Alman Havacılık ve Uzay Merkezi (DLR), Avrupalı araştırma ortaklarıyla birlikte, kükürtten iklim açısından nötr elektrik üretmek için güneş enerjisini kullanan bir süreç geliştirdi. Teknik ölçekteki ilk test serisi başarıyla tamamlandı.
İşlem, bir kimyasal döngü işlemine dayanmaktadır. Burada kükürt özel elektrik santrali türbinlerinde yakılarak sülfürik aside dönüştürülür. Sülfürik asit güneş ısısı CO yardımıyla olabilir2-Tekrar yakıt olarak kullanılabilen saf kükürde özgürce dönüştürün.
Neden kükürt?
Kükürt, enerji santrallerinde gaz ve buhar türbinleri için yakıt olarak kullanılabilir. Ayrıca kükürt güneş termik santralleri için umut vadeden bir enerji depolama ortamıdır. Bu iki elektrik santrali teknolojisinin bir kombinasyonu, iklim açısından nötr elektrik üretimine yönelik bir başka adımdır.
Kükürt, yüksek enerji yoğunluğu nedeniyle güneş termik santralleri için umut verici bir depolama ortamıdır. Enerji yoğunluğu, günümüz güneş termik santrallerinde güneş enerjisini yüksek sıcaklıkta ısı olarak emen, taşıyan ve depolayan erimiş tuzdan 30 kat daha fazladır. Toz veya sıvı haldeki kükürt kolayca taşınabilir ve uzun süre saklanabilir.
Sınırlı jeolojik birikimler ve fosil yakıtların azalan üretim hacimleri nedeniyle, kükürdü sürdürülebilir bir şekilde çevrim süreçlerine entegre etmek gelecekte daha ekonomik olacaktır. Bu tür çevrimlerde kükürt yeni bir yakıt olarak geri kazanılabilir. PEGASUS projesinde gösterildiği gibi, bu geri kazanım yenilenebilir enerjiler yardımıyla yapılabilir.
7/24 yenilenebilir enerji potansiyeli
Bir güneş enerjisi sistemi, sülfürik asidin konsantre güneş radyasyonundan ayrılması için gereken yüksek sıcaklıkları sağlayabilir. Ortaya çıkan fisyon ürünleri kükürt dioksit (SO2) ve su (H2O) taze kükürt elde etmek için başlangıç ürünleridir. Bu, elektrik üretmek için bir gaz türbininde depolanabilir veya yakılabilir. Bu da kükürt dioksit ( SO2), geleneksel sülfürik asit tesislerine beslenir. