집광 태양 에너지

집중 태양 에너지 시스템은 거울이나 렌즈를 사용하여 넓은 ^[1]면적의 햇빛을 수신기에 집중시킴으로써 태양 에너지를 발생시킨다.전기는 집중된 빛이 열(태양열 에너지)로 변환되어 발전기에^[2][3][4] 연결된 열 엔진(일반적으로 증기 터빈)을 구동하거나 열화학 ^[5][6][7]반응을 일으킬 때 발생합니다.

CSP의 전체 설치 용량은 2021년에 6,800 MW로 ^[8]2005년의 354 MW에서 증가했습니다.스페인은 2013년 ^[9]이후 상업 운영에 들어간 새로운 용량이 없음에도 불구하고 2,300 MW로 세계 용량의 거의 3분의 1을 차지했다.미국은 1,740 MW로 뒤를 잇고 있으며, 북아프리카와 중동, 그리고 중국과 인도에서도 관심이 높다.세계 시장은 처음에는 포물선 플랜트에 의해 지배되어 ^[10]한때 CSP 플랜트의 90%를 차지했습니다.약 2010년 이후 중앙 전력 타워 CSP는 최고 565°C(1,049°F)의 고온 작동과 최대 400°C(752°F)의 트로프 작동으로 인해 새로운 발전소에서 선호되어 왔습니다.

대형 CSP 프로젝트로는 열 에너지 저장 없이 태양광 타워 기술을 사용하는 미국의 이반파 태양광 발전소(392MW)와 총 510MW의 트로프와 타워 기술을 결합한 모로코의 와르자테 태양광 ^[11]발전소가 있다.

열 에너지를 생산하는 발전소로서, 암호화 서비스 공급자 공통적으로 석탄, 가스, 혹은 지열과 같은 화력 발전소로 더 많이 있다.A암호화 서비스 공급자 모종에는 민감한 열의 형태나든지 그것은 밤낮이 필요하다 이러한 식물들이 전기를 발생시키기 위해 계속할 수 있는 숨은 열(예를 들어, 녹은 소금을 사용하여)에 에너지를 저장하는데 열 에너지 저장, 이용할 수 있다.이 태양의 암호화 서비스 공급자는 실행 가능 형태를 만든다.왜냐하면 일몰 후 근처의 전기의 봉우리에 대한 수요처럼 PV용량(는 현상을 오리 곡선으로 언급되)을 rampsDispatchable 재생 에너지 특히 California[12]등이 이미 태양 전지(PV)의 높은 침투는 곳에서 값지다.[13]

때문에 태양열을 이용할 암호화 서비스 공급자 자주 광기전 태양(PV)에 비유된다.반면 태양열 PV최근 몇년 후에 치러지prices,[14][15]태양열 암호화 서비스 공급자 성장 기술적인 어려움과 높은 가격 때문에 시간이 걸렸다 떨어지는 거대한 성장을 했다.2017년에는 암호화 서비스 공급자 태양 전기 발전소의 전 세계적으로 설치 용량의 2%미만을 나타냈습니다.[16]밤 동안에도 암호화 서비스 공급자 더 많이 쉽게 에너지를 더 실행 가능 발전기와 baseload의 식물로 경쟁력을 갖추고자 하는.[17][18][19][20]

두바이에서 2019년에 공사 중 그 DEWA 사업 2017년에 미화 73MWh[21]당은 700MW결합된 여물통이나 타워 프로젝트:600MW기압골의 100MW탑의 열 에너지 저장 장치 15시간 매일같이간 최저 암호화 서비스 공급자 가격에 세계 기록을 갖고 있었다.칠레의 극도로 건조한 아타카마 지역에 Base-load 암호화 서비스 공급자 관세달러 50/MWh 아래 2017년 경매에서에 도착했다.[22][23]

역사

전설에 따르면 아르키메데스는 "불타는 유리"를 사용하여 침략하는 로마 함대에 햇빛을 집중시키고 그들을 시라쿠사로부터 밀어냈다고 한다.1973년, 그리스의 과학자 이오아니스 사카스 박사는 아르키메데스가 기원전 212년에 정말로 로마 함대를 파괴할 수 있었는지 궁금해하며, 약 60명의 그리스 선원들을 정렬시켰고, 각 선원들은 태양 광선을 받아 49미터(160피트) 떨어진 타르로 덮인 합판 실루엣으로 그들을 향하게 했다.몇 분 후에 배에 불이 붙었지만, 역사학자들은 아르키메데스의 이야기를 ^[24]계속 의심하고 있다.

1866년, 오귀스트 무슈는 최초의 태양 증기 엔진을 위한 증기를 생산하기 위해 포물선을 사용했다.태양광 수집기에 대한 첫 번째 특허는 1886년 이탈리아 제노바에서 이탈리아인 알레산드로 바타글리아에 의해 획득되었습니다.이후 수년간 존 에릭슨과 프랭크 슈만과 같은 초대자들은 관개, 재정비, 그리고 기관차를 위한 태양광 발전 장치를 집중 개발하였다.1913년 슈만은 ^{[25][26][27][28]}관개를 위해 이집트 마아디에 55마력(41kW)의 포물선 태양 열 에너지원을 완공했다.거울 접시를 이용한 최초의 태양광 발전 시스템은 액체 연료 로켓에 대한 연구로 이미 잘 알려져 있고 1929년에 이전의 모든 장애물이 ^[29]해결되었다고 주장하는 기사를 쓴 R.H. 고다드 박사가 만들었다.

조반니 프랑시아 교수(1911~1980)는 산티아에서 가동하기 시작한 최초의 농축 태양 발전소를 설계하고 건설했다.1968년 이탈리아 제노바 근처 일라리오.이 발전소는 태양열 집열기 분야의 중심에 태양열 리시버가 있는 오늘날의 발전소의 구조를 가지고 있었다.이 발전소는 100bar와 500°^[30]C에서 과열 증기로 1MW를 생산할 수 있었다.10 MW의 솔라 원 파워 타워는 1981년 캘리포니아 남부에서 개발되었다.솔라 원은 1995년에 솔라 투로 전환되어 리시버 작동 유체 및 저장 매체로 용융 소금 혼합물(질산나트륨 60%, 질산칼륨 40%)을 사용하는 새로운 설계를 구현했습니다.용융염 접근법은 효과적이었고,^[31] 솔라 2호는 1999년에 해체될 때까지 성공적으로 운영되었다.1984년에 시작된 인근 태양 에너지 발전 시스템(SEGS)의 포물선 기술은 보다 실용적이었다.354 MW SEGS는 2014년까지 세계에서 가장 큰 태양광 발전소였다.

SEGS가 완공된 1990년부터 2006년 호주 리델 발전소의 소형 리니어 프레넬 반사 시스템이 건설될 때까지 상업용 농축 태양은 건설되지 않았다.5MW 킴벌리나 태양광 발전소가 2009년에 문을 열었지만, 이 설계로 건설된 발전소는 거의 없었다.

2007년에 75MW의 네바다 솔라 원이 건설되었으며, 수조 설계로 SEGS 이후 최초의 대형 발전소가 건설되었다.2009년과 2013년 사이에 스페인은 50 MW 블록으로 표준화된 40개 이상의 포물선 트로프 시스템을 구축했다.

