태양 광 발전 (PV)은 지난 3 년간 배력 용량 300GW 이상의 발전 용량에 도달하기 위해 두 배 이상 증가한 지수 비율로 성장하고 있습니다 [1]. 이는 비용 절감에 의해 주도되어 옥상 태양열이 주택 소유자에게 더 매력적이며 기존의 화석 연료 발전소와의 유틸리티 규모 설치를 경쟁시킵니다.
반면, 농축 태양 광 발전 (CSP)은 성장이 적었습니다. 전 세계적으로 2015-2017 년부터 1.5GW의 새로운 CSP 용량이 운영되었습니다. 미국은 2015 년 9 월 이후 새로운 CSP 용량을 전혀 설치하지 않았습니다 [2].
기존의 CSP 설계는 대량의 열 에너지 저장과 함께 대형 플랜트 크기를 사용하여 규모의 경제를 활용하고 용량 계수를 증가시킵니다. 이는 KWH를 기준으로 전기를 생산하는 비용을 최소화하는 전략으로 의미가 있지만 공장이 제공하는 전기의 가치 또는 플랜트의 수익성을 고려하지는 않습니다. 또한 대형 플랜트 크기에는 거대한 자본 투자가 필요합니다 (> $ 1B). 이는 기존의 CSP를 유틸리티 규모의 시장으로만 제한합니다. 재무 위험이 증가하고 반복을 통해 학습을 통해 CSP가 진행되는 것을 허용하지 않습니다 (PV가 수행 한 것과 같이)
.그래서 CSP가 지금 뒤쳐져 있다면, 앞으로 CSP로 무엇을 할 수 있습니까?
CSP의 주요 이점은 저렴한 열 에너지 저장을 사용하면 고 부가가치 를 제공 할 수 있다는 것입니다. Sun 가 아닌 재생 가능한 생성을위한 전기 및 경쟁적 인 배터리 Shining (열 에너지 저장 비용은 20 $/kWh에 가깝고 배터리는 150 $/kWh 미만으로 떨어질 가능성이 낮습니다 [3-5]). 이것은 PV가 증가함에 따라 그리드 신뢰성과 관련된 유틸리티에 확실히 중요하지만 ( "오리 곡선"에 대해 들어 보셨습니까? [6]), 소규모 전기 요구가있는 마이크로 그리드 또는 기타 응용 프로그램에보다 신뢰할 수있는 전기 공급원을 제공 할 수도 있습니다.
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NREL (National Renewable Energy Laboratory)과 CSM (Colorado School of Mines)의 새로운 작업은 기존의 CSP 설계와 근본적으로 다른 새로운 종류의 접근법을 제안합니다. 그들의 아이디어는 전형적인 CSP 플랜트 크기를 1000 배 씩 줄이는 것입니다 - 100 MW e 100 kw e - 저렴한 재료와 수동적 열전달 메커니즘을 사용하여 비용을 줄입니다. 이 소규모로, 그들은 열 에너지 저장 및 파워 블록을 포함하여 전체 시스템을 갖춘 태양 광 발전탑을 설계했습니다. 
"훔치기"라고 불리는이 시스템은 재활용 알루미늄의 잠열을 통해 열 에너지를 저장하여 2 $/kg (~ 12 $/kWh) 미만의 비용이 소요됩니다. 또한 밸브를 열거 나 닫아 열 전달 유체의 흐름을 수정하여 열 전달을 켜거나 끄는 데 도움이되는 열 흐름 제어의 새로운 방법을 사용합니다. 시스템을 완성하기 위해 Steals는 스털링 엔진을 사용하여 소규모를 고려하여 비교적 높은 효율로 열을 전기로 변환합니다.
NREL-CSM 팀은 새로운 논문에서 훔치는 것은 연간 24%의 효율성을 가질 것이라고 예측합니다. 여기에는 작은 크기 (연간 71%)로 인해 일반적인 Heliostat 필드 광학 효율이 포함되어 있지만 소규모 스털링 엔진이 큰 순위주기보다 효율이 낮기 때문에 더 낮은 전력 블록 변환 효율 (30%)이 포함됩니다.
.이 논문에 제시된 비용 분석은 또한 도둑질이 발전을위한 재생 가능 (배터리가있는 PV) 및 재생 불가능한 (천연 가스 연소 터빈 식물) 대안과 경쟁 할 가능성이 있음을 보여줍니다. Steals의 전기 비용은 크기와 거의 독립적이므로 다양한 전력 수요가있는 특정 응용 프로그램을 위해 쉽게 설계 할 수 있습니다. 이 기술은 세대 믹스에 훔치기를 추가함으로써 풍력과 PV에서 재생 가능한 전기를 더 깊이 침투시킬 수 있으며 100% 재생 가능한 전기 그리드를 추구하는 진전을 가속화 할 수 있습니다.
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이러한 결과는 최근에 출판 된 잠재 열 저장을 가진 모듈 식 농축 태양 광 발전이라는 제목의 기사에 설명되어 있습니다. . 이 작품은 콜로라도 광산 학교의 Jonathan Rea, Christopher Oshman, Corey Hardin 및 Eric Toberer와 Michele Olsen, Greg Glatzmaier, Philip Parilla 및 National Renewable Energy Laboratory의 David Ginley와 Bucknell University의 Nathan Siegel이 수행했습니다.
참조 :
- Irena. 재생 가능한 용량 통계 2017. 국제 재생 에너지 기관 (Irena), 2017.
- Lilliestam J, Labordena M, Patt, A, Pfenninger S. 태양 광 발전에 집중하는 학습 속도와 정권 변화에 대한 그들의 반응을 경험적으로 관찰했습니다. 자연 에너지 2017; 2 :17094.
- Mehos M, Turchi C, Jorgenson J, Denholm P, Ho C, Armijo K. 햇빛의 경로 :농축 태양 광 발전 기술, 성능 및 발산 성 발전. NREL/TP-5500-65688, 2016.
- Schmidt O, Hawkes A, Gambhir A, Staffell I. 경험 속도에 따른 전기 에너지 저장의 향후 비용. 자연 에너지 2017; 2 :17110. https://www.nature.com/articles/nenergy2017110?error=cookies_not_supported&code=4624cecb-7237-4d20-baf6-109bd806d15d.
- Wood III DL, Li J, Daniel C. 리튬 이온 배터리의 가공 비용을 줄이기위한 전망. 전원 저널 2015; 275 :234-242. https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/s037877531401845x.
- Denholm P, O'Connell M, Brinkman G, Jorgenson J. 캘리포니아 태양 에너지의 과잉 연상 :오리 차트에 대한 현장 안내서. NREL/TP-6A20-65023, 2015.
