшее развитие в этих странах. 2014 год был лучшим годом для CSP, но за ним последовал стремительный спад: в 2016 году в мире было построено только одно крупное предприятие. В 2017 году наблюдается заметная тенденция в сторону развивающихся стран и регионов с высоким уровнем солнечной радиации, где строится несколько крупных заводов. 71>
CSP также все больше конкурирует с более дешевой фотоэлектрической солнечной энергией и с концентраторами фотоэлектрических (CPV), быстрорастущей технологией, которая, как и CSP, лучше всего подходит для регионов. высокой солнечной инсоляции. Кроме того, недавно была предложена новая солнечная гибридная система CPV / CSP.
| год | 1984 | 1985 | 1989 | 1990 | 1991-2005 | 2006 | 2007 | 2008 | 2009 | 2010 | 2011 | 2012 | 2013 | 2014 | 2015 | 2016 | 2017 | 2018 | 2019 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Установлено | 14 | 60 | 200 | 80 | 0 | 1 | 74 | 55 | 179 | 307 | 629 | 803 | 872 | 925 | 420 | 110 | 100 | 550 | 381 |
| Накопительное | 14 | 74 | 274 | 354 | 354 | 355 | 429 | 484 | 663 | 969 | 1,598 | 2,553 | 3,425 | 4,335 | 4,705 | 4,815 | 4,915 | 5,465 | 6,451 |
| Источники: REN21 ·CSP-world.com ·IRENA ·HeliosCSP | |||||||||||||||||||
Эффективность концентрирующей солнечной энергосистемы будет зависеть от технологии, используемой для преобразования энергии. преобразование солнечной энергии в электрическую, рабочую температуру приемника и отвод тепла, тепловые потери в системе и наличие или отсутствие других системных потерь; Помимо эффективности преобразования, оптическая система, концентрирующая солнечный свет, также добавляет дополнительные потери.
В реальных системах заявлен максимальный КПД преобразования 23–35% для систем типа «силовая башня», работающих при температурах от 250 до 565 ° C, с более высоким значением КПД, предполагающим турбину с комбинированным циклом. Системы Блюдо-Стирлинга, работающие при температурах 550-750 ° C, заявляют о КПД около 30%. Из-за различий в падении солнечного света в течение дня достигаемая средняя эффективность преобразования не равна этим максимальным значениям, а чистая годовая эффективность преобразования солнечной энергии в электричество составляет 7-20% для пилотных систем с силовыми опорами и 12-25% для системы тарелок Стирлинга демонстрационного масштаба.
Максимальная эффективность преобразования любой тепловой системы в электрическую энергию определяется эффективностью Карно, которая представляет собой теоретический предел КПД, который может быть достигнут любой системой, установлен законами термодинамики. Реальные системы не достигают эффективности Карно.
Эффективность преобразования 
где 
, 
, 
соответственно входящий солнечный поток и потоки, поглощаемые и теряемые солнечным приемником системы.Эффективность преобразования 
Реальный КПД типичных двигателей достигает от 50% до не более 70% КПД Карно из-за таких потерь, как тепловые потери и парусность. в движущихся частях.
Для солнечного потока 
,
,Для простоты можно предположить, что потери являются только радиационными (справедливое предположение для высоких температур), таким образом, для область переизлучения A и коэффициент излучения 
Упрощение этих уравнений с учетом идеальной оптики (
График показывает, что общий КПД не увеличивается постоянно с увеличением температуры приемника. Хотя эффективность теплового двигателя (Карно) увеличивается с повышением температуры, эффективность приемника - нет. Напротив, эффективность приемника снижается, так как количество энергии, которое он не может поглотить (Q потерянный), растет в четвертой степени как функция температуры. Следовательно, существует максимально достижимая температура. Когда эффективность приемника равна нулю (синяя кривая на рисунке ниже), T max составляет:
Существует температура T opt, для которой эффективность максимальна, т.е. когда производная эффективности относительно температура приемника равна нулю:
Следовательно, это приводит нас к следующему уравнению:
Численное решение этого уравнения позволяет нам получить оптимальная температура процесса в соответствии с коэффициентом солнечной концентрации
| C | 500 | 1000 | 5000 | 10000 | 45000 (макс. Для Земли) |
|---|---|---|---|---|---|
| Tмакс | 1720 | 2050 | 3060 | 3640 | 5300 |
| Topt | 970 | 1100 | 1500 | 1720 | 2310 |
Помимо теоретической эффективности, реальный опыт CSP показывает 25-60% -ный дефицит прогнозируемого производства, значительная часть которого связана с практическими потерями цикла Карно, не включенными в приведенный выше анализ.