솔라 투의 성공으로 인해, 솔라 트레스 파워 타워라고 불리는 상업용 발전소가 2011년에 스페인에 건설되었고, 후에 제마솔라 열전극 발전소로 이름이 바뀌었다.제마솔라의 결과는 이런 종류의 식물들을 위한 길을 열어주었다.Ivanpah 태양광 발전 시설은 동시에 지어졌지만 열 저장 없이 천연 가스를 사용하여 매일 아침 물을 예열했습니다.

대부분의 집중형 태양광 발전소는 전력탑이나 프레넬 시스템 대신 포물선 모양의 수조 디자인을 사용한다.또한 트로프와 기존 화석 연료 열 시스템을 결합한 통합 태양 복합 사이클(ISCC)과 같은 포물선 트로프 시스템의 변화도 있었다.

CSP는 원래 태양광 발전의 경쟁업체로 취급되었으며, Ivanpah는 에너지 저장 없이 구축되었지만 Solar Two에는 몇 시간 동안 열 저장소가 포함되어 있었습니다.2015년까지 태양광 발전소의 가격은 하락했고 PV 상용 전력은 다음과 같이 판매되었다.최근 CSP 계약의 ^[32][33]1/3.그러나 CSP는 3시간에서 12시간의 열에너지 저장공간으로 입찰되고 있어 CSP는 태양에너지의 ^[34]디스패치 가능한 형태가 되었습니다.이와 같이, 유연하고 디스패치 가능한 전력으로, 천연가스나 PV와 배터리와의 경쟁으로 인식되고 있습니다.

현재의 기술로는

CSP는 전기를 생산하는 데 사용됩니다(태양열전이라고도 하며, 보통 증기를 통해 생성됩니다).집광 태양 기술 시스템은 추적 시스템이 있는 거울이나 렌즈를 사용하여 넓은 면적의 햇빛을 작은 면적에 집중시킵니다.그런 다음, 이 집중된 빛은 열 또는 기존 발전소(태양열전기)의 열원으로 사용됩니다.CSP 시스템에 사용되는 태양열 집광기는 태양열 에어컨과 같은 산업 프로세스 난방 또는 냉방을 제공하기 위해 종종 사용될 수 있다.

집광 기술은 포물선 트로프, 접시, 집광 리니어 프레넬 반사기, 태양광 발전 ^[35]타워 등 4가지 광학적 유형으로 존재한다.포물선 홈 및 집중형 선형 프레넬 반사체는 선형 포커스 컬렉터 유형으로 분류되며 접시 및 솔라 타워는 포인트 포커스 유형으로 분류됩니다.선형 포커스 수집기는 중간 농도 계수(일사량 50개 이상)를 달성하고, 점 포커스 수집기는 높은 농도 계수(일사량 500개 이상)를 달성합니다.단순하지만, 이러한 태양 집중기는 이론적으로 최대 ^[36][37]농도와는 상당히 거리가 멀다.예를 들어 포물선-트러프 농도는 설계 수용각의 이론상 최대값의 약 1⁄3을 제공한다.즉, 시스템의 전체 허용오차는 동일하다.이론적인 최대치에 도달하려면 비이미징 ^[36][37][38]광학에 기초한 보다 정교한 콘센트레이터를 사용해야 합니다.

다른 유형의 집광기는 태양을 추적하고 빛을 집중시키는 방법의 차이로 인해 다양한 피크 온도와 그에 따라 다양한 열역학 효율을 생성합니다.CSP 테크놀로지의 새로운 혁신은 시스템의 비용 효율을 더욱 높이고 있습니다.^[39][40]

동절기 성능 평가 trough

포물선 홈은 반사체의 초점선을 따라 위치한 수신기에 빛을 집중시키는 선형 포물선 반사체로 구성됩니다.리시버는 포물선 미러의 세로 방향 초점 라인에 위치하며 작동 유체로 채워진 튜브입니다.반사경은 낮 시간 동안 단일 축을 따라 추적하여 태양을 따라갑니다.작동유체(예: 용융염^[41])는 리시버를 통과할 때 150–350°C(302–662°F)로 가열되어 발전 시스템의 ^[42]열원으로 사용됩니다.수조 시스템은 가장 발전된 CSP 기술입니다.세계 최초의 상업용 포물선 발전소인 캘리포니아에 있는 태양광 발전 시스템(SEGS)과 네바다주 볼더시티 인근의 아치오나의 네바다 솔라 원, 유럽 최초의 상업용 포물선 발전소인 안다솔이 플라타포마 솔라 데 알메리아 S와 함께 대표적이다.

전체적으로 동봉합니다

이 디자인은 온실과 같은 유리 하우스 안에 태양열 시스템을 캡슐화한다.유리 하우스는 태양열 시스템의 ^[44]신뢰성과 효율성에 부정적인 영향을 미칠 수 있는 요소를 견딜 수 있는 보호 환경을 조성합니다.경량 곡면 태양 반사 거울이 유리집 천장에 와이어로 매달려 있다.단일 축 추적 시스템은 최적의 일조량을 회수하기 위해 거울을 배치합니다.거울은 햇빛을 집중시켜 유리 하우스 ^[45]구조물에 매달려 있는 고정된 강철 파이프망에 초점을 맞춥니다.물은 파이프의 길이 전체에 걸쳐 전달되며, 강한 태양 복사가 가해질 때 수증기를 생성하기 위해 끓인다.바람으로부터 거울을 보호하면 더 높은 온도 속도를 얻을 수 있고 ^[44]거울에 먼지가 쌓이는 것을 방지할 수 있습니다.

밀폐형 트로프 설계를 만든 회사 GlassPoint Solar는 자사의 기술로 햇빛이 잘 드는 지역에서 290kWh(100,000BTU)당 약 5달러에 EOR(Enhanced Oil Recovery)에 사용할 수 있는 열을 생산할 수 있다고 밝히고 있습니다.이것에 비해, 종래의 태양열 ^[46]기술은 10달러에서 12달러입니다.

태양 태양 에너지 발전소

태양광 발전 타워는 타워 꼭대기의 중앙 리시버에 햇빛을 집중시키는 이중 축 추적 리플렉터(헬리오스타트) 배열로 구성됩니다. 리시버는 수증기 또는 용융 소금으로 구성될 수 있는 열 전달 유체를 포함합니다.광학적으로 볼 때, 태양광 발전 타워는 원형 플레넬 반사기와 같다.리시버의 작동 유체는 500–1000 °C(773–1,273 K 또는 932–1,832 °F)로 가열된 후 발전 또는 에너지 저장 시스템의 ^[42]열원으로 사용됩니다.솔라 타워의 장점은 타워 전체가 아니라 반사기를 조절할 수 있다는 것이다.파워타워 개발은 트로프 시스템보다 덜 발전되어 있지만 효율이 높고 에너지 저장 능력이 우수합니다.빔 다운 타워 적용은 작동 ^[47]유체를 가열하는 헬리오스타트를 사용하여도 가능합니다.

