集中式太阳能热电有哪些缺点?


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表面上看,集中式太阳能是电网的绝佳来源。它具有可持续性,在建筑或运营过程中没有明显的废品要处理,并且具有蓄热功能,可以在晚上或阴天发电。它似乎解决了化石燃料,核能,光伏或风力发电的所有问题。有没有我看不到的缺点?我们不应该尽快建立这些工厂吗?


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您需要大量的windex来保持镜子清洁
棘手的怪胎

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在您考虑成本与收益分析之前,每一种替代能源技术看起来都很棒。
保罗

结垢问题:我们拥有的材料只能吸收那么多的热量。当您采用这种方法时,限制了系统的复杂性和危险性,并且随着卷的复杂性也呈指数增长。尽管CSP的故障模式可能不像核电站那样壮观,但您确实不希望将一千吨的过热钠逸入冷却剂储水罐。
SF。

评论不作进一步讨论;此对话已转移至聊天
航空

与windex一样,您将需要大量割炬才能使其在夜间运行。
Paul Uszak '17

Answers:


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电网除碳没有万灵药。这是个好消息:这意味着您可以停止寻找一个人,并接受每种形式的一代人都有其优点和缺点。

聚光太阳能[CSP]依靠阳光直射。不仅是周围的日光,而且全年都有大量的直射阳光。普通的光伏[PV]在世界上几乎任何地方都可以使用,从热带到两极。

CSP并非在所有规模上都有效。原型仍在确定最经济的方法。光伏几乎可以在任何规模上工作,从瓦特到千兆瓦。

CSP仍处于起步阶段。世界上可能有成千上万个网格规模的原型,总容量约为4-5 GW,而带有内置存储器以进行24/7操作的原型则更为罕见,这是因为经济方面的问题。我们对终生性能,最佳设计,最佳维护制度等一无所知。光伏是一种大批量生产的商品,而如今,全球光伏面板已接近十亿个,容量约为200GW,是容量的50倍,可重复单元的数量增加了五六个数量级。

CSP的设计,安装和调试非常复杂且耗时。PV速度非常快,并且设计,安装和调试非常容易。

在世界大多数地区,存储不是高价值商品。因此,拥有内置存储本身并不是一件有价值的事情。

我们不知道每单位电力供应的终生成本是多少。我们只有几个年轻的原型可以继续。这种不确定性对投资者不利。


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+1代表“没有银弹……别再寻找一颗”
保罗

我不同意存储;抽水蓄能是非常浪费和昂贵的,备用存储系统将非常有价值,尤其是在切换到全国范围的“绿色电力”时,如果没有煤/核电厂全天候提供可预测的电力。至于使用寿命,与燃煤电厂一样,涡轮机/电气后端是众所周知的,并且太阳能炉的故障和易损性远低于后端。
SF。

@SF。有趣的是,市场不同意您的看法:抽水蓄能赚钱;CSP的热量存储没有。无论如何,这是经济学,而不是工程学。
410

@EnergyNumbers:包括建筑成本吗?包括水库下的土地成本?
SF。

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@SF。恩,那就对了。抽水蓄能提供的服务要比CSP蓄热提供的要多得多:它可以在套利市场和现货平衡市场中发挥作用,无论是在买方还是卖方。
410

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我们作为人类所做的一切都会产生某种后果。尽管不是很大的缺点(我认为),但批评者经常引用该植物对野生生物的不良影响:

维基百科文章

已经注意到,昆虫可以被聚光太阳能技术所吸引的明亮的光所吸引,因此,如果鸟类在被聚焦的点附近飞行,则猎杀它们的鸟类可以被杀死(燃烧)。这也可能会影响捕食鸟类的猛禽。联邦野生动植物官员已开始将这些“生态友好”的电力塔称为野生生物的“大型陷阱”。

自然世界新闻

不幸的是,在测试大约两个小时后,现场的工程师和生物学家开始注意到“拖缆”-由鸟类直接飞入太阳辐射场而引起的烟雾和蒸汽的痕迹。它们上的水分立即汽化,有的立即燃烧成火焰-至少直到它们开始疯狂地扑灭为止。在测试期间,估计有130只鸟受伤或死亡。

但是,这些声明的准确性是有疑问的(来自Wikipedia文章):

然而,有关伊万帕太阳能发电设施的故事被夸大了,死亡人数高达数万,散布了有关集中式太阳能发电厂的警报,这并非基于事实,而是基于一个对手的猜测。根据严格的报告,在六个多月中,实际上只计数了133只成年鸟类。而且,不仅鸟类死亡人数远低于每年因与窗户,车辆和电力线碰撞而死亡的数亿至数十亿。而且,在此期间,通过将不超过四个镜子对准空中的任何地方在新月沙丘太阳能项目的待命地点,三个月内,死亡率降至零。


