Co to jest płyn przenoszący ciepło?
Płyn przenoszący ciepło odnosi się do zaprojektowanej mieszaniny chemikaliów, które zbierają i transportują ciepło. Płyny te są jedną z kluczowych technologii, które umożliwiają wytwarzanie energii elektrycznej z koncentrującego się systemu energii słonecznej (CSP). Przy wyborze odpowiedniego płynu do wymiany ciepła należy określić wiele kryteriów operacyjnych.
W systemach koncentracji energii słonecznej (CSP), zaawansowanej technologii energii słonecznej, energia światła jest przekształcana w ciepło. Jest to różnica w stosunku do fotowoltaicznych schematów energii słonecznej, w których energia świetlna wychwytywana przez ogniwa fotoelektryczne wytwarza bezpośrednio energię elektryczną. W procesie CSP światło jest skoncentrowane przez lustra, które skupiają odbite światło słoneczne na odbiornikach, rurkach, przez które przepływa płyn przenoszący ciepło. Gorące płyny są następnie doprowadzane do elektrowni.
Jedna konfiguracja CSP wykorzystuje zwierciadła paraboliczne rozmieszczone w wyjątkowo długich rzędach, które wyglądają jak łopaty dużych pługów śnieżnych na autostradzie. Płyn przenoszący ciepło przemieszcza się w dół po poziomych środkach lusterek, zdobywając ciepło, gdy przemieszcza się z jednego lustra do drugiego. Inne konfiguracje używają okrągłych płaskich luster, które skupiają światło na odbiornikach zawieszonych nad lustrami. Często systemy mają funkcję śledzenia Słońca, w której zwierciadła mogą śledzić ruch Słońca po niebie.
Gorący płyn jest pompowany do elektrowni z turbiną parową. Tam płyn podgrzewa wodę, zastępując paliwo w tradycyjnej stacji elektrycznej zasilanej paliwami kopalnymi. Obwód wrzącej wody jest identyczny, z wyjątkiem zmian w konstrukcji wymiennika ciepła między płynem przenoszącym ciepło i wodą. Nie ma potrzeby stosowania kolektora gazu i mechanizmów wydechowych.
Zastosowanie płynu przenoszącego ciepło jest niezwykłe z dwóch powodów. W tym schemacie nie zużyto paliwa; energia pochodziła ze światła słonecznego. Dlatego nie ma potrzeby obchodzenia się z produktami ubocznymi spalania. CSP ma zalety fotowoltaiczne w stosunku do energii słonecznej, ale może potencjalnie osiągnąć wyższą wydajność i wyższą moc elektryczną.
Po drugie, ciepło dosłownie przepływało z jednego miejsca do drugiego. Inżynierowie zwykle myślą, że ciepło jest produktem odpadowym lub produktem ubocznym, ale nie nośnikiem energii. Ciepło przepływa tak łatwo przez ściany rur i kanały, więc nie można go łatwo transportować i najlepiej jest je wykorzystać w miejscu wytwarzania. Zastosowanie zaawansowanych płynów przenoszących ciepło umożliwia transport ciepła.
Płyny do wymiany ciepła muszą być starannie zaprojektowane, aby miały wysoką pojemność cieplną, wysoką stabilność termiczną i szeroki zakres temperatur roboczych. Muszą albo pozostać cieczą, albo utrzymywać właściwości gazu zgodne z systemem. Typowy płyn przenoszący ciepło ma parametry robocze od 12 o C do 400 o C (54 o 75 do 752 o F).