Concentrating solar power
Alle stroom voor Europa door zonnepanelen in de woestijn ? 
In Oman maakt men stoom voor de olieproductie in 36 kassen met CSP. Hierdoor worden ze beschermd tegen de weersomstandigheden in Oman, zoals harde winden en zandstormen.
169 spiegels voor biodiesel (2022)
De ETH pakt het weer anders aan. Ze gebruiken 169 spiegels om een reactievat te verwarmen. In dat vat komen water en pure CO2 samen. Door de hitte reageren deze tot waterstof en koolstofmonoxide. Dit gas wordt vervolgens naar de onderkant van de toren geleid waar een container staat die gas vloeibaar maakt. De vloeistof bestaat voor16 procent uit kerosine en 40 procent diesel. Deze vloeibare brandstoffen kun je vervolgens aftappen.
Heliogen kan dankzij het gebruik van artificiële intelligentie de spiegels perfect richten op een enkel doelwit. Daardoor kunnen ze 1000 oC bereiken en men wil naar 1500 oC. Dan is CO2 en H2 te splitsen en kan je brandstoffen maken.
De 1000 oC is te gebruiken bij zware industrie en bij de betonproductie.
De nieuwe opstellingen in 2019.
Prins Hassan van Jordanipredikte eind 2007 in Brussel een energierevolutie. Zonne-energie uit de woestijnen van Afrika en het
Midden-Oosten kan Europa van stroom voorzien. Het bedekken van 0,3 procent van de woestijnen met zonnecollectoren (50.000 m2) levert genoeg stroom voor alle burgers en bedrijven. De droom is haalbaar als de Europese Unie 10 miljard euro doneert om de zonneprojecten van de grond te krijgen. Er moet dan stroom van Noord-Afrika naar Europa. Daarvoor is een netwerk nodig (over de zeebodem) van 50 miljard euro. Met meer dan 100 centrales (kosten 350 miljard) kan heel Europa van stroom voorzien worden. Door op het netwerk HVDC (High Voltage Direct Current) te gebruiken worden de verliezen voor het transport gereduceerd tot 15 % Financier het uit de emmissiehandel.
Is 400 miljard die nodig veel ?..nou de olie-industrie investeert dat jaarlijks in pijpleidingen en andere benodigdheden..dus.. De centrales kunnen er zelfs voor zorgen dat de woestijnen in bloei komen te staan doordat ze zeewater kunnen ontzilten. Shell vindt niet doen want er is geen Nederlands belang mee gemoeid. (alsof we door Shell niet alle dijken moeten gaan verhogen). Duitsland koopt nu gas in Marokko in ruil voor investeringen van haar industrie in CSP. De plannen voor zonnecentrales in de woestijn liggen al jaren op de plank. De hoge kosten van de bouw schrikken investeerders af. Alleen in de Amerikaanse staat Californien in Spanje zijn al centrales gebouwd. In Californie gaat men vanaf 2011 een park bouwen van 1.000 Megawatt (MW). Ter vergelijking: de Nederlandse kerncentrale in Borssele heeft een vermogen van een kleine 500 MW. De eerste twee zonne-energiecentrales moeten in 2014 in bedrijf gaan. De investering voor de realisatie van deze eerste twee centrales bedraagt $2,8 miljard. In 2035 moet van de regering Obama 80% van de stroom worden opgewekt uit duurzame bronnen. De staat Californiheeft als doel om al in 2020 33% van haar energie duurzaam op te wekken.
In 2008 werd deze motie aangenomen om er echt werk van te maken.
In 2010 is Paul van Son gestart met Desertec. Men (o.a. Siemens) gaat 400 miljard inversteren incl. kabel door de Middellandse zee.
In 2015 kan 15 % van Europa + de landen zlef van energie worden voorzien. Men denkt aan 100 x 150 km CSP in honderden plants van 250 MW. Ouarzarate in Marokko is een zoeklocatie omdat er al kabels van Marokko naar Spanje lopen. Je hebt er weinig stof en er is water. In Spanje is de kracht van de zon er 1/3e lager. De grond is er duurder en het is er dichter bevolkt. Het kost 25 ct per kWh ofwel 4 x de prijs van hier. Door het opschalen hoopt men de prijs 50 % te kunnen laten zakken.
Concentrating Solar Power
Zonthermische krachtcentrales moeten gebouwd gaan worden in de landen waar de zon bijna altijd schijnt. Een zonthermische krachtcentrale heeft spiegels die de zonnestralen concentreren, waardoor er hoge temperaturen ontstaan. Met die hoge temperaturen wordt stoom onder hoge druk gemaakt. Die drijft met behulp van een turbine een generator aan die elektriciteit produceert. De technologie heet Concentrating Solar Power, afgekort CSP
De hele wereld verbruikt nu continu 2000 GW. Op een gunstige plek in de woestijn straalt de zon 250 W/m2. Het rendement van de CSP centrale is 15 % = 37,5 W / m2 Dus 53.000 km2 (= 1,25 x Nederland) is genoeg voor de hele wereld (qua stroom) en voor de totale hoeveelheid energie die de werled nodig heeft is 3x zoveel nodig. Een probleem is wel de nacht, de winters en het transport.
Bron: De energie survival gids van Jo Hermans.
