몇 달 후에 Gen3 태양광을 제공할 열화학 에너지 저장 장치

게시일: 2023년 6월 1일 2023년 6월 1일글자Susan Kraemer

Gen3 CSP 공장 자체의 비용에 비해 열화학 저장장치와 수소 생산 반응기를 추가하면 공장 비용은 거의 증가하지 않지만 저장 기간이 크게 늘어나 부가가치가 훨씬 커졌습니다.

일반적으로 단순성은 낮은 비용과 동일합니다. 그러나 Gen3 집광형 태양광 발전(CSP)을 위한 다중 기술 열화학 에너지 저장 시스템의 창시자들은 그들의 복잡한 설계가 오늘날처럼 하루나 이틀 만이 아니라 필요할 때마다 태양 에너지를 전달할 수 있게 함으로써 비용을 낮출 수 있다고 주장합니다. 몇 주, 몇 달 후.

이 이중 열화학 에너지 저장 시스템은 미국 에너지부 Gen3 CSP 상을 수상한 Sandia가 뉴멕시코에 있는 헬리오스탯 테스트 센터에 건설 중인 고급 CSP 파일럿 플랜트와 짝을 이룰 것입니다.

최근 착공한 Sandia의 Gen3 파일럿은 고온 입자 저장소에 공급되는 자유 낙하 입자 수신기로 구성됩니다. 이 모래 같은 입자는 폐쇄형 Brayton 사이클 루프에서 작동하는 매우 효율적인 작동 유체인 초임계 CO2를 가열합니다.

어두워진 후에 전달하기 위해 오늘날의 상업용 CSP는 태양 에너지를 용융염에 저장합니다. 대신 Sandia의 Gen3 파일럿은 효율성을 높이기 위해 훨씬 더 높은 온도에서 안정성을 유지하는 입자를 사용합니다. 이는 일반적으로 8~10시간 동안 열 저장 장치를 통해 태양 에너지를 공급합니다.

그러나 Ellen Stechel 교수가 태양 열화학적 잠재력에 대한 엄격한 연구를 이끌고 있는 애리조나 주립 대학(ASU)의 새로운 연구에서는 한 쌍의 열화학적 산화환원 사이클을 추가하여 언제든지 에너지를 전달할 수 있는 LCOE를 낮출 수 있음을 보여주었습니다. 몇 달이 지나도 필요합니다.

ASU 보조 연구 과학자인 Alberto de la Calle는 "우리 시스템의 참신함은 일년 내내 파견 가능성을 보장하기 위해 세 가지 수준의 저장 공간을 제안한다는 것입니다."라고 설명했습니다.

De la Calle은 최근 SolarPACES 컨퍼런스에서 연중 보장된 배치 가능성을 위한 다단계 저장 시스템을 갖춘 고온 집중형 태양광 발전소에 대한 프레젠테이션 및 요약 기술 경제적 분석에서 새로운 개념의 개요를 공개했습니다.

아이디어는 매일 방전하는 열 에너지 저장 장치에 두 가지 수준의 열 에너지 저장 장치를 추가하는 것입니다. 하나는 최대 일주일 후에 그렇게 하고, 다른 하나는 필요한 날, 심지어 몇 달 후에 에너지를 공급하는 것입니다. 세 가지 기술 모두에 대해 서로 다른 방법으로 에너지를 저장하고 방출합니다. 그리고 각 유형별로 하나의 열 입력에만 의존하는 대신 다양한 충전 옵션이 있습니다.

일일 전기 공급은 오늘날의 상업용 CSP처럼 저장된 열을 소모하는 반면, 연구원들은 주간 및 계절별 열 에너지 저장 장치를 충전하는 독특한 접근 방식을 취합니다.

두 개의 추가 시스템은 시너지 효과가 있는 열화학 사이클 쌍을 중심으로 이루어지며, 하나는 화학적으로 장기간 열을 저장하고 다른 하나는 수소를 생산합니다.

열화학 에너지 저장 회로도 IMAGE@연중 파견 가능성을 보장하는 다단계 저장 시스템을 갖춘 고온 집광형 태양광 발전소의 기술 경제적 분석

Sandia Gen3 CSP의 기존 일일 스토리지(레벨 1). 입자는 "현명한" 열(당신이 느낄 수 있는 열)을 저장합니다. Gen3 열 에너지 저장 탱크의 뜨거운 입자는 수신기를 통해 떨어질 때 Sandia의 태양열 헬리오스탯 테스트 필드에서 집중된 태양 플럭스에 의해 가열됩니다. 열은 초임계 이산화탄소로 전달되어 s-CO2 터빈을 가동하여 전기를 생산합니다. 입자 저장 탱크는 하루 분량을 담을 수 있는 크기입니다.

주간 보관(레벨 2): 열화학 열에 보관 추가:지속적으로 순환하는 열화학 공정은 열에 의해 열적으로 환원되고(충전) 공기 중에서 산화되는(방전) 금속 산화물의 2단계 산화환원 사이클에서 열을 생성합니다.

"이 프로젝트의 목적 중 하나는 이 공정에 가장 적합한 금속 산화물이 무엇인지 찾는 것입니다. 우리는 이미 이러한 유형의 사이클에 사용된 페로브스카이트인 CaAl0.2Mn0.8O3를 테스트하기 시작했습니다"라고 de la Calle은 말했습니다. .