+1生态和环境管理是工程学的重要方面,但常常被低估或忽略。一切都有代价或折衷。
wwarriner

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在英国,并非每天都有阳光。在冬天,阳光最少的时候,我们也需要最大的功率。

因此,每个太阳能电站都必须由花药电站作为后盾,该花药电站可以在太阳不照亮时正常工作。集中的太阳能可以短期储存蒸汽,因此至少要应对5分钟的云层覆盖,这对于解决“冬季问题”没有太大帮助。

但是,在由于交流太阳能而导致峰值功率需求处于炎热晴天的地区,这将成为更好的选择。

然后,我们需要询问与光伏(PV)相比,集中太阳能(CSP)是否值得付出努力。光伏是一种商品,并且每年都在便宜,因此,CSP所能提供的全部都是光伏的短期存储。

如果在世界的正确区域中对CSP进行了大量投资,并且正在构建和完善许多设计师,那么它可能会被证明是非常好的。但是,我希望我们永远不会知道,因为很难进行这项投资,因为PV已广为人知,并且如果云使PV停止工作,则AC可以关闭几分钟。(将“寒冷”存储在建筑物中是一种有效的能量存储方法。)


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在关闭交流电源几分钟后,乌云飞过头顶,现实世界中已经存在可中断的空调仪表,可以帮助调节负载而又不会给人们带来痛苦,两者之间也存在很好的相关性。
user2813274

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集中式太阳能发电厂最好位于常年偏僻的偏远地区,这基本上意味着干旱或半干旱地区。这些地区多数人口不多,因此需要较长的输电线路。

为了提高性能和效率,每个CSP工厂都需要针对将要建立CSP工厂的每个位置的太阳路径和高度进行独特的设计和构造;特别是对于太阳跟踪系统,它将需要不断地将来自移动的太阳的光线聚焦到一个位置上。太阳的路径在一天之中和每一天都不一样-冬季低海拔,夏季高海拔。

当太阳处于天空中的最高点并在其两侧两到三个小时运行良好时,功率输出将是最佳的。在清晨和傍晚,CSP不会收到太多可用的阳光。


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其中一些答案已经触及了CSP的环境影响,我想将本文作为源。它重申了其他人的观点,他们回答了OP的问题并指出了生物多样性(尤其是鸟类)受到影响的问题。

但是,没有人指出冷却系统所需的用水量,这一点也很重要。随着时间的流逝,我们将需要更加谨慎地使用水,因为我们已经需要“蓝色革命”。

我认为CSP是光伏系统和其他类型替代能源的绝佳补充。它确实使太阳能能够在工业规模的装置上实现更稳定的电网。但是,我们必须注意我们的建造方式和建造量,以最大程度地减少环境成本。


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优点大于缺点,因此我们需要巩固进行必要投资的政治意愿。在阳光充足的干旱地区,理想的位置应该是靠近海水,为海水淡化厂提供动力。在这些应用中,CSP可以与PV一起使用。

通过海水淡化和电解,除电力以外,我们还获得了除淡水之外的氢气。通过电解,我们还可以获得氢氧化物,以从碳氢化合物燃烧设施的废气中去除二氧化碳。氢氧化物,主要是氢氧化钠,将与二氧化碳反应形成固体沉淀物的碳酸盐。碳酸盐可以在碳固存市场上兑换为碳信用额。我们还从海水电解中得到氯,氯也是非常有用的产品,尤其是在可以用来对饮用水进行消毒的第三世界中。


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我想指出一些“其他”信息。我认为这些CSP也可能用于电解产生氢。因此增加了报价,这对于发展汽车中的氢燃料技术可能很重要。因为直到最近,我才知道这些汽车比电动汽车具有更大的续航里程,但随着技术的发展,“加氢站”的密度要低得多。因此,CSP可能会带来其他意想不到的好处。这将产生另一种积极的效果,人们不必考虑如何存储“电能”,因为它已转化为可用的“化学能”(尽管储氢本身并不容易)。


即使假设我们明天改用氢动力汽车,我也不认为这对CSP来说是很大的好处。CSP的优点之一是,在太阳停止发光后,它可以继续工作一段时间。蓄能往往会给PV或风之类的东西带来更大的好处,如果风停了或者云层遮住了太阳,那么电力可以在瞬间关闭。
Patrick M

氢与油相比不能很好地储存,但远比光或热容易储存。因此,PV转化为氢比CSP转化为氢更为明智。晚上产生氢气毫无意义。
MSalters 2015年
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