In de Mojave woestijn te Californistaat het bovenstaande. De spiegels beschijnen een hoge toren en het water wordt 350 oC. Er is dan zelfs waterstof te maken uit water en met de stoom kan elektriciteit worden opgewekt. De spiegels volgen de zon. 55 % rendement. Boven de 40e breedtegraad is de zon niet meer sterk genoeg. Onder de spiegels krijg je schaduw waardoor landbouw mogelijk wordt b.v. met het water uit de centrale. Als 1 % van het BNP aan deze centrales wordt besteed bestaat er geen energieprobleem meer. In Noord-Afrika kost het 17 euroct per kWh. Bij opschaling nog maar 7 ct. Kolen kost 5 ct per kWH..
De Nevada Solar One centrale staat ook in de Mojavewoestijn (30 km van Las Vegas in Boulden city) en levert 64 MW met 182.000 spiegels die warmte concentreren op buizen gevuld met olie. Die wordt opgewarmd tot max. 400 graden. Rendement 24 % (bij zonnepanelen 10-20 %). Elke 30 seconden worden de spiegels een stukje opwaarts bewogen. Tegen het middaguur wijzen de 760 rijen spiegels recht omhoog,. 's-nachts hangen ze omlaag (tegen het stof).Omdat men overdag veel airco's gebruikt is het systeem een welkome duurzame aanvulling.
In Spanje (Sanlucar la Mayor) staat de eerste van de EU (nog niet te zien op google maps) genaamd PS10. 11 MW. Men heeft er vier jaar op gebouwd. Is drie maal zo duur als een gewone energiecentrale.
De zonnetoren is 115 meter hoog en er omheen staan 624 met de zon mee beweegbare spiegels. De PS20 is in aanbouw en wordt twee maal zo groot. Ze zijn geschikt op heuvelachtige terreinen terwijl de spiegels met de buizen geschikt zijn voor vlakke terreinen. Ligt vlak bij het plaatsje Guadix bij Granada staat een centrale (de Andasol 1 van 50 MW) die overdag zonlicht gebruikt om gesmolten zout (NaNO3 met KNO3) te verhitten. 's-Avonds geeft het zout nog 7 uur lang de warmte weer af.
Het Solana Generating Station in Arizona zullen in 2012 8 km2 spiegels 280 MW opwekken voor Phoenix en Tucson.
Een Zweeds bedrijf heeft zonneschotels ontwikkeld waarmee een rendement van 32 procent wordt bereikt. Hier is wel een warm en droog klimaat voor nodig. Kosten minder dan 10 eurocent per kilowattuur. In veel landen komt dat in de buurt van de standaardprijs van elektriciteit
Bedrijf eSolar maakt de spiegels niet 120 m2 per stuk en parabolisch gekromd (is erg duur) zoals in Spanje maar 1 m2 en plat. Ze zijn eenvoudig massaal te produceren en te plaatsen. In Lancaster (Californie) staan nu 24.000 spiegels verdeeld over twee vierkante velden. Ze reflecteren zonlicht op een 50 m hoge toren per veld. Dat geeft stoom en dus elektriciteit. De 2 velden van 0,5 ha leveren 5 MW. Om heel Californie van elektriciteit te voorzien is een veld van 30 x 30 km nodig en voor heel de VS 140 km x 140 km.
Er bestaan ook toepassingen waarbij 11 m2 spiegels hete lucht produceren die een sterling motor 25 kW laat maken = een kleine automotor.
De apertuur (= instralingsoppervlak) Aa moet veel groter zijn dan het absorberend oppervlak = de receiver Ar.
De concentratiefactor (via vlakke spiegels, lenzen, parabolische spiegels en Fresnel systemen) = Aa / Ar Hiermee is meer dan 400 graden te halen.
Als je zonlicht geconcentreerd op een buis laat vallen wordt het daar 800-1500 graden. Dan laat zuurstof los van roest (FeO). Maak draaiende schijven van FeO (in de buis) die in de zon zuurstof loslaten en aan de schaduwzijde weer O2 opnemen uit CO2 en H2O. Daar ontstaat dan H2 en CO (syngas) waaruit je benzine kan produceren.
Solar Chimneys
Een solar chimney bestaat ook. Onder 46.000 m2 wordt lucht verwarmd (door de zon) die door een schoorsteen van 200 meter door een turbine gaat. Manzanarez Spanje. Een 1000 meter hoge toren met 20 km 2 broeikas levert 100 MW aan energie (overdag)
Kerosine uit geconcentreerd zonlicht ?
In het Solar-JET-project wordt in een eerste fase geconcentreerd licht gebruikt om koolstofdioxide en water om te zetten in synthesegas (syngas). Dat gebeurt in een hogetemperatuurreactor op zonne-energie, ontwikkeld in ETH Zürich. Het syngas, een mengsel van waterstof en koolmonoxide, wordt vervolgens door Shell omgezet in kerosine waarbij gebruik wordt gemaakt van het bekende ‘Fischer-Tropschproces'. Wie weet gaat het lukken..
|
|
Websites | Alles over de oplossing van ons energieprobleem m.b.v. zonne-energiecentrales en nog veel meer |
| Naam | Waar | MW | Oppervlakte | medium | bouw |
| Solar 2 | Barstow VS | 10 | 71.500 | zout | 1996 |
| SPP5 | Shehelkino Oekraine | 5 | 40.000 | water/stoom | 1985 |
| CESA | Almeria Spanje | 1,2 | 11.900 | water-stoom | 1985 |
| Thermis | Targasonne Frankrijk | 2,5 | 11.800 | water-stoom | 1983 |
| Solar 1 | Barstow V.S: | 10 | 71.100 | water-stoom | 1982 |
| SSPS-CRS | Almeria Spanje | 0,5 | 3.700 | natrium | 1981 |