Năng lượng Mặt Trời tập trung

Năng lượng mặt trời tập trung (Concentrated solar power - CSP, nhiệt mặt trời tập trung) tạo ra năng lượng mặt trời bằng cách sử dụng gương hoặc thấu kính để tập trung một diện tích lớn ánh sáng mặt trời vào máy thu. Điện được tạo ra khi ánh sáng tập trung được chuyển đổi thành nhiệt (năng lượng nhiệt mặt trời), điều khiển động cơ nhiệt (thường là tua bin hơi) kết nối với máy phát điện hoặc cung cấp phản ứng nhiệt hóa. CSP có tổng công suất lắp đặt toàn cầu là 5.500 MW năm 2018, tăng từ 354 MW năm 2005. Tây Ban Nha chiếm gần một nửa công suất của thế giới, ở mức 2.300 MW, mặc dù không có công suất mới đi vào hoạt động thương mại trong nước kể từ năm 2013. Hoa Kỳ theo sau với 1.740 MW. Sự quan tâm cũng đáng chú ý ở Bắc Phi và Trung Đông, cũng như Ấn Độ và Trung Quốc. Thị trường toàn cầu ban đầu bị chi phối bởi các nhà máy sản xuất máng parabol, chiếm 90% các nhà máy CSP tại một thời điểm. Kể từ khoảng năm 2010, tháp điện trung tâm CSP đã được ưa chuộng trong các nhà máy mới do hoạt động ở nhiệt độ cao hơn (lên tới 565 C) so với máng (lên đến 400 C), hứa hẹn mang lại hiệu quả cao hơn. Trong số các dự án CSP lớn hơn có Nhà máy điện mặt trời Ivanpah (392 MW) tại Hoa Kỳ sử dụng công nghệ tháp năng lượng mặt trời mà không cần lưu trữ năng lượng nhiệt. Trong khu vực MENA, Trạm năng lượng mặt trời Ouarzazate đã trực tuyến ở Morocco vào năm 2017. Nó kết hợp máng và tháp trong ba phần với tổng công suất 510 MW với nhiều giờ dự trữ năng lượng. Morocco bắt đầu dự án CSP lớn thứ hai của mình tại Midelt như của giữa năm 2019, tại 800 MW, với 5 giờ lưu trữ năng lượng nhiệt hàng ngày, và kết hợp máng CSP và PV Nó được đấu giá vào giữa năm 2019 tại chỉ có $70/MWh thấp nhất giá CSP cho đến nay. Dự án DEWA tại Dubai, đang được xây dựng vào năm 2019, đã giữ kỷ lục thế giới về giá CSP thấp nhất trong năm 2017 ở mức $73/MWh cho dự án máng và tháp kết hợp 700 MW; phần máng 600 MW, phần tháp 100 MW với 15 giờ lưu trữ năng lượng nhiệt hàng ngày. Dhursar (125 MW) ở Ấn Độ sử dụng gương phản xạ Fresnel. Do cả hai đều sử dụng năng lượng của mặt trời, CSP thường được so sánh với năng lượng mặt trời quang điện (PV), có mức tăng trưởng lớn trong những năm gần đây do giá sản xuất panel và tăng trưởng mô đun giảm. Tuy nhiên, có những khác biệt sau đây. Kết quả là CSP đang ở trong một thị trường cạnh tranh chống lại khí đốt để tạo ra đỉnh điểm vào buổi tối, thay vì cạnh tranh với PV vào ban ngày CSP sử dụng một hình thức khác biệt so với PV, Chiếu xạ trực tiếp bình thường (DNI) được tìm thấy tốt nhất ở các vùng sa mạc, trong khi PV sử dụng Chiếu xạ ngang toàn cầu (GHI) phổ biến rộng rãi hơn trên toàn cầu, ngay cả ở vĩ độ cao hơn. Với tư cách là một nhà máy phát điện năng lượng nhiệt, CSP có nhiều điểm chung với các nhà máy nhiệt điện như than hoặc khí hoặc địa nhiệt. Một nhà máy CSP có thể kết hợp lưu trữ năng lượng nhiệt, dự trữ năng lượng dưới dạng nhiệt hợp lý hoặc dưới dạng nhiệt ẩn (ví dụ, sử dụng muối nóng chảy), cho phép các nhà máy này tiếp tục tạo ra điện bất cứ khi nào cần, ngày hay đêm. Làm cho này CSP một Dispatchable dạng năng lượng mặt