Разтопени соли: ключово решение за съхранение на енергия
на разтопена сол Те са продукт с широк спектър от приложения, като високотемпературно нагряване, термична обработка и отгряване на стомана и съхранение на топлина в слънчеви топлоелектрически централи. Тези соли се състоят от флуорид, хлорид и нитрат и тяхната гъвкавост ги прави ключови елементи в сектора на възобновяемата енергия.
Поради своята уместност, тази статия изследва в дълбочина какво представляват разтопените соли, какви са техните характеристики и как се използват в момента, за да допринесат за съхранението на енергия, все по-ключов аспект в глобалния енергиен преход.
Характеристики и предимства на разтопените соли
Разтопените соли се отличават със способността си да съхраняват големи количества топлинна енергия поради високата си стойност работна температура. Те могат да достигнат до 566°C, което ги прави ефективно средство за съхранение и пренос на топлина.
За разлика от други топлоносители, като синтетични масла или водни системи, разтопени соли не създават значително налягане на парите, което позволява безопасна работа при повишени температури и следователно използването му е идеално в слънчеви топлинни централи и промишлени процеси.
Въпреки многобройните му предимства, важно е да се подчертае, че един от неговите недостатъци е неговият висока точка на замръзване, която може да бъде между 120 °C и 220 °C, в зависимост от специфичния състав на солите. Това изисква системи за съхранение и циркулация за поддържане на солта в разтопено състояние, за да се предотврати втвърдяването, което увеличава сложността и разходите.
Приложения на разтопени соли
Има множество промишлени и енергийни приложения на разтопените соли. Те се използват главно в:
- Процесно отопление: Благодарение на способността им да работят при високи температури, разтопените соли се използват при топлинна обработка като отгряване на стомана и други метали.
- Пренос на топлина: В индустриалните системи за пренос на топлина разтопените соли могат да заменят синтетичните масла, като предлагат по-ефективно и устойчиво решение.
- Енергиен запас: В концентрираните слънчеви топлинни централи солите се използват за съхраняване на слънчевата топлинна енергия и преобразуването й в електричество, когато няма слънчева светлина, например през нощта или в облачни дни.
Системи за съхранение на разтопена сол
Най-известната употреба на разтопени соли днес е в системите за съхранение на енергия на слънчеви топлинни централи. Концентриращата соларна схема съхранява големи количества енергия през деня, които след това могат да се използват през нощта или в дни без слънце.
Типичната система за съхранение на разтопена сол се състои от два резервоара: една с гореща сол и една със студена сол. През деня слънчевата енергия концентрира топлина върху студената сол, повишава нейната температура и я превръща в гореща сол. Тази гореща сол се съхранява и по-късно се използва за генериране на пара, която захранва електрическа турбина.
Тази система е безопасна, ефективна и широко използвана в големи слънчеви топлинни централи, като тези, които Испания е водеща в международен план, с важен напредък в технологии за съхранение за подобряване на ефективността и продължителността на процеса. Този тип инсталация може да съхранява енергия за повече от десет часа, генерирайки електричество във времена на ниско производство, като например през нощта или в облачни дни.
Предизвикателства и решения при използването на разтопени соли
Едно от основните предизвикателства при използването на разтопени соли за съхранение на енергия е корозия на които са изложени строителните материали, особено при температури над 700 ºC. Разтопените соли са силно реактивни с обикновените метали, което може да ускори тяхното окисляване и да компрометира целостта на резервоарите за съхранение.
Въпреки това са разработени иновации като използването на антикорозионни методи на базата на графит. Този материал, когато се разлага локално в зоната на контакт между резервоара и разтопената сол, генерира защитен слой, който намалява окисляването и локализираната корозия. Този напредък подобри жизнеспособността на разтопените соли като среда за съхранение на топлина при висока температура.
Стратегически проекти и бъдещето на разтопените соли
В момента Испания се утвърждава като световен лидер в използването и развитието на слънчеви топлинни централи със съхранение в разтопени соли. В страната работят 50 слънчеви топлинни централи с инсталиран капацитет от 2,3 GW, което представлява една трета от световния капацитет. Този опит позиционира Испания като международна референция в термалното съхранение.
Националният енергиен и климатичен план (PNIEC) предвижда включването на до 5 допълнителни GW през следващите десет години. Тази мярка има за цел да консолидира използването на разтопени соли не само в слънчеви топлинни централи, но и в други промишлени сектори, подпомагайки декарбонизация на индустрии като стомана, цимент и други, които изискват интензивни термични процеси.
Освен това бъдещето на разтопената сол може също да включва нейната интеграция с хибридни възобновяеми енергии, като зелен водород, за постигане на по-ефективни и устойчиви системи за съхранение. Комбинацията от разтопени соли с нововъзникващи технологии предлага обещаващ хоризонт за енергийната индустрия.
Всеки ден се постига все по-голям напредък в разработването на нови технологии, които позволяват удължаване на полезния живот на солите и подобряване на ефективността на мащабното съхранение на енергия. Това, добавено към постоянните изследвания на методи, които намаляват разходите и проблемите с корозията, причинени от високите температури, прави бъдещето на съхранението на енергия в разтопени соли все по-привлекателно и жизнеспособно.
Накратко, разтопените соли са се доказали като едно от най-обещаващите решения по пътя към енергийна устойчивост. Тяхната способност да съхраняват енергия и да допринасят за декарбонизацията на индустриалния и енергийния сектор им дава решаваща роля в борбата срещу изменението на климата.