캘리포니아 다겟에 있는 솔라 투와 스페인 플라타포마 솔라 데 알메리아 알메리아에 있는 CESA-1이 가장 대표적인 시범 식물이다.스페인 산루카르 라 마요르에 있는 Planta Solar 10(PS10)은 세계 최초의 상업용 태양광 발전 타워이다.모하비 사막에 위치한 377MW 이반파 태양광 발전 시설은 세계 최대 규모의 CSP 시설로 3개의 전력탑을 사용하고 ^[48]있다.Ivanpah는 태양 에너지 중 0.652TWh(63%)만 발생했고, 나머지 0.388TWh(37%)는 천연가스를 태워서 발생했다.^[49][50][51]

프레넬 반사체

플레넬 리플렉터는 많은 얇고 평평한 거울 스트립으로 만들어져 작동 유체가 펌핑되는 튜브에 햇빛을 집중시킵니다.평면 거울은 포물선 반사체보다 같은 공간에서 더 많은 반사 표면을 허용하기 때문에 더 많은 햇빛을 포착할 수 있으며 포물선 반사체보다 훨씬 저렴하다.플레넬 리플렉터는 다양한 크기의 CSP로 ^[52][53]사용할 수 있습니다.

프레넬 리플렉터는 다른 방법보다 출력이 나쁜 기술로 간주될 수 있습니다.이 모델의 비용 효율 때문에 일부 모델은 더 높은 출력 등급을 가진 다른 모델 대신 이 모델을 사용합니다.레이 트레이스 기능이 있는 프레넬 리플렉터의 일부 새로운 모델은 테스트를 시작하였으며, 처음에는 표준 ^[54]버전보다 더 높은 출력을 내는 것으로 입증되었습니다.

디쉬 스털링

접시 스털링 또는 접시 엔진 시스템은 반사체의 초점에 위치한 수신기에 빛을 집중시키는 독립형 포물선 반사체로 구성됩니다.반사기는 두 개의 축을 따라 태양을 추적합니다.리시버의 작동 오일은 250~700°C(482~1,292°F)로 가열된 다음 스털링 엔진에서 전력을 ^[42]생성하기 위해 사용됩니다.포물선 시스템은 높은 태양 대 전기 효율(31% ~ 32%)을 제공하며 모듈러 특성을 통해 확장성을 제공합니다.UNLV의 스털링 에너지 시스템(SES), United Sun Systems(USS), Science Applications International Corporation(SAIC) 요리, 호주 캔버라에 있는 호주 국립대학교의 Big Dish 등이 대표적인 기술입니다.춥고 밝은 ^[55]날인 2008년 1월 31일 뉴멕시코의 국립태양열시험시설(NSTTF)에서 SES 접시에 의한 태양광 대 전력 효율 세계 기록은 31.25%로 수립되었다.개발사인 스웨덴 리파소에너지에 따르면 2015년 남아프리카공화국 칼라하리 사막에서 테스트한 디시 스털링 시스템은 34%^[56]의 효율성을 보였다.피닉스 주 마리코파에 있는 SES 설비는 United Sun Systems에 매각되기 전까지 세계에서 가장 큰 스털링 디시 전력 설비였습니다.그 후, 설비의 대부분이 에너지 수요의 일부로서 중국으로 옮겨졌다.

태양열 강화 오일 회수

태양의 열은 중유를 점성이 떨어지고 펌핑하기 쉽게 만드는 데 사용되는 증기를 제공하는 데 사용될 수 있습니다.태양광 발전 타워와 포물선 홈은 직접 사용하는 증기를 제공하기 위해 사용될 수 있으므로 발전기가 필요하지 않고 전기가 생산되지 않습니다.태양열로 강화된 오일 회수는 매우 두꺼운 오일이 있는 유전의 수명을 연장할 수 있습니다. 그렇지 않으면 ^[57]펌핑하는 것이 경제적이지 않을 것입니다.

CSP(열 에너지 저장 장치 포함

저장을 포함한 CSP 플랜트에서 태양에너지는 먼저 용융염 또는 합성유를 가열하기 위해 사용되며, 용융염 또는 합성유는 ^[58][59]절연탱크 내의 고온에서 열/열에너지를 제공한다.이후 필요에 ^[60]따라 증기 발생기에서 고온 용융염(또는 오일)을 사용하여 증기 터보 발생기에 의해 전기를 발생시킨다.따라서 주간에만 사용할 수 있는 태양 에너지는 발전소 또는 태양 피크 ^[61][62]발전소에 이어 부하로 온 디맨드로 24시간 내내 전기를 생산하는 데 사용됩니다.열 저장 용량은 명판 용량으로 발전 시간 단위로 표시됩니다.저장소가 없는 태양광 발전이나 CSP와는 달리, 태양광 발전소의 발전량은 석탄/가스 화력발전소와 유사하게 디스패치 가능하고 자급자족할 수 있지만 ^[63]오염은 없다.열 에너지 저장 플랜트가 있는 CSP는 또한 24시간 내내 전기와 프로세스 증기를 공급하는 열병합 발전 플랜트로 사용될 수 있습니다.2018년 12월 현재,^[64] 열 에너지 저장 플랜트 생성 비용이 포함된 CSP는 위치에서 받는 좋은 ~ 중간 태양 방사선에 따라 5 c € / kWh와 7 c € / kWh 사이이다.태양열 발전소와 달리, 열 에너지 저장 시설을 갖춘 CSP는 또한 화석 연료를 배출하는 프로세스 증기만을 생산하기 위해 24시간 내내 경제적으로 사용될 수 있습니다.CSP 플랜트는 시너지 ^[65][66][67]향상을 위해 태양광 발전소와 통합될 수도 있습니다.

또한 축열 시스템을 갖춘 CSP는 24시간 내내 전기 및/또는 증기를 생성하기 위한 증기 대신 공기가 포함된 브레이튼 사이클을 사용할 수 있습니다.이 CSP 발전소들은 전기를 ^[68]생산하기 위한 가스터빈을 갖추고 있다.또한 용량(0.4MW 미만)이 작고, 몇 에이커에 ^[68]설치할 수 있는 유연성이 있습니다.발전소의 폐열은 프로세스 증기 발생 및 HVAC 요구에도 ^[69]사용할 수 있습니다.토지 가용성에 제한이 없는 경우 RAM에 최대 1000MW까지 설치할 수 있으며 대형 태양광 ^[70]발전소에 비해 MW당 비용이 저렴하기 때문에 비용 면에서도 유리하다.

집중된 태양열 저장 플랜트를 ^[71]통해 24시간 집중된 지역 난방도 가능합니다.

