Энерго эффективность

Тепло, выделяемое расплавленной солью, используется для создания пара, который приводит в действие электрогенерирующие турбины (фото: www.gettyimages.com)

Бизнес по созданию солнечных тепловых электростанций непрерывно растет. Огромные массивы зеркал в пустынях окружают двухсотметровые башни, внутри которых создаются мегаватты электроэнергии. Стоят такие энергоблоки недешево, но в перспективе они смогут конкурировать с ископаемым топливом, и все благодаря ключевому элементу - соли.

Ученые из маленькой лаборатории биотехнологического центра Emeryville в Сан-Франциско основали стартап Halotechnics, чтобы протестировать тысячи различных смесей расплавленных солей. Они ищут правильную комбинацию, которая позволит дешево и эффективно хранить солнечную тепловую энергию. Тепло позволит вырабатывать электроэнергию после захода солнца. Другими словами, солнечная электростанция будет работать в режиме 24/7.

Технология хранения расплавленной соли появилась в 90-х гг. прошлого века, когда филиал компании United Technologies разработал подобную систему для прототипа солнечной тепловой электростанции Solar Two, которая была построена по заказу Министерства энергетики США в пустыне Мохаве. Массивы зеркал, называемых гелиостатами, фокусируют лучи солнца на резервуаре с солью, которая плавится при высоких температурах. Тепло, выделяемое расплавленной солью, используется для создания пара, который приводит в действие электрогенерирующие турбины. Но так как цены на нефть упали во время президентства Клинтона, США отказались от крупномасштабного эксперимента, и технология хранения расплавленной соли оказалась ненужной.

"Эта технология содержала очень много инноваций", - говорит Марк Мехос, участник программы развития гелиоэнергетики Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии в Голден, США.

Сейчас соль снова становится популярной. Такие штаты как Калифорния дали "зеленый свет" большим гелиоэнергетическим проектам для удовлетворения амбициозных планов по переходу на возобновляемую энергию. Коммунальщики хотят получить в свое распоряжение эти электростанции для хранения солнечной энергии, поэтому они могут быть использованы для балансировки энергосистемы на базе ветровых электростанций. По оценкам аналитиков, к 2015 году рынок хранения солнечной энергии превысит 3,7 млрд. долл. США.

34-летний основатель и исполнительный директор Halotechnics Джастин Рад увидел возможность для развития высокодоходного бизнеса. Новоиспеченный доктор наук в машиностроении в 2009 году работал в Силиконовой Долине в компании Symyx, которая специализировалась на материаловедении.

"Я изучал способы хранения энергии из возобновляемых источников, и чем больше я читал о концентрированной солнечной энергии, тем больше понимал, что накопление энергии солнца вскоре сделает подобные системы дешевле, чем электростанции на базе ископаемого топлива", - говорит он.

Его идея заключается в следующем: разработать лучший вариант смеси расплавленной соли, которая будет хранить тепло при более высоких температурах, чтобы повысить производство электроэнергии, но в то же время будет оставаться жидкой при низких температурах, чтобы меньше энергии тратилось на то, чтобы помешать затвердеванию смеси. Рад получил грант в размере 1,5 млн. долл. от Министерства энергетики США еще в 2009 году. После этого она начал отбор 5000 различных комбинаций соли в компании Symyx. Немногим позже ученый основал Halotechnics частично благодаря инвестициям от Symyx и лицензии на свою интеллектуальную собственность. Стартап получил финансирование на 4,5 млн. долл. в виде грантов на научные исследования от правительства США.

"Мы разработали новое вещество на основе оксида, которое имеет гораздо более низкую вязкость и более низкую температуру плавления, чем другие материалы. Вы можете перекачивать его как жидкость и хранить в большой емкости, как в случае с расплавленной солью. Но это вещество сохраняет стабильность при гораздо более высокой температуре ".

В случае применения на электростанциях ископаемого топлива, для выработки пара, который приводит в движение турбины, требуется температура выше 1200 градусов Цельсия. Специалисты Halotechnics надеются создать смесь с меньшей температурой парообразования. Прототип энергетической системы компания планируется ввести в эксплуатацию в 2015 году.

В своей лаборатории специалисты Halotechnics продолжают анализировать почти 100 комбинаций соли в день. На данный момент они рассмотрели около 14000 вариантов. Лучшие образцы, как правило, содержат 60% нитрата натрия и 40% нитрата калия. Halotechnics собирается заменить 80% дорогостоящего нитрата калия недорогим и распространенным материалом.

Компания уже ведет предварительные переговоры о лицензировании своей технологии таким создателям солнечных тепловых электростанций, как eSolar, Sener и BrightSource Energy. Они надеются, что системы хранения энергии, позволят получить конкурентное преимущество над электростанциями на базе массивов фотоэлектрических панелей. В течение последних трех лет цена фотоэлектрических модулей снизилась на 75%, но системы хранения электроэнергии от солнечных батарей все еще остаются непомерно дорогостоящими.

Представители Halotechnics утверждают, что ее первый продукт, называемый Saltstream 565, будет, по крайней мере, на 20% дешевле, чем существующие системы хранения энергии, поскольку он использует менее дорогую соль для получения той же рабочей температуры - 565 градусов по Цельсию - как модули, которые используются компанией SolarReserve при строительстве солнечных тепловых электростанций. Halotechnics также подала патент на смеси соли, которые могут работать при температуре 700 градусов по Цельсию. Более высокие температуры означают, что в солнечных электростанциях могут применяться современные, наиболее эффективные турбины.

Energysafe.ru