Kas ir siltuma pārneses šķidrums?

Koncentrējošās saules enerģijas (CSP) sistēmās, kas ir progresīva saules enerģijas tehnoloģija, gaismas enerģija tiek pārveidota siltumā. Šī ir atšķirība no fotoelementu saules enerģijas shēmām, kur gaismas enerģija, ko uztver fotoelektriskās šūnas, tieši ražo elektroenerģiju. CSP procesā gaismu koncentrē spoguļi, kas fokusē atstaroto saules gaismu uz uztvērējiem, caurulēm, caur kurām pārvietojas siltuma pārneses šķidrums. Pēc tam karstie šķidrumi tiek novadīti uz elektroenerģijas ražošanas staciju.

Vienā CSP konfigurācijā tiek izmantoti paraboliski spoguļi, kas sakārtoti īpaši garās rindās, kas izskatās kā lielu šosejas sniega tīrītāju asmeņi. Siltuma pārneses šķidrums virzās lejup pa spoguļu horizontālajiem centriem, iegūstot siltumu, pārvietojoties no viena spoguļa uz nākamo. Citās konfigurācijās tiek izmantoti apaļi plakani spoguļi, kas fokusē gaismu uz uztvērējiem, kas novietoti virs spoguļiem. Bieži vien sistēmām ir saules izsekošanas funkcija, kur spoguļi var sekot līdzi saules kustībai pa debesīm.

Karstais šķidrums tiek sūknēts uz tvaika turbīnas elektroenerģijas ražošanas staciju. Tur šķidrums uzsilda ūdeni, aizstājot kurināmo tradicionālajā ar fosilo kurināmo darbināmajā elektriskajā stacijā. Verdošā ūdens kontūra ir identiska, izņemot siltummaiņa konstrukcijas atšķirības starp siltuma pārneses šķidrumu un ūdeni. Nav nepieciešams gāzes kolektors un izplūdes mehānismi.

Siltuma pārneses šķidruma izmantošana ir ievērojama divu iemeslu dēļ. Šajā shēmā degviela netika patērēta; enerģija nāca no saules gaismas. Tāpēc nav jāapstrādā sadegšanas blakusprodukti. CSP ir saules kurināmā priekšrocības, ko sniedz fotoelektriskās iekārtas, taču tas potenciāli var sasniegt augstāku efektivitāti un lielāku elektrisko jaudu.

Otrkārt, siltums burtiski tika novadīts no vienas vietas uz otru. Inženieri parasti domā, ka siltums ir atkritumu produkts vai blakusprodukts, bet ne enerģijas nesējs. Siltums tik viegli izvadās cauri cauruļu sienām un kanālu darbiem, ka to nevar viegli transportēt, un to vislabāk izmantot ģenerēšanas vietā. Uzlabotu siltuma pārneses šķidrumu izmantošana padara siltuma transportēšanu iespējamu.

Siltuma pārneses šķidrumiem jābūt rūpīgi izstrādātiem, lai tiem būtu augsta siltumietilpība, augsta termiskā stabilitāte un plašs darba temperatūru diapazons. Tiem jāpaliek šķidrumam vai jāsaglabā ar sistēmu saderīgas īpašības kā gāzei. Tipiskam siltuma pārneses šķidrumam ir darbības specifikācijas no 12oC līdz 400oC (54oF līdz 752oF).