탄소중립연료생산

거의 1500 °C 온도에서 농축 태양 열 에너지를 사용하는 탄소 중립 합성 연료 생산은 기술적으로나 CSP ^[72]발전소의 비용 감소와 함께 가까운 미래에 상업적으로 실현 가능하다.또한 탄소 중성 수소는 황-요오드 사이클, 하이브리드 황 사이클, 산화철 사이클, 구리-염소 사이클, 산화아연 사이클, 세륨(Cerium)을 사용하여 태양열에너지(CSP)로 제조할 수 있다.IV) 산화세륨(II) 사이클 등

전 세계 전개

2018년 국가 CSP 역량(MW_p)

나라	총	추가된
스페인	2,300	0
미국	1,738	0
남아프리카 공화국	400	100
모로코	380	200
인도	225	0
중국	210	200
아랍에미리트	100	0
사우디아라비아	50	50
알제리	25	0
이집트	20	0
호주.	12	0
태국.	5	0
출처 : REN21 Global Status Report, 2017년[73][74][9] 및 2018년

시칠리아 아드라노의 초기 공장.미국의 CSP 플랜트 배치는 1984년 SEGS 플랜트로 시작되었습니다.마지막 SEGS 공장은 1990년에 완공되었다.1991년부터 2005년까지 세계 어디에도 CSP 발전소가 건설되지 않았다.글로벌 설치 CSP 용량은 2004년부터 2013년까지 약 10배 증가했으며, 그 중 ^{[75]: 51} 최근 5년간 연평균 50%씩 증가했습니다.2013년 전 세계 설치 용량은 36% 또는 거의 0.9기가와트(GW) 증가하여 3.4GW를 넘었습니다. 스페인과 미국은 글로벌 선두를 유지한 반면, CSP를 설치한 국가의 수는 증가하고 있지만 PV 솔라의 급격한 가격 하락, 정책 변경 및 글로벌 금융위기로 인해 대부분의 개발이 중단되었습니다.나라들.2014년은 CSP에 있어서 최고의 해였지만, 2016년에 세계에서 단 한 개의 주요 공장만 완공되어 급속한 감소가 뒤따랐다.2017년에 여러 개의 대형 발전소가 건설되고 있는 가운데 태양 복사량이 높은 개발도상국 및 지역으로의 추세가 두드러지고 있다.

전 세계 집중 태양광 발전(MW_p)

연도	1984	1985	1989	1990	1991-2005	2006	2007	2008	2009	2010	2011	2012	2013	2014	2015	2016	2017	2018	2019	2020	2021
설치된.	14	60	200	80	0	1	74	55	179	307	629	803	872	925	420	110	100	550	381	239	110
누적	14	74	274	354	354	355	429	484	663	969	1,598	2,553	3,425	4,335	4,705	4,815	4,915	5,465	6,451[76]	6690	6800[8]
출처 : REN21[73][77]: 146 [75] · CSP-world[78].com · IRENA[79] · HeliosCSP

효율성.

집속형 태양광 발전 시스템의 효율은 태양 에너지를 전기에너지로 변환하는 데 사용되는 기술, 리시버의 작동 온도와 열 제거, 시스템의 열 손실, 그리고 다른 시스템 손실의 유무에 따라 달라집니다; 변환 효율에 더하여, 광학 시스템은,h는 햇빛을 집중시키면 추가적인 손실도 더해진다.

실제 시스템은 250 ~ 565 °C의 온도에서 작동하는 "파워 타워" 유형의 시스템에 대해 최대 23 ~ 35 %의 변환 효율을 주장하며, 복합 사이클 터빈을 가정할 때 효율 수치가 더 높습니다.550-750°C의 온도에서 작동하는 접시 스털링 시스템은 약 30%^[80]의 효율성을 자랑합니다.낮 동안의 태양 발생률 변동으로 인해 달성된 평균 변환 효율은 이러한 최대 효율과 같지 않으며, 연간 순 태양광 대 전기 효율은 시범 전력 타워 시스템의 경우 7-20%, 시연 규모의 스털링 ^[80]접시 시스템의 경우 12-25%이다.

이론.

모든 열-전기 에너지 시스템의 최대 변환 효율은 카르노 효율에 의해 주어집니다. 카르노 효율은 열역학 법칙에 의해 설정된 모든 시스템에서 달성할 수 있는 효율의 이론적 한계를 나타냅니다.실제 시스템에서는 카르노 효율이 달성되지 않습니다.

입사 일사의 기계적 작업으로의 변환 효율$δ$(\displaystyle $\eta)$은 태양 수신기와 열 엔진(예: 증기 터빈)의 열 복사 특성에 따라 달라집니다.태양 조사 먼저 열로 양력이 이 수신기에 의해 효율적으로 변환됩니다 η Receiv er{\displaystyle \eta_{흡수기}}, 그 후에 온도가 바뀌에 기계적 에너지로 열이 엔진을 가진 효율 η mech오빠 나는 c이{\displaystyle \eta_{기계적}}을 사용하여 카르노의 원리이다.[81][82]그리고 나서 그 기계적 에너지는 발전기에 의해 전기 에너지로 변환된다.기계 변환기(예: 터빈)가 있는 태양열 수신기의 경우, 전체 변환 효율은 다음과 같이 정의할 수 있다.

${\displaystyle \eta =\eta _{\mathrm {display}\cdot \eta _{\mathrm {mechanical}}\cdot \eta _{\mathrm {mechanical}}}}\cdot \eta _{\mathrm {d}}}}$

여기서 ${\displaystyle {\theta \mathrm{}}_{}}$ ${\displaystyle {\mathrm{o}}_{}}$ p ${\displaystyle {\mathrm{t}}_{}}$ i ${\displaystyle {\mathrm{s}}_{}}${ $display$ style $\eta$_ { \$mathrm$ { display $}}$는 수신기에 집중된 입사광의 비율을 나타냅니다. ${\displaystyle {\theta \mathrm{}}_{}}$ r ${\displaystyle {\mathrm{e}}_{}}$ ${\displaystyle {\mathrm{c}}_{}}$ e ${\displaystyle {\mathrm{v}}_{}}$ ${\displaystyle {\mathrm{r}}_{}}$\ $displaystyle \eta$ _ ${$ \ $mathrm$ {$}}}$는 열에너지로 변환되는 수신기에 입사한 빛의 비율입니다.$$ ${\displaystyle {\mathrm{m}}_{}}$ c ${\displaystyle {\mathrm{h}}_{}}$ ${\displaystyle {\mathrm{a}}_{}}$ n ${\displaystyle {\mathrm{c}}_{}}$ c c c ${\displaystyle {\mathrm{c}}_{}}$ c c c c c c a c a c a c a c a c a c a c a c a c a c a ${\displaystyle {\mathrm{c}}_{}}$ a c a a c a a a a a a l $a$ l a l a l a l$aystyle \eta$ _${\mathrm {mechanical$$}}:$ 열에너지를 기계 에너지로 변환하는 효율성 및 ${\displaystyle {\mathrm{g}}_{}}$ ${\displaystyle {\mathrm{g}}_{}}$ ${\displaystyle {\mathrm{e}}_{}}$ n ${\displaystyle {\mathrm{r}}_{}}$ ${\displaystyle {\mathrm{a}}_{}}$ \ $displaystyle \eta$ _${\mathrm {m}}}:$ 기계적$$ 에너지를 전기로 변환하는 효율성.

