Sluneční věžové elektrárny směle konkurují tradičním zdrojům

  • Stav k 31. 12. 2016
  • Počet FVE v ČR: 28 324
  • Celkový výkon: 2 128,48 MWe
  • Výroba elektřiny: 2 244 194,8 MWh
  • Podíl OZE: 12,97 %

5.8.2014, 18:02

Výroba elektřiny ze slunce je schopná ekonomicky soupeřit se svými plynovými a uhelnými konkurenty. Platí to například pro solárně-termické věžové elektrárny, které po desítkách let vývoje a technologického zdokonalování produkují elektřinu pro celá města.

Využití a historií solárně-termických věžových elektráren se například ve svém článku na stránkách internetového Technického týdeníku zabývá Ing. Jan Tůma. Podle jeho názoru tyto zdroje v hybridním provedení nejnověji aspirují na spojení energetiky s řadou efektivních procesů – s vytápěním i chlazením, odsolováním vody, výrobou vodíku a produkcí biopaliv.

Využití tepelné energie ze slunečního záření není nijak nové, ba naopak. Již alchymisté na konci středověku tavili v ohnisku parabolických zrcadel stříbro, olovo a jiné kovy. Výroba elektřiny je v tomto srovnání však stále poměrně historicky mladá: první elektřinu do sítě dodala malá italská věžová elektrárna Eurelios do sítě až v roce 1980. Ta soustřeďovala paprsky 180 heliostatů na trubkový absorbér na 55 metrů vysoké věži.

Vývoj původně jen pokusných solárně-termických elektráren však poté rychle pokračoval a jejich praktické využití se rychle přesunulo do nejvíce osluněných oblastí americké Kalifornie, Španělska či Izraele. Začalo se využívat systémů s natáčivými zrcadly, soustřeďujícími paprsky na trubkové ohřívače vody nebo vzduchu na vysokých věžích, nebo k zrcadlovým žlabům, koncentrujícím paprsky na médium, cirkulující skleněným potrubím v jejich ohnisku.

O skutečně průmyslové využití se ovšem zasloužilo americké ministerstvo energetiky, které podpořilo kalifornskou společnost SCE v roce 1980 při stavbě testovací termické elektrárny o výkonu 10 MW v Mojavské poušti nedaleko Barstowu. Na zdálky absorbér na 90 m vysoké věži bylo nasměrováno 1818 naklápěcích konkávních zrcadel o rozměrech 7 x 6 m. Část tepla akumulovala do 1540 tun tekuté soli v zásobníku, umožňujícího vyrovnávání výkonu dle odběru elektřiny a až osmihodinový provoz elektrárny po západu slunce.

Cesty jak zvýšit účinnost termických věžových elektráren začal už od roku 1995 hledat také Weizmannův ústav v Izraeli ve spolupráci americkými společnostmi přechodem od parního cyklu k hybridnímu systému s plynovými turbínami. A brzy se zapojili i další. K výzkumu možností této technologie přispívá v Německu od roku 2009 v Jülichu u Aachenu vybudovaná demonstrační 60 metrů vysoká věž s 2000 heliostaty, ohřívající vzduch na 700 °C. Tu však v rámci Evropy předstihla španělská Gemasolar s výkonem 22 MW, která nedaleko Sevilly pomocí 2650 zrcadel ohřívá solný roztok absorbérem na vrcholu 140 m věže na 500 °C. Tekutá sůl je složena z 60 % dusičnanu draselného a 40 % dusičnanu sodného. Ročním elektrickým výkonem 110 GWh pokrývá spotřebu téměř 30 tisíc domácností denně.

Absolutní rekord však drží kalifornský Ivanpah s 400 MW. Zde v říjnu 2010 guvernér Schwarzenegger zahájit stavbu zatím největší solárně-termické elektrárny světa. Na třech kruhových polích o rozloze 14 kilometrů čtverečních je rozloženo 175 heliostatů s párem zrcadel o ploše 7 m2. Elektrárna byla naplno spuštěna v únoru letošního roku a zásobuje elektřinou 140 000 domů.

Na počátku roku bylo na světě v Evropě, USA, Číně a Indii instalováno kolem 600 MW převážně demonstračních a testovacích věžových solárních elektráren. Dalších 300 MW budou mít rozestavěné elektrárny v Kalifornii, Izraeli a Jižní Africe. Do roku 2020 má přibýt nejméně 5000 MW v Kalifornii, Mexiku, Maroku a Indii a zejména v Číně, která plánuje jednotky s výkony až 1000 MW.