trời. Năng lượng tái tạo có thể điều chỉnh được đặc biệt có giá trị ở những nơi đã có sự thâm nhập cao của quang điện (PV), chẳng hạn như California vì một cực đại buổi tối được tạo ra khi PV dốc xuống lúc hoàng hôn (một hiện tượng được gọi là đường cong vịt). ^ “Global Wind Atlas”. ^ “How CSP Works: Tower, Trough, Fresnel or Dish”. SolarPACES. ngày 12 tháng 6 năm 2018. Truy cập ngày 29 tháng 11 năm 2019. ^ Boerema, Nicholas; Morrison, Graham; Taylor, Robert; Rosengarten, Gary (ngày 1 tháng 11 năm 2013). “High temperature solar thermal central-receiver billboard design”. Solar Energy. 97: 356–368. Bibcode:2013SoEn...97..356B. doi:10.1016/j.solener.2013.09.008. ^ Law, Edward W.; Prasad, Abhnil A.; Kay, Merlinde; Taylor, Robert A. (ngày 1 tháng 10 năm 2014). “Direct normal irradiance forecasting and its application to concentrated solar thermal output forecasting – A review”. Solar Energy. 108: 287–307. Bibcode:2014SoEn..108..287L. doi:10.1016/j.solener.2014.07.008. ^ Law, Edward W.; Kay, Merlinde; Taylor, Robert A. (ngày 1 tháng 2 năm 2016). “Calculating the financial value of a concentrated solar thermal plant operated using direct normal irradiance forecasts”. Solar Energy. 125: 267–281. Bibcode:2016SoEn..125..267L. doi:10.1016/j.solener.2015.12.031. ^ “Sunshine to Petrol” (PDF). Sandia National Laboratories. Bản gốc (PDF) lưu trữ ngày 19 tháng 2 năm 2013. Truy cập ngày 11 tháng 4 năm 2013. ^ “Integrated Solar Thermochemical Reaction System”. U.S. Department of Energy. Truy cập ngày 11 tháng 4 năm 2013. ^ Matthew L. Wald (ngày 10 tháng 4 năm 2013). “New Solar Process Gets More Out of Natural Gas”. The New York Times. Truy cập ngày 11 tháng 4 năm 2013. ^ “Concentrated Solar Power increasing cumulative global capacity more than 11% to just under 5.5 GW in 2018”. Truy cập ngày 18 tháng 6 năm 2019. ^ Janet L. Sawin & Eric Martinot (ngày 29 tháng 9 năm 2011). “Renewables Bounced Back in 2010, Finds REN21 Global Report”. Renewable Energy World. Bản gốc lưu trữ ngày 2 tháng 11 năm 2011. ^ Kraemer, Susan (ngày 24 tháng 5 năm 2019). “Morocco Breaks New Record with 800 MW Midelt 1 CSP-PV at 7 Cents”. SolarPACES. Truy cập ngày 29 tháng 11 năm 2019. ^ Reuters (ngày 20 tháng 9 năm 2017). “ACWA Power scales up tower-trough design to set record-low CSP price”. New Energy Update / CSP Today. Truy cập ngày 29 tháng 11 năm 2019. ^ Morocco's Noor II Begins Synchronization to Grid, solar paces, ngày 14 tháng 1 năm 2018. ^ Dhursar, concentrating solar power (CSP) project, solar paces, ngày 14 tháng 1 năm 2019. ^ “As Concentrated Solar Power bids fall to record lows, prices seen diverging between different regions”. Truy cập ngày 23 tháng 2 năm 2018. ^ Chris Clarke. “Are Solar Power Towers Doomed in California?”. KCET. ^ “CSP Doesn't Compete With PV – it Competes with Gas”. Bản gốc lưu trữ ngày 22 tháng 9 năm 2022. Truy cập ngày 4 tháng 3 năm 2018. ^ “New Chance for US CSP? California Outlaws Gas-Fired Peaker Plants”. Truy cập ngày 23 tháng 2 năm 2018. ^ Deign, Jason (ngày 24 tháng 6 năm 2019). “Concentrated Solar Power Quietly Makes a Comeback”. www.greentechmedia.com.