${\displaystyle {}_{}}$§ ${\displaystyle {\mathrm{r}}_{}}$ ${\displaystyle {\mathrm{e}}_{}}$ ${\displaystyle {\mathrm{c}}_{}}$ ${\displaystyle {\mathrm{e}}_{}}$ i ${\displaystyle {\mathrm{v}}_{}}$e r \ $displaystyle$ \$eta$_$$ { \$mathrm${ display$$}} :

$\displaystyle \eta _{\mathrm {display} = frac {Q_{\mathrm {display}}-Q_{\mathrm {lost}}}}:{Q_{\mathrm {display}}}}}$

${\displaystyle {\mathrm{Qi}}_{}}$ ${\displaystyle {\mathrm{n}}_{}}$ c $i$ ${\displaystyle {\mathrm{d}}_{}}$ ${\displaystyle {\mathrm{n}}_{}}$ ${\mathrm {incident$$$$\},$ ${\displaystyle {Q\mathrm{}}_{}}$ ${\displaystyle {\mathrm{a}}_{}}$ b ${\displaystyle {\mathrm{o}}_{}}$ r b d ${\$Q_{\$mathrm {accident$ $Q{\displaystyle {}_{}}$ ${\displaystyle {\mathrm{o}}_{}}$s t {\$displaystyle$Q_{\$mathrm${lost$}}}}}$를 $사용$하여 각각 태양계에 의해 유입되고 태양계에 의해 흡수 및 손실된다.

변환효율 ${\displaystyle {\mu \mathrm{}}_{}}$ m ${\displaystyle {\mathrm{e}}_{}}$ ${\displaystyle {\mathrm{c}}_{}}$ h a ${\displaystyle {\mathrm{n}}_{}}$ ${\displaystyle {\mathrm{i}}_{}}$ c ${\displaystyle {\mathrm{a}}_{}}$ ${\displaystyle {\mathrm{l}}_{}}$\ $displaystyle \eta$ _ { \ $mathrm${ $mechanical$} $}$ } $at$ at 、 the t t the the 、 ${\displaystyle {TH\mathrm{}}^{}}$ $（$ \ $displaystyle$ T _ { $H$} ） 、 、 (" (" (" (" (" (" (" (" (" 0$display$ T0 （ ）$${ (" (" (" (" (" (" (" (" (" (" (" (" TH 、 T0$$（ ） {{$0$ t0 {0 {0 {0 {0 {0 {

$\displaystyle \eta _{\mathrm {Carnot}}=1-{\frac {T^{0}}{T_{H}}}}:$

일반적인 엔진의 실제 효율은 열 손실 및 가동 부품의 풍속 손실과 같은 손실 때문에 카르노 효율의 50%에서 최대 70%를 달성합니다.

이상적인 케이스

태양 $플럭스$의 경우$,$ I($예{\displaystyle }$: ${\displaystyle \mathrm{I}}$ ${\displaystyle =}$ ${\displaystyle 1000\mathrm{}}$W / ${\displaystyle {m2\mathrm{}}^{}}${ $display$ $style$ I$$$= 1000$, \ $mathrm { W$ / $m$^ {$$$}$ $\}$ )는 태양 리시버 $영역$에 $집광$하는 ${\displaystyle {\mathrm{효율}}_{}}$로 $C$$(\displaystyle$ C$)$를$집중$시켰다$.$$y\alpha {\displaystyle }${\$displaystyle \alpha$ $\}$ :

${\displaystyle {\mathrm{Q}}_{}}$ ${\displaystyle o}$ ${\displaystyle {\mathrm{a}}_{}}$ r ${\displaystyle {=}_{}}$ I ${\displaystyle C}$ A$${ $displaystyle$Q _ { \ $mathrm {$displaystyle } =$ICA$} ,

${\displaystyle {Q\mathrm{}}_{}}$ a ${\displaystyle {\mathrm{b}}_{}}$ ${\displaystyle {\mathrm{s}}_{}}$ ${\displaystyle {\mathrm{o}}_{}}$ r ${\displaystyle {\mathrm{e}}_{}}$ d ${\displaystyle {=}_{}}$ ${\displaystyle {\mathrm{o}}_{}}$ p ${\displaystyle {\mathrm{ti}}_{}}$ c ${\displaystyle s_{}}$ ${\displaystyle {}_{}}$ ${\displaystyle {Q\mathrm{}}_{}}$ ${\displaystyle {\mathrm{s}}_{}}$ ${\displaystyle {\mathrm{o}}_{}}$ ${\displaystyle {\mathrm{l}}_{}}$ a$$ { $display style$ Q _ { \ $mathrm$ {$display$} = \ $eta$ _ { \ $mathrm$ {$display$ } } \ $alpha$ Q _ { \ $mathrm$ {$display }$} } }$$、

단순화를 위해 손실은 복사 영역(고온에 대한 공정한 가정)에 불과하다고 가정할 수 있으며, 따라서 Stefan-Boltzmann 법칙을 적용하는 재방사 영역 A와 방사율$\delta {\displaystyle }$(\$displaystyle \epsilon)$에 대해 다음과 같이 가정할 수 있다.

${\displaystyle Q_{\mathrm {lost}}=A\epsilon \silon T_{H}^{4}}$

완벽한 광학(δ ${\displaystyle {\mathrm{O}}_{}}$ ${\displaystyle {\mathrm{pti}}_{}}$ ${\displaystyle {\mathrm{c}}_{}}$ ${\displaystyle {\mathrm{s}}_{}}$\ $displaystyle \eta$ _${\mathrm {Optics }}$ =$$ 1)을 고려하고 발전기에 의한 최종 전기 변환 단계를 고려하지 않고 동일한 면적과 최대 흡수율과 방사율$($ \alpha$$} =$$ 1,$139$$$d)을 수집하여 이러한 방정식을 단순화한다.$isplaystyle \ipsilon$} =$$ 1) 다음 첫 번째 방정식을 대입하면 다음과 같이 됩니다.

$\displaystyle \eta =\left(1-{\frac T_{H}^{4}}{IC}}\오른쪽)\cdot \left(1-{\frac {T^{0}}{T_{H}}\right)}$

그래프는 수신기의 온도에 따라 전체적인 효율이 꾸준히 증가하지 않음을 보여줍니다.열 엔진의 효율(카르노)은 온도가 높을수록 증가하지만 리시버의 효율은 증가하지 않습니다.반대로 리시버가 흡수할 수 없는 에너지량(Q_lost)이 온도의 함수로서 4승 증가하기 때문에 리시버의 효율은 저하되고 있다.따라서 도달 가능한 최대 온도가 존재합니다.리시버 효율이 늘(아래 그림의 파란색 곡선)인 경우 T는_max $다음$과 ${\displaystyle {\mathrm{같습니다}}_{}}$.${\displaystyle {\mathrm{T}}_{}}$ m a x ${\displaystyle {}^{}}$ ( ${\displaystyle {\frac{\mathrm{IC}}{}\frac{}{}}^{}}$ )${\displaystyle {\mathrm{}}^{}}$.${\displaystyle {25}^{}}$ { $displaystyle T_{\mathrm${max} } = \ $left displaystyle {IC$} ${\sigma$} } = \ right$)^0$.25$}$

효율이 최대인 온도_opt T가 있습니다. 즉,수신기 온도에 대한 효율성 미분이 null인 경우:

$({displaystyle {d\eta}{dT_{H}}}(T_{\mathrm {opt}}})=0}$

그 결과 다음과 같은 방정식이 도출됩니다.