По состоянию на 2017 год новые электростанции CSP экономически конкурентоспособны с ископаемым топливом в некоторых регионах, таких как Чили, Австралия, а также на Ближнем Востоке и в Северной Африке (MENA). Натаниэль Буллард, аналитик Bloomberg New Energy Finance, подсчитал, что стоимость электричества на Ivanpah Solar Power Facility, проекте, заключенном в 2009 г. и завершенном в 2014 г. в Южной Калифорнии, будет ниже, чем стоимость электроэнергии из фотоэлектрическая энергия и примерно такая же, как от природного газа. Однако в связи с резким падением цен на фотоэлектрические элементы в ноябре 2011 года Google объявила, что не будет больше инвестировать в проекты CSP. Google инвестировал в BrightSource 168 миллионов долларов США. IRENA опубликовала в июне 2012 года серию исследований под названием «Анализ затрат на возобновляемые источники энергии». Исследование CSP показывает стоимость строительства и эксплуатации заводов CSP. Ожидается, что затраты снизятся, но установок для четкого определения кривой обучения недостаточно.
К 2012 г. было установлено 1,9 ГВт CSP, из которых 1,8 ГВт приходилось на параболический желоб. Министерство энергетики США публикует обновленный список электростанций CSP в Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии (NREL) по контракту с SolarPACES, международной сетью исследователей и представителей промышленности CSP. эксперты. As of 2017, there is 5 GW of CSP installed globally, with most of that in Spain at 2.3 GW, and the US at 1.3 GW.
At the 2016 Chile auction, SolarReserve bid $63/MWh (¢ 6.3/kWh) for 24-hour CSP power with no subsidies, competing with other types such as LNG gas turbines. In 2017, prices for both bids and signed contracts fell rapidly by 50% from 9.4 cents per kWh in May, to under 5 cents in October. In May, Dubai Electricity and Water (DEWA) received bids at 9.4 cents per kWh. In August DEWA signed a contract withСаудовская компания ACWA Power по цене 7,3 цента за кВтч. В сентябре SolarReserve подписала контракт на поставку вечернего пика в Южной Австралии по цене 6,1 цента за кВтч, что ниже цены на производство природного газа. В октябре 2017 года SolarReserve предложила участие в чилийском аукционе 2017 года по цене 5 центов за кВтч.
По состоянию на ноябрь 2017 года цены в регионе MENA (Ближний Восток и Северная Африка) составляли 7 центов за кВтч или ниже, согласно данным ACWA Power. За последние пять лет капитальные затраты снизились на 50%.
До 2012 года солнечно-тепловая генерация электроэнергии изначально имела право на оплату зеленых тарифов. (ст. 2 РД 661/2007), если мощность системы не превышает следующих лимитов:
Пределы мощности для различных типов систем пересматриваются каждый квартал во время анализа условий применения (статья 5 RD 1578/2008, Приложение III RD 1578 / 2008 г.). До окончания периода подачи заявок рыночные капитализации, указанные для каждого типа системы, публикуются на веб-сайте Министерства промышленности, туризма и торговли (статья 5 RD 1578/2008).
С 27 января 2012 г. Испания приостановила прием новых проектов по льготному тарифу. Принятые в настоящее время проекты не затронуты, за исключением того, что был принят 6% налог на зеленые тарифы, что фактически снизило зеленый тариф.
На федеральном уровне, в рамках Крупномасштабной цели по возобновляемым источникам энергии (LRET), действующей в соответствии с Законом об электроэнергии из возобновляемых источников 2000 года, крупномасштабное солнечное тепловое производство электроэнергии на аккредитованных электростанциях RET может иметь право создавать сертификаты крупномасштабной генерации (LGC). Эти сертификаты затем могут быть проданы и переданы ответственным лицам (обычно розничным торговцам электроэнергией) для выполнения своих обязательств по этой схеме торгуемых сертификатов. Однако, поскольку это законодательство технологически нейтрально в своей работе, оно имеет тенденцию отдавать предпочтение более устоявшимся технологиям возобновляемой энергии с более низкими нормированными затратами на генерацию, таким как крупномасштабный наземный ветер, а не солнечное тепло и CSP. На уровне штата законы о возобновляемых источниках энергии обычно ограничиваются максимальной производительностью в кВт / п, и открыты только для микро- или среднего производства, а в ряде случаев открыты только для солнечных фотоэлектрических систем (фотоэлектрические системы).) поколение. Это означает, что крупномасштабные проекты CSP не будут иметь права на оплату льготных льгот во многих юрисдикциях штатов и территорий.
