Termosolární elektrárny, obvykle věže v pustině, obklopené spoustou zrcadel, koncentrují sluneční paprsky a vytvářejí ohromný žár, často překračující teplotu 1000 °C. Vytvořené teplo je možné použít přímo k výrobě elektřiny, obvykle parní turbínou. Anebo je možné teplo uložit na později v nějaké šikovné termální baterii.
Tuto roli obvykle hrají tavené soli, které mají vhodné termální vlastnosti. Zároveň ale také mají nemalé nevýhody. Bývají nesmírně korozivní, což představuje zátěž pro celý systém a jeho údržbu. Také nejsou úplně levné a práce s nimi bývá svízelná. Jsou ale i jiné možnosti.
Camila Barrenecheová ze španělské Universitat de Barcelona a její spolupracovníci navrhují používat jako termální baterii sopečný popel.
Když se v září 2021 probudil stratovulkán Cumbre Vieja na ostrově La Palma, vyvrhl do prosince též roku asi 215 milionů metrů krychlových lávy a popela. Je to asi 86 tisíc olympijských plaveckých bazénů.
Jde o ohromnou spoustu sopečného popela, který je snadno k dispozici. V okolí vulkánů se využívá jako laciný materiál. Tým Barrenecheové vyzkoušel, jak funguje coby médium pro ukládání tepla. Udělali ze sopečného popela pelety, které prohnali více než tisícovkou cyklů, v nichž se sopečný popel žhavil na 750 °C a opětovně chladl na 250 °C.
Ukázalo se, že sopečný popel má vynikající tepelnou vodivost i tepelnou kapacitu. Současně je také fyzikálně a chemicky stabilní. Po tisícovce cyklů přibylo sopečnému popelu oxidací pouhých 0,54 procent hmotnosti. Badatelé rovněž zjistili, že je možné smíchat sopečný popel se zmíněnými tavenými solemi, což příznivě vylepší jejich vlastnosti. Sopečný popel může fungovat i jako materiál v ohnisku termosolární elektrárny, do něhož se koncentrují sluneční paprsky. Jak se zdá, sopečný popel má zajímavý potenciál.
Video: Volcanic eruption – Cumbre Vieja, La Palma
Literatura
Termosolární elektrárna v Andalusii
Autor: Stanislav Mihulka (29.03.2012)
Kapalný systém MOST ukládá solární energii na celá desetiletí
Autor: Stanislav Mihulka (14.04.2022)
Do běla rozžhavená síťová termální baterie hodlá zdecimovat lithiovou konkurenci
Autor: Stanislav Mihulka (15.12.2023)
Sluneční šlamastyka: Masivní solární farmy mohou měnit klima jinde ve světě
Autor: Stanislav Mihulka (14.01.2024)
Diskuze:
tavení
J P77,2024-05-22 06:46:07
Jsem z článku nepochopil jestli se popel bude tavit nebo ne. Sůl se taví a obíhá přes věž. Nevím jestli se popel na 750°C roztaví. Hádám že ne, ale jestli má být i ve věži, tak asi jo. Kdyby se netavil, tak by se musel použít podobně jako v pískových bateriích a ohřívat vzduchem, nebo malým solným okruhem.
Re: tavení
Florian Stanislav,2024-05-22 11:54:01
Láva se taví 900°C až 1100°C. Popel je nejspíš stejný materiál, jen tepelně rozpukaný a rozprášený nejspíš po kontaktu s podzemní vodou.
Re: tavení
Konstantin Starsi,2024-05-22 20:00:25
Text naznacuje ze popol bude v peletkach a pracovat ako ulozisko energie v pracovnom cykle medzi teplotami 250-750. Dnesne elektrarne maju pracovnu teplotu soli 290-560 (https://www.man-es.com/energy-storage/campaigns/mosas). Takze staci uz fungujuce riesenie upravit aby pouzivalo menej prenosoveho media a ukladalo energiu do takychto peletiek. Dojde k uspore prenosoveho media, ale technologia ostava v podstate rovnaka.
Re: tavení
F M,2024-05-23 14:50:02
Zde jde jen o základní výzkum materiálu opravdu jen na laboratorním stole.
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2352152X24013148
"Pro cyklistický test byla pomocí automatického lisu a specifické formy vyrobena malá kulatá tableta vyrobená ze sopečného popela (opravdu zřejmě jen jedna). Výsledný vzorek kulaté tablety měl tloušťku 3,81 mm a průměr 12,7 mm. Tableta prošla 1000 cykly, při kterých se střídaly teploty 250 °C a 750 °C ve vzdušné atmosféře. Každý úplný cyklus trval 22 minut, zahrnujících 10 minut ohřevu uvnitř pece a 12 minut v zóně s nižší teplotou pomocí ventilátoru pro řízené chlazení."
Jsou tu nějaké odkazy na fungující zařízení:
Německo "1,5 MW nádrž TES provozovaná společností Siemens Gamesa zahřeje částice až na 800 °C" dávám to sem, kdyby to chtěl někdo hledat.
Ten materiál pohlcuje hodně záření "85,19 %" (akorát jim světlá časem), uvažují mimo jiné i padající vločky tohoto materiálu, může zahrnovat rozptyl částic v nějakém médiu (tavenině). Zde ta účinnost je oproti FVE jinde, ale daleko více problematické.
Jde zde jen o ten výzkum materiálu, tak přídavný balast není příliš rozsáhlý, zatím mi tam chybí dlouhodobější skladování, je možné, že s přiblížením se k penězovodům se teprve objeví, jako náplň místo písku by to mohlo být použitelné.
Sám tento materiál by se neměl tavit v žádné zde zmiňované aplikaci (snad jsem nic nepřeletěl)
Diskuze je otevřená pouze 7dní od zvěřejnění příspěvku nebo na povolení redakce