$({displaystyle T_{opt}^{5}-(0.75T^{0})T_{\mathrm {opt} }^{4}-{\frac {T^{0}IC}{4\sigma}}}=0}$

이 방정식을 수치로 풀면 태양 $농도비{\displaystyle }$ C$($$아래$ 그림의 빨간색 곡선)에 따른 최적의 공정 온도를 얻을 수 있습니다.

C	500	1000	5000	10000	45000(접지의 경우 최대)
Tmax.	1720	2050	3060	3640	5300
Topt.	970	1100	1500	1720	2310

이론적인 효율성은 차치하고 CSP의 실제 경험에 따르면 예상 생산량에서 25%~60%의 부족이 드러났습니다.이 중 상당 부분은 상기 분석에 포함되지 않은 실제 카르노 사이클 손실 때문입니다.

비용.

2021년에 ^[83]중국에서 MWh당 US$50의 관세에 도달한 CSP 공장은 거의 없다.

2011년 초에 태양광 발전 시스템의 가격 하락은 CSP가 ^[84]더 이상 경제적으로 실현 가능하지 않을 것이라는 예상으로 이어졌다.2020년 현재, 가장 덜 비싼 utility-scale은 미국과 전 세계적으로 다섯배 더utility-scale 태양광 발전소보다 킬로와트 시 당 7센트의 kWh[85]당 utility-scal에 1센트의 기록 순간 대해 가장 고급 암호화 서비스 공급자 방송국은 계획된 최소 가격 비싼 커피의 태양광 발전소 집중했다.ePV.^[86][87] 이 5배 가격 차이는 2018년부터 유지되고 있습니다.

CSP의 전체적인 배치는 제한적이지만, 상업용 규모의 발전소에서 발생하는 전력 비용은 최근 몇 년간 크게 감소했습니다.2020년대 초 스페인, 미국, 모로코, 남아프리카, 중국 및 UAE를 포함한 여러 국가의 지원 체계에 의해 추진된 화석 연료 비용 범위의 상한에 도달한 것으로 추정되는 학습률은 약 20%였다.

위에서 언급한 시장의 대부분이 지원을 ^[89]취소함에 따라 CSP의 보급은 상당히 느려졌다. 왜냐하면 이 기술은 태양광 발전 및 풍력 발전보다 kWH당 비용이 더 비싼 것으로 판명되었기 때문이다.CSP와 열에너지 스토리지(TES)를 조합한 경우, 일부에서는 리튬 배터리를 탑재한 PV보다 저렴하게 하루 ^[90]4시간 이상의 저장 지속 시간을 유지할 수 있을 것으로 예상하며, NREL은 2030년까지 10시간 저장 리튬 배터리를 탑재한 PV는 2020년 ^[91]4시간 저장 시 PV와 동일한 비용이 들 것으로 예상하고 있습니다.

인센티브와 시장

스페인

2008년 스페인은 유럽에서 최초의 상업용 규모의 CSP 시장을 시작했습니다.2012년까지 태양광 열전 발전은 당초 공급관세 납부 자격이 있었다(2 RD 661/2007조). 이는 2.3 GW의 설치용량으로 약 5를 기여하는 세계 최대 규모의 CSP 비행대를 탄생시켰다.스페인 전력망에 ^[92]매년 전력이 공급됩니다.FiT의 발전소에 대한 초기 요구사항은 다음과 같다.

• 2008년 9월 29일 이전에 시스템 등록부에 등록된 시스템: 태양열 시스템의 경우 50MW.
• 2008년 9월 29일 이후에 등록된 시스템(PV만 해당).

다른 시스템 유형에 대한 용량 한계는 매 분기마다 적용 조건을 검토하는 동안 다시 정의되었다 (제5조 RD 1578/2008, 부속서 III RD 1578/2008).신청기간 종료 전에 시스템 유형별로 지정된 시가총액은 산업관광산업성 홈페이지(제5조 RD 1578/^[93]2008)에 게재된다.비용상의 우려로 스페인은 2012년 1월 27일에 수입관세 신규 프로젝트 수용을 중지했다.이미 수용된 프로젝트는 6%의 수입관세 '태양광세'의 영향을 받아 실질적으로 수입관세를 ^[96]삭감했다.

이러한 맥락에서 스페인 정부는 2013년에 전기 시스템의 경제적, 재정적 안정성을 보장하기 위한 긴급 조치의 채택을 목표로 하는 왕실 법령 9/2013을 제정하여 스페인 전기 ^[98]부문의 새로운 법률 24/2013의 기초를 마련하였다.모든 재생 에너지 시스템에 적용되는 이 새로운 소급 법적-경제적 프레임워크는 RD 413/^[99]2014에 의해 2014년에 개발되었으며, RD 661/2007과 RD 1578/2008에 의해 설정된 이전의 규제 프레임워크를 폐지하고 이러한 자산에 대한 새로운 보수 체계를 정의하였다.

유럽에서 CSP가 잃어버린 10년 후, 스페인은 2021년에서 ^[100]2030년 사이에 5GW의 CSP 용량을 추가할 의도로 국가 에너지 및 기후 계획을 발표했습니다.이를 위해 2021년부터 시작되는 200 MW의 CSP 용량에 대한 2년마다 경매가 예정되어 있지만, 자세한 내용은 아직 ^[101]알려지지 않았습니다.

호주.

몇몇 CSP 접시는 Northern Territory의 Aboriginal 정착지에 설치되었습니다.헤르만스부르크, 윈두무, 라자마누.

지금까지 호주에서 상업적인 규모의 CSP 프로젝트가 위탁된 적은 없지만, 몇 가지 프로젝트가 제안되었습니다.2017년에 파산한 미국 CSP 개발업체 SolarReserve는 PPA를 수상하여 남호주에서 150MW Aurora Solar Thermal Power Project를 US$ 0.08/^[102]kWh 또는 US$0.06/kWh에 가까운 저비율로 실현했습니다.불행히도 그 회사는 자금 확보에 실패하여 프로젝트가 취소되었다.호주에서 CSP를 위한 또 다른 유망한 애플리케이션은 24시간 365일 전기가 필요하지만 그리드 연결이 없는 경우가 많은 광산입니다.새로운 모듈러형 3세대 CSP 설계의 상용화를 목표로 하는 스타트업 Varge Solar는 2021년 ^[105]북서 퀸즐랜드 이사산에 CSP와 PV를 결합한 50MW 설비 건설을 목표로 하고 있습니다.

연방 차원에서는 2000년 재생 에너지법에 따라 운영 중인 대규모 재생 에너지 목표(LRET)에 따라 공인 RET 발전소의 대규모 태양광 발전소는 대규모 발전 인증서(LGC)를 작성할 수 있다.이러한 증명서는 이 거래 가능한 증명서 제도에 따른 의무를 이행하기 위해 책임 있는 단체(일반적으로 전기 소매업자)에 판매 및 양도할 수 있습니다.그러나, 이 법률은 운용에 있어서 기술 중립적이기 때문에, 태양열이나 ^[106]CSP보다 대규모 육상 풍력 등 보다 낮은 수준의 발전 비용으로 보다 확립된 RE 기술을 선호하는 경향이 있다.주정부 차원에서 재생 에너지 공급법은 일반적으로 kWp의 최대 발전 용량으로 제한되며, 마이크로 또는 중규모 발전에만 개방되며, 많은 경우 태양광 발전에만 개방된다.이는 대규모 CSP 프로젝트가 많은 주 및 준주 관할구역에서 피드인 인센티브 지급 대상이 되지 않음을 의미합니다.

