Napenergia napsütés nélkül - A technológia nem bonyolult, csak a gazdasági vonatkozásai

2012-02-01 Ahhoz, hogy a napenergia komoly szerepet játsszon, vagyis jelentős súlyra tegyen szert az áramtermelésben, le kell győzni egy nagy akadályt: meg kell találni a módját a raktározásának, hogy akkor is használni lehessen, ha nem süt a nap. Úgy tűnik, a kihívás ráirányítja a figyelmet egy másfajta energiára, a nap-hő energiára, arra a módszerre, amely úgy állít elő áramot, hogy a nap melegét vízforralásra használja. A forró vízzel sót melegítenek fel, amely eltárolja az energiát olyan időszakokra, amikor az áramfogyasztás megugrik.

Két kaliforniai vállalat tervezi ennek a tárolási technológiának az alkalmazását: a SolarReserve, amely a nevadai sivatagban készülő létesítménye a tervek szerint jövőre kezd működni, és a BrightsSource, amely Kaliforniában épít három, 2016-ban és 2017-ben műbe álló üzemet. A négy létesítmény együtt több tízezer háztartás áramellátására lesz képes egy-egy nyári este.

Szigorodó állami követelmények

Hogy a technológia széles körben elterjed-e, az a jövő kérdése, de olyan vállalatok, mint a Google, a Chevron és a Good Energies érdemesnek tartják pénzt fektetni bele, két nagy szolgáltató, az NV Energy és a Southern California Edison pedig hosszú távú megállapodást írt alá a radikálisan új erőművi létesítményekben termelt áram vásárlásáról. A létesítmények egyik fő feladata az lesz, hogy kiegészítsék a napsugárzásból közvetlenül áramot előállító napelemeket. Amikor alkonyatkor vagy felhős napokon az elemek termelése lecsökken, belépnek az új, az elraktározott hőenergiát felhasználó berendezések.
Ez a kiegészítő szerep még fontosabbá válik, ha a napelemek, amelyeknek az ára az utóbbi időben visszaesett, még olcsóbbá válnak, és háztetők millióin jelennek meg. Ha az áramellátás nagyobb mértékben függ a napelemektől és a szélturbináktól, szükség lesz olyan kiegészítő energiaforrásokra - lehetőség szerint megújuló energiaforrást használókra -, amelyek ki tudják egyensúlyozni a rendszert.
A legtöbb szolgáltató igyekszik minél több kilowattórát megújuló energiaforrásból előállítani, hogy eleget tegyen az alternatív energiaforrások felhasználásával kapcsolatos szigorodó állami követelményeknek - mondta Kevin B. Smith, a SolarReserve vezérigazgatója a The New York Times című lapnak. Az Egyesült Államok energiahivatala tavaly szeptemberben 737 millió hitelgaranciát adott a SolarReserve-nek a nevadai beruházáshoz.
Az amerikai közvélemény kritikusabban tekint a napenergiával kapcsolatos beruházásokhoz adott hitelgaranciákra azóta, hogy csődöt jelentett a Solyndra nevű kaliforniai vállalat, amely 535 millió dolláros hitelgaranciát kapott egy napelemeket gyártó üzem építéséhez. Az áramtermelők kilátásai azonban mindig jobbak voltak, mert az ő terméküket - szemben a napelemekkel - szerződéssel jó előre eladják.

Fontosabb az, hogy mikor szolgáltatják az energiát

A SolarReserve és a BrightSource beruházásai a technikai részletek tekintetében némileg különböznek, de mindkettő több ezer számítógép irányította, plakátméretű tükröt fog alkalmazni, amelyek egy hőelnyelő toronyra irányítják a napsugarakat.
A SolarReserve létesítményében a hőt sóoldat nyeli el, amely azonnal felhasználható vízforralásra és gőz előállítására, amellyel aztán hagyományos turbinákat és generátorokat működtetnek. A forró só arra is alkalmas, hogy több órán keresztül tárolja a hőt. A BrightSource-nál a felmelegített vizet azonnal fel lehet használni gőzként, vagy sót lehet melegíteni vele hőtárolásra.
A berendezések azért használnak sót, mert az jóval több hőt képes tárolni, mint a víz. De ha oldott állapotba kerül, akkor meg is kell tartani abban, mert különben a rendszernek egy olyan helyén szilárdul meg esetleg, ahol nehéz újból feloldani.
A technológia nem bonyolult, de a gazdasági vonatkozásai annál inkább.
A legegyszerűbb, legolcsóbb módja a napenergia hasznosításának, ha a hőt azonnal villamos árammá alakítják át. Az energiatermelő vállalatok azonban az olyan farmerekhez hasonlíthatók leginkább, akik a learatott gabonát nem dobják azonnal piacra, hanem silókban tárolják, számítva rá, hogy később az ára emelkedni fog. Az energiaellátók úgy gondolkodnak, hogy bevételük szempontjából az előállított mennyiségnél fontosabb az, hogy mikor szolgáltatják az energiát.
A napelemek széles körű alkalmazása - akár a háztetőkön, akár hatalmas sivatagi telepeken - ugyanis változást fog előidézni abban, hogy mely időszakokban a legmagasabbak az árak.
Ma az Egyesült Államokban az áram meleg nyári napokon a késő délutáni és az esti órákban a legdrágább. A napelemek ezt a csúcsot jelentősen lefaragják késő délután - állítja Paul Denholm, a coloradói Boulderben működő Megújuló Energia Laboratóriumának napenergia-szakértője. Közlése szerint az új árcsúcs későbbre tolódik, a napnyugtát közvetlenül megelőző és követő időszakra, amikor a napelemek termelése kicsi vagy teljesen hiányzik.

A tárolókapacitással rendelkezők számára kedvezően alakul a piac.

John Woolard, a BrightSource vezérigazgatója szerint az új telepek fő feladata az lesz, hogy olyankor állítsanak elő áramot, amikor a szolgáltatóknak a legnagyobb szükségük van rá. A tároló kapacitások bővítése segít működésben tartani a légkondicionálókat akkor is, amikor a napelemek nem termelnek, de a megoldásnak van egyéb pénzügyi haszna is.
A napsugárzás és a hőtermelés párosításán alapuló áramtermelés legdrágább berendezése az, amely a gőzből állítja elő az áramot, de ha összekapcsolják egy megfelelő hőtárolóval, akkor csaknem kétszer olyan hosszú ideig tud működni, mint a tárolóval össze nem kapcsolt berendezés. Ez azt jelenti, hogy az áramtermelés költsége csökken.

A több tárolás másik pénzügyi haszna az áramgazdálkodás sajátosságaihoz kötődik. Egy szolgáltatónak két formában kell biztosítania az áramot: energiaként és kapacitásként. A kettő közti különbség a fogyasztókat nem nagyon érdekli, mivel ők közvetlenül a kilowattórában mért energiáért fizetnek.

A kapacitás, az energia előállításának képessége azonban egyre fontosabbá válik, ahogy a megújuló energiaforrások mind nagyobb szerepet kapnak az áramellátásban.
A szél és a nap sok energiát termel, de kevés kapacitást. Ma a nap- és szélenergia háttérkapacitását a drága gázfűtéses generátorok adják, amelyek az év nagy részében kihasználatlanok, mert csak akkor kapcsolják be őket, ha a szél alább hagy, vagy a nap nem süt.
Egy kilowattóra tárolása Paul Denholm számításai szerint nagyjából 4 centbe kerül, és mivel 11 centért értékesíthető, jelentős haszon van rajta. A megtakarítás jelentős részét az adja, hogy nem kell háttérkapacitásként fenntartani a gáztüzelésű generátorokat.
Üzleti okokból sem a BrightSource, sem a SolarReserve nem árulja el beruházásának költségeit, de Smith, a SolarReserve vezérigazgatója annyit elárult, hogy a tárolási technológia létrehozása a teljes beruházási összeg kevesebb mint 5 százalékába került. A BrightSource partnere, a Southern California Edison készséggel fizette meg a költségét annak, hogy akkor is kapjon áramot, amikor nem süt a nap.
Egy adott projekt sikere több tényezőtől függ, de a szakértők egyetértenek abban, hogy a tárolókapacitással rendelkező áramtermelők számára kedvezően alakul a piac.

Forrás: MTI