Концентрированная солнечная энергетика использует тепло Солнца для нагрева жидкостей, которые затем приводят в движение турбины, вырабатывающие электричество. Несмотря на перспективы, она уступает фотоэлектрическим и ветровым установкам из-за более высокой стоимости строительства и обслуживания. Однако у CSP есть важное преимущество: она позволяет эффективно и дешево накапливать энергию с помощью тепловых хранилищ, что обходится примерно в сто раз дешевле, чем использование литий-ионных аккумуляторов. Для повышения конкурентоспособности и безопасности CSP необходима разработка международных стандартов, регулирующих качество и надежность технологий.
Концентрированная солнечная энергия (CSP), или солнечная тепловая энергия, представляет собой возобновляемый источник энергии, основанный на использовании тепла Солнца, собранного фокусирующими зеркалами. Энергия от концентрированного солнечного света нагревает высокотемпературную жидкость в приемнике, которая затем поступает в теплообменник и, наконец, приводит в действие паровую или газовую турбину для производства электроэнергии. Несмотря на рост в начале 2000-х годов, рынок CSP не достиг ожидаемых масштабов. Хотя строительство новых электростанций продолжается, в основном в Китае, стоимость производства электроэнергии на них выше, чем у других возобновляемых источников, таких как солнечные фотоэлектрические установки и ветроэнергетика. Цена обусловлена сложностью и дороговизной строительства и обслуживания полей концентраторов в пустынных условиях.
Солнечная фотоэлектрическая энергетика, благодаря снижению стоимости солнечных панелей за последние 15 лет и простоте установки, вытеснила солнечную тепловую энергетику с рынка, говорят эксперты. Однако солнечная тепловая энергия обладает важным преимуществом: недорогое хранение энергии. Типичная система хранения тепла состоит из изолированных емкостей с горячей расплавленной солью, а также насосов и теплообменников. Подобные установки значительно экономичнее литий-ионных аккумуляторов, которые доминируют на рынке энергохранилищ. Несмотря на прогресс в области аккумуляторных технологий, тепловое хранение по-прежнему выигрывает по стоимости, будучи дешевле примерно в сто раз.
Для повышения конкурентоспособности технологии предлагается внедрять системы теплового хранения, способные стабилизировать энергосистему за счет выработки электроэнергии в пиковые часы и накопления энергии в периоды профицита. Комбинирование CSP с другими возобновляемыми источниками позволит создать масштабные энергохранилища, особенно в жарких странах.
Концентрированную солнечную энергию можно применять в отраслях, требующих больших энергозатрат на нагрев — нефтепереработке, химическом производстве, металлургии, производстве цемента и продуктов питания. Например, для изготовления цемента известняк и глину нагревают до 1450 °C, используя энергию ископаемого топлива — одного из основных источников углеродных выбросов. Ее можно заменить на концентрированную солнечную энергию, которая обеспечивает такие же высокие температуры. Кроме того, CSP находит применение в производстве солнечного топлива, интерес к которому растет.
С 2017 года Международная электротехническая комиссия разрабатывает стандарты для систем концентрированной солнечной энергии. Нормативы направлены на стабилизацию качества компонентов и установок, а также на снижение стоимости технологий CSP, что повышает их конкурентоспособность. Стандарты также обеспечивают безопасность и надежность систем CSP, используемых по всему миру. Станция CSP — это не просто электроустановка, а почти химический завод. Процесс задействует опасные материалы, которые нагреваются до очень высоких температур. Поэтому снижение рисков для работников и окружающей среды — одно из ключевых направлений работы.