중국

최근 중국은 재생 에너지원과 비재생 에너지원을 ^[83][8]기반으로 하는 다른 발전 방법과 경쟁하기 위해 CSP 기술을 적극적으로 개발해왔다.

2016년 중국은 제13차 5개년 계획에 따라 20개의 기술적 다양성이 있는 CSP 시연 프로젝트를 구축하여 국제적으로 경쟁력 있는 CSP ^[107]산업을 구축하겠다는 의사를 밝혔다.2018년 첫 발전소가 완공된 이후, 축열 발전소에서 발생하는 발전소는 ^[108]kWh당 1.5위안의 관리상 설정된 FiT로 지원됩니다.2020년 말, 중국은 12개의 CSP ^[109]발전소에서 총 545 MW를 운영했으며, 7개의 발전소(320 MW)는 용융염 타워이다. 다른 2개의 발전소(150 MW)는 검증된 유로트러프 150 포물선 트로프 ^[110]설계를 사용하고, 3개의 공장(75 MW)은 라이너 프레넬 수집기를 사용한다.2차 데모 프로젝트 구축 계획은 아직 제정되지 않았으며, 다가오는 14차 5개년 계획에서 CSP에 대한 기술별 지원은 알려지지 않았습니다.현재 데모 배치에서 남은 프로젝트에 대한 지원은 2021년 ^[111]말에 종료될 예정입니다.

인도

2020년 3월, SECI는 최소 연간 80% ^[112][113]가용 전력으로 24시간 전력을 공급하기 위해 태양광 발전, 저장소와 석탄 기반 전력(최소 51%)을 조합할 수 있는 5,000 MW의 입찰자를 요청했다.

미래.

그린피스 국제, 유럽 태양 열전 협회, 국제 에너지 기구의 SolarPACES 그룹에 의해 수행된 연구는 집중 태양 에너지의 잠재력과 미래를 조사했다.그 연구는 2050년까지 집중 태양 에너지가 세계 에너지 수요의 25%를 차지할 수 있다는 것을 발견했다.투자 증가액은 전 세계적으로 20억 유로에서 그 기간 동안 ^[114]925억 유로로 증가할 것이다.스페인은 50개 이상의 정부 승인 프로젝트가 진행 중인 집중형 태양광 발전 기술의 선두 주자입니다.또한, 기술을 수출하여 전 세계적으로 에너지 관련 기술 지분을 더욱 증가시키고 있습니다.이 기술은 높은 일사량(태양방사선) 지역에서 가장 잘 작동하기 때문에 전문가들은 아프리카, 멕시코, 미국 남서부와 같은 지역에서 가장 큰 성장을 할 것으로 예측하고 있다.이는 질산염(칼슘, 칼륨, 나트륨 등)을 기반으로 하는 축열 시스템이 CSP 공장의 수익성을 더욱 높일 것임을 나타냅니다.이 조사에서는 CSP 테크놀로지의 증가, 스페인과 미국에서와 마찬가지로 투자가 계속되고 있는 것, 그리고 마지막으로 CSP의 성장에 아무런 장벽이 없는 진정한 잠재력이라는 세 가지 다른 결과를 조사했습니다.세 번째 파트의 결과는 아래 표에 나와 있습니다.

연도	연간. 투자.	누적 용량.
2015	210억유로	4,755 MW
2050	1,940억유로	1,500,000 MW

마지막으로, 연구는 CSP의 기술이 어떻게 향상되고 있으며, 2050년까지 어떻게 급격한 가격 하락을 가져올 것인지를 인정했습니다.이 회사는 현재의 범위인 €0.23~0.15/kWh에서 €0.14~0.10/^[114]kWh로 하락할 것으로 예측했다.

유럽연합은 "유럽, 중동 및 북아프리카를 연결하는 새로운 탄소 없는 네트워크"를 구축하기 위해 디저텍으로 알려진 CSP 기술을 사용하여 사하라 지역에 기반을 둔 4,000억 유로(7,740억 달러) 규모의 태양광 발전소의 네트워크 개발을 검토했다.이 계획은 주로 독일 산업가들이 지지했으며 2050년까지 유럽 전력의 15%를 생산할 것으로 예측했다.모로코는 데세르텍의 주요 파트너였으며 EU의 전력 소비량의 1%에 불과하기 때문에 ^[115]유럽으로의 대규모 에너지 잉여로 나라 전체에 충분한 에너지를 공급할 수 있었다.알제리에는 가장 넓은 사막 지역이 있고 알제리 민간기업인 세비탈이 데세르텍에 ^[115]계약했다.알제리는 넓은 사막(지중해 및 중동 지역에서 CSP 잠재력이 가장 높은 지역(연간 약 170TWh)과 유럽 근처의 전략적 지리적 위치를 가지고 있어 Desertec 프로젝트의 성공을 보장하는 주요 국가 중 하나입니다.또, 알제리 사막의 풍부한 천연가스 매장량을 통해, 24시간 발전용 솔라 가스 하이브리드 발전소를 인수하는 알제리의 기술적 잠재력이 강화된다.대부분의 참가자는 2014년 말에 그 노력에서 손을 뗐다.

미국 최초의 CSP 플랜트에 대한 경험은 엇갈렸습니다.애리조나의 Solana와 캘리포니아의 Ivanpah는 가동 첫 해에 전력 생산량이 25%에서 40%까지 크게 부족함을 나타냅니다.제작자들은 구름과 폭풍우를 탓하지만 비평가들은 기술적인 문제가 있다고 생각하는 것 같다.이러한 문제들로 인해 전력회사는 도매 전기에 대해 부풀려진 가격을 지불하게 되고 기술의 장기적인 생존 가능성을 위협하고 있다.태양광 발전 비용이 계속 급락함에 따라, 많은 사람들은 CSP가 유틸리티 규모의 전력 ^[116]생산에서 제한된 미래를 가지고 있다고 생각합니다.다른 나라, 특히 스페인과 남아프리카 공화국의 CSP 공장은 설계 파라미터를 충족하고 있습니다.

CSP는 전기 이외의 용도를 가지고 있습니다.연구원들은 태양 연료의 생산을 위해 태양 열 원자로를 조사하고 있으며, 미래에 태양 에너지를 완전히 운반할 수 있는 에너지 형태로 만들고 있다.이들 연구진은 CSP의 태양열을 열화학의 촉매로 사용해 HO₂ 분자를 분해하고 탄소 ^[118]배출이 없는 태양 에너지로부터 수소(H₂)를 생성한다.HO와 CO를₂ 둘 다₂ 분리함으로써, 상용 비행기 비행에 사용되는 제트 연료와 같은 많이 사용되는 다른 탄화수소들도 화석 ^[119]연료가 아닌 태양 에너지로 만들어질 수 있다.

초대형 태양광 발전소

약 2010년까지 밀레니엄이 바뀔 무렵,^[120] CSP를 이용한 기가와트 규모의 초대형 태양광 발전소에 대한 몇 가지 제안이 있었다.유럽-지중해 데세르텍 제안과 그리스 헬리오스 계획(10GW)이 모두 취소됐다.2003년 연구에 따르면 전 세계 사막의 1%를 사용하는 대규모 태양광 발전소에서 매년 2,357,840 TWh를 생산할 수 있다.전 세계 총 소비량은 연간 15^[121],223 TWh(2003년)였습니다.기가와트 규모의 프로젝트는 표준 크기의 단일 플랜트 배열일 것이다.2012년 BLM은 미국 남서부의 97,921,069에이커(3,962만7,251ha)의 토지를 태양광 프로젝트에 사용할 수 있도록 했다. 이는 10,000에서 20,^[122]000GW에 충분한 양이다.가동 중인 단일 발전소 중 가장 큰 것은 510 MW의 누어 솔라 발전소이다.2022년에는 두바이에 있는 5GW 모하메드 빈 라시드 알 막툼 솔라 파크의 700MW CSP 4단계가 CSP를 갖춘 최대 규모의 태양광 단지가 될 것이다.

적절한 사이트

직접 조사 강도가 가장 높은 곳은 건조하고 고도가 높으며 열대 지방에 위치한다.이러한 장소는 햇빛이 덜 드는 지역보다 CSP의 가능성이 높습니다.

전력탑 CSP의 경우 전력탑이 용융염 ^[123][124]저장탱크와 통합된 지상에 위치할 수 있기 때문에 폐기된 노천광산, 적당한 언덕 경사면 및 분화구 함몰이 유리할 수 있다.

환경에 미치는 영향

CSP는 특히 물 사용, 토지 사용 및 위험 ^[125]물질 사용에 많은 환경적 영향을 미칩니다.물은 일반적으로 냉각 및 거울 청소에 사용됩니다.일부 프로젝트에서는 방호벽 사용, 거울에 들러붙지 않는 코팅, 물 연무 시스템 ^[126]등을 포함하여 사용되는 물과 세정제를 줄이기 위한 다양한 방법을 검토하고 있습니다.

물 사용

습식 냉각 시스템을 갖춘 집중형 태양광 발전소는 기존의 어떤 유형의 발전소보다 물 소비 강도가 가장 높다. 탄소 포집 및 저장 장치를 갖춘 화석 연료 발전소만이 물의 ^[127]강도가 더 높을 수 있다.2013년 다양한 전력원을 비교한 연구에서 습식 냉각을 사용하는 태양광 발전소의 운영 중 중앙 물 소비량은 타워 발전소의 경우 메가와트시당 3.1 입방 미터(810 US gal/MWh), 트로프 발전소의 경우 3.4 m³/MWh(890 US gal/MWh)였다.이는 2.7m³/MWh(720US gal/MWh), 2.0m³/MWh(530US gal/MWh), 0.79m³/MWh(210US gal/MWh)^[128]의 천연가스(냉각탑 포함)보다 높았다.국립 재생 에너지 연구소의 2011년 연구 유사한 결론을:냉각 타워를 발전소 원통형의 여물통을, 작전 중에 물 소비량은 속m3/MWh(865년 미국 gal/MWh), 암호화 서비스 공급자의 송신탑으로 2.98 m3/MWh(786년 미국 gal/MWh), 석탄을 2.60m3/MWh(687년 미국 gal/MWh), 핵 발전소를 2.54m3/MWh(672년 미국 gal/MWh), 0.75m3/MWh 위해서 왔다.(198 US gal/MWh).^[129]솔라 에너지 산업 협회는 네바다 솔라 원 트로프 CSP 발전소가 3.2m³/MWh(850 US gal/MWh)^[130]를 소비한다고 언급했다.CSP 공장은 물이 부족한 건조한 환경에 있는 경우가 많기 때문에 물 소비 문제가 고조되고 있습니다.

2007년, 미국 의회는 에너지부에 CSP에 의한 물 소비 감소 방법에 대한 보고를 지시했습니다.후속 보고서에서는 건조 냉각 기술을 이용할 수 있어 건설 및 운영 비용이 더 많이 들지만 CSP에 의한 물 소비를 91~95% 줄일 수 있다고 언급했습니다.하이브리드 습식/건식 냉각 시스템은 물 소비를 32~58%^[131] 줄일 수 있습니다.NREL의 2015년 보고서에 따르면 미국에서 가동 중인 24개의 CSP 발전소 중 4개가 건식 냉각 시스템을 사용했다.4개의 건냉식 시스템은 캘리포니아 바스토우 근처의 아이반파 태양광 시설과 캘리포니아 리버사이드 카운티에 있는 제네시스 태양광 발전 프로젝트 세 개의 발전소였다.2015년 3월 현재 미국에서 건설 또는 개발 중인 15개의 CSP 프로젝트 중 6개는 습식 시스템, 7개는 건식 시스템, 1개는 하이브리드, 1개는 미지정 시스템입니다.

비록 한 번 통과하는 냉각 또는 냉각 연못이 있는 많은 오래된 화력발전소가 CSP보다 더 많은 물을 사용하지만, 이는 더 많은 물이 시스템을 통과한다는 것을 의미하지만, 대부분의 냉각수는 다른 용도로 사용할 수 있는 수역으로 돌아가고 증발에 의해 더 적은 물을 소비한다.예를 들어 1회 냉각 방식의 미국 중앙 석탄 발전소는 138m³/MWh(36,350US gal/MWh)를 사용하지만 ^[132]증발로 손실되는 양은 0.95m³/MWh(250US gal/MWh)에 불과하다.1970년대 이후, 대부분의 미국 발전소는 ^[133]일회성 시스템이 아닌 냉각 타워와 같은 재순환 시스템을 사용해 왔습니다.

야생 생물에 미치는 영향

곤충은 태양 기술이 집약된 밝은 빛에 이끌릴 수 있고, 그 결과 곤충을 사냥하는 새들은 빛이 집중되는 지점 근처를 날면 불에 타 죽을 수 있다.이것은 또한 ^{[134][135][136][137]}새를 사냥하는 맹금류에게도 영향을 미칠 수 있다.연방 야생동물 관계자들은 이반파 송전탑을 ^{[138][139][140]}야생동물들을 위한 "메가 트랩"이라고 부른 것으로 알려졌다.

일부 언론은 집중 태양 광선의 강한 열 ^[141][142]때문에 집중 태양 발전소가 많은 새들을 다치게 하거나 죽였다고 보도했습니다.일부 주장은 과장되거나 ^[143]과장되었을 수 있다.

엄밀한 보고에 따르면, 6개월 이상 동안 133마리의 새들이 이반파에서 ^[144]새끼를 낳았다.대기 중인 초승달 모래 언덕 태양 에너지 프로젝트에서는 공중의 어느 한 곳에나 거울 4개만 초점을 맞추면 3개월 만에 사망률이 ^[145]0으로 떨어졌습니다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

외부 링크

• 집광형 태양광 발전 유틸리티
• NREL 태양광 집광 프로그램
• Plataforma Solar de Almeria, CSP 연구소
• 태양광 집광 시스템 연구소
• Baldizon, Roberto (5 March 2019). "Innovations on Concentrated Solar Thermal Power". Medium. Retrieved 18 January 2020.