По состоянию на 2018 год Китай предлагает стимулы для покупки произведенной электроэнергии на станциях CSP с теплоаккумулятором по FiT из RMB 1,5 за кВтч. В 2018 году было введено в эксплуатацию почти 215 МВт электростанций с теплоаккумулирующими установками, в результате чего общая установленная мощность составила 245 МВт.
В марте 2020 года SECI потребовала 5000 Тендеры на получение МВт, которые могут представлять собой комбинацию солнечной фотоэлектрической, солнечной тепловой энергии с накоплением и энергии на основе угля (минимум 51% из возобновляемых источников) для круглосуточной подачи электроэнергии с минимальной 80% годовой доступности.
Исследование, проведенное Greenpeace International, Европейской ассоциацией солнечной тепловой энергии и Международным энергетическим агентством Группа SolarPACES исследовала возможности и будущее концентрированной солнечной энергии. Исследование показало, что к 2050 году на концентрированную солнечную энергию может приходиться до 25% потребления энергии. Увеличение инвестиций в этот период составит с 2 миллиардов евро во всем мире до 92,5 миллиардов евро. Испания является лидером в области технологий концентрированной солнечной энергии: в разработке находится более 50 проектов, одобренных правительством. Кроме того, он экспортирует свои технологии, что еще больше увеличивает долю этой технологии в мировой энергетике. Эта технология лучше всего работает в областях с высокой инсоляцией (солнечной радиацией), эксперты прогнозируют рост в таких местах, как Африка, Мексика и юго-запад США. Это указывает на то, что системы хранения тепла на основе нитратов (кальция, калия, натрия,...) сделают установку CSP все более выгодно. В исследовании были изучены три различных результата для этой технологии: отсутствие возможностей роста CSP, продолжение инвестиций, как это было в Испании и США, и, наконец, истинный потенциал CSP без каких-либо препятствий для его роста. Результаты третьей части показаны в таблице ниже:
| Год | Годовой. Инвестиции | Совокупная. Мощность |
|---|---|---|
| 2015 | € 21 миллиард | 4755 МВт |
| 2050 | 174 миллиарда евро | 1,500,000 МВт |
Наконец, исследование подтвердило, насколько улучшаются технологии для CSP и как это может привести к резкому снижению цен к 2050 году. Он предсказал падение с диапазоном 0,23–0,15 евро / кВт · ч 0,14–0,10 евро / кВт · ч.
Европейский Союз рассматривал возможность разработки проекта стоимостью 400 млрд евро (774 доллара США). Сеть солнечных электростанций, базирующихся в регионе Сахара и использующих CSP, известную как Desertec, чтобы создать новую безуглеродную сеть, соединяющую Европу, Ближний Восток и Северную Африку ». План был поддержан в основном немецкими промышленниками и прогнозировал производство 15% электроэнергии в Европе к 2050 году. Марокко было основным партнером Desertec, и оно могло потребовать более чем достаточно энергии для всей страны с большим избытком энергии для доставки в Европу. Алжир имеет самую большую площадь пустыни, и частная алжирская фирма Cevital подписала контракт с Desertec. Благодаря своей обширной географической пустыне (самый высокий потенциал CSP в регионах Среднего Востока ~ 170 ТВтч / год). Более того, с обильными запасами природного газа в алжирской пустыне, это технический потенциал Алжира в приобретении гибридных электростанций для солнечной энергии и газа круглосуточного производства электроэнергии. Большинство участников прекратили работу в конце 2014 года.
Другие организации прогнозировали, что стоимость CSP к 2015 году составит 0,06 доллара / кВтч из-за повышения эффективности и массового производства оборудования. Это сделало бы CSP такой же дешевой, как обычная энергия. Такие инвесторы, как венчурный капиталист Винод Хосла ожидают, что CSP будет постоянно снижать затраты и фактически будет дешевле угольной энергетики после 2015 года.
В 2009 году ученые из Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии (NREL) объединилась для разработки изогнутых листов металла, которые могут быть на 30% дешевле, чем лучшие современные коллекторы концентрированной солнечной энергии. путем замены стеклянных моделей на серебряные полимерный лист, который имеет те же характеристики, что и тяжелые стеклянные зеркала, но при гораздо более низкой стоимости и весе. Его также намного проще установить. В глянцевой пленке используется несколько слоев полимеров с внутренним слоем из чистого серебра.
Разработчик телескопов Роджер Энджел (Университет Аризоны ) обратил свое внимание на CPV и является партнером компании Rehnu. Ангел использует сферическую концентрирующую линзу с технологией большого телескопа, но с гораздо более дешевыми материалами и механизмами, чтобы создать эффективные системы.
Опыт использования технологий CSP в 2014–2015 годах в Солане в Аризоне и Иванпе в Неваде указывает на крупное производство дефицитки электроэнергии от 25% до 40% в первые годы эксплуатации. Производители винят облака и ненастную погоду, но критики, похоже, считают, что это технологические проблемы. Эти проблемы заставляют коммунальные предприятия платить за оптовую электроэнергию и ставят под долгосрочную жизнеспособность технологии. Энергосбережение в сфере производства электроэнергии в масштабах коммунальных предприятий позволяет CSP ограничить будущее производство электроэнергии в масштабах коммунальных предприятий.
Китай демонстрирует общую мощность 5,3 ГВт с нагрузкой после электростанций CSP на 2022. К 2018 году приведенная стоимость электроэнергии (LCOE) от CSP с 15-часовым хранением в Китае снизилась до 0,1 доллара США / кВтч. Китай выразил уверенность в технологиях CSP для удовлетворения своих потребностей в энергии и взял на себя глобальное лидерство, чтобы сделать CSP коммерчески конкурентоспособным по сравнению с другими диспетчерскими поколениями. CSP с использованием тепла имеет явное преимущество в когенерации и нагревательных приложенийх (производство технолог пара и т. Д.), используя он может работать непрерывно с высокой эффективностью.
CSP используется не только для электричества. Исследователи исследуют солнечные тепловые реакторы для производства солнечного топлива, что сделает солнечную энергию полностью переносимой в будущем. Эти исследователи используют тепло CSP в качестве катализатора термохимии для солнечной энергии H 2 O, чтобы создать водород (H 2) из солнечной энергии без выбросов углерода. Разделив H 2 O и CO 2, другие широко используемые углеводороды - например, реактивное топливо, используемое для полетов коммерческих самолетов - также могут быть созданы с помощью солнечной энергии, а не из ископаемого топлива.
Было несколько предложений по очень большим солнечным электростанциям гигаваттного размера. Они включают евро-средиземноморское предложение Desertec и проект Helios в Греции (10 ГВт), которые сейчас отменены. Исследование 2003 г. пришло к выводу, что мир может генерировать 2 357 840 ТВт-ч каждый год на очень крупных солнечных электростанциях, использующих 1% каждой из пустынь мира. Общее потребление во всем мире составило 15 223 ТВтч / год (в 2003 г.). Проекты мощностью в гигаватт представляли собой массивы одиночных электростанций стандартного размера. В 2012 году BLM предоставил 97 921 069 акров (39 627 251 га) земли на юго-западе США для солнечных проектов, чего хватило бы на 10 000–20 000 ГВт. Самая крупная действующая электростанция - 510 МВт Солнечная электростанция Нур.
Места с наибольшей прямой освещенностью - сухие, на большой высоте и в тропиках. Эти места имеют более высокий потенциал для CSP, чем районы с меньшим солнцем.
Заброшенные карьеры, умеренные склоны холмов и впадины кратеров могут быть полезными в случае силовой башни CSP, поскольку силовая башня может быть использована на земле как единое целое с резервуаром для хранения расплавленной соли.
CSP имеет ряд экологических последствий, в частности, на водопользование, землепользование и использование материалов. Вода обычно используется для охлаждения и очистки зеркал. Чистящие средства (соляная кислота, серная кислота, азотная кислота, фтороводород, 1,1,1-трихлорэтан, ацетон и др.) Также используются для очистки поверхности полупроводников. В рамках некоторых проектов используются различные подходы к сокращению использования воды и чистящих средств, включая использование барьеров, антипригарных покрытий на зеркалах, систем водяного тумана и др.
Мертвая певчая птица сожжены в воздухе солнечной тепловой электростанцией Насекомые могут быть привлечены ярким светом, создаваемым концентрированной солнечной технологией, и в результате птицы, которые на них охотятся, могут быть убиты ожогами, если они пролетят рядом с точкой, где свет быть сосредоточенным. Это также может повлиять на хищников, которые охотятся на птиц. Оппоненты цитируют федеральных чиновников по охране дикой природы, которые называют башни Иванпа «мега ловушками» для диких животных.
Согласно строгим отчетам, за шесть месяцев было учтено 133 обожженных птицы. Если сфокусировать не более четырех зеркал на одном месте в воздухе во время ожидания на Проект солнечной энергии Полумесяца Дюны, за три месяца уровень смертности упал до нуля. За исключением США, случаев гибели птиц на заводах CSP не зарегистрировано.
Портал возобновляемой энергии 
Энергетический портал 
