Zonne-energie wordt algemeen beschouwd als een toonbeeld van hernieuwbare energie vanwege de constante groei in de afgelopen decennia. Geconcentreerde zonne-energie (CSP) is een methode om energie op te wekken door middel van spiegels die zonlicht reflecteren. De spiegel reflecteert, focust en concentreert natuurlijk zonlicht op een specifiek gebied, waardoor het wordt omgezet in warmte. De stoom die door de warmte wordt geproduceerd, wordt vervolgens gebruikt om een ​​turbine aan te drijven en elektriciteit op te wekken.

Geconcentreerde zonne-energiecentrales (CSP-centrales) kunnen thermische energie opslaan , die vervolgens kan worden gebruikt om elektriciteit op te wekken wanneer dat nodig is. De Verenigde Staten beschikken momenteel over ongeveer 1,815 megawatt aan operationele CSP-centrales.

Bron: Jensen <istock>

Hoe werkt geconcentreerde zonne-energie?

Geconcentreerde zonne-energietechnologie maakt gebruik van vier alternatieve technologische benaderingen:

i) Via systemen

ii) Krachttoren

iii) Fresnel-systeem

iv) Schotelsystemen

i) Trogsystemen

Het energiesysteem maakt gebruik van uitgebreide reflectoren in de vorm van de letter U, met oliegevulde pijpen die door hun middelpunt of brandpunt lopen. Deze reflecterende oppervlakken zijn naar de zon gericht en concentreren het zonlicht op de leidingen, waardoor de olie binnenin opwarmt tot temperaturen tot wel 750 graden Fahrenheit. De verwarmde olie wordt vervolgens gebruikt om water te koken, waardoor stoom wordt gegenereerd die conventionele turbines en generatoren aandrijft.

ii) Power Tower-systemen

Krachttoren- of centrale ontvangersystemen gebruiken heliostaten, dit zijn spiegels die de zon volgen, om zonlicht te concentreren op een ontvanger die zich aan de top van een toren bevindt. De warmteoverdrachtsvloeistof, die wordt verwarmd tot een temperatuur van ongeveer 600ºC, wordt gebruikt om stoom te produceren, en deze stoom wordt vervolgens in een conventionele turbinegenerator gebruikt om elektriciteit op te wekken.

iii) Fresnel-systemen

Een groot aantal collectoren is in rijen opgesteld. De spiegels worden horizontaal op de grond geplaatst en leiden het zonlicht naar de bovenstaande ontvangstbuis. De Fresnel-technologie volgt dezelfde principes als trog- en torensystemen, met als bijkomend voordeel dat er opslag in een stroomblok kan worden opgenomen of dat er rechtstreeks stoom kan worden geproduceerd.

iv) Parabolische schotelsystemen

Een parabolische schotel fungeert als concentrator die zonne-energie reflecteert op een ontvanger die is gemonteerd op een constructie met een volgsysteem dat de zon volgt. De opgevangen warmte wordt vervolgens benut door een warmtemotor. Dankzij het vermogen om extreem hoge temperaturen te bereiken, is dit systeem uitermate geschikt voor toepassing in zonne-energiecentrales.

Voordelen van geconcentreerde zonne-energie

• De Concentrated Solar Power (CSP)-technologie biedt eenvoudige implementaties en operaties.
• Bovendien dient het als een aanvullende energiebron voor andere bronnen.
• De CSP-technologie biedt een ononderbroken elektriciteitsbron, omdat deze dag en nacht stroom genereert.
• Bovendien zet het zonne-energie om in een transporteerbare vorm van energie.

Nadelen van geconcentreerde zonne-energie

• Geothermische energie is sterk afhankelijk van specifieke locaties en de beschikbaarheid van uitgestrekte landgebieden.
• Bovendien zijn er aanzienlijke potentiële ecologische nadelen waarmee rekening moet worden gehouden. De kosten van thermische opslagmaterialen zijn een andere factor waarmee rekening moet worden gehouden.
• Bovendien kan er sprake zijn van een gebrek aan aandacht van zowel onderzoekers als investeerders op dit gebied.

Concluderend vertegenwoordigt Concentrated Solar Power een veelbelovende en duurzame technologie die de energie van de zon benut via een uniek concentratieproces. Met de technologische vooruitgang en de toegenomen acceptatie heeft CPS het potentieel om een ​​belangrijke rol te spelen in onze transitie naar een duurzamere en hernieuwbare energietoekomst, waardoor de afhankelijkheid van fossiele brandstoffen wordt verminderd.

Lees ook: Hoe werkt een lamp op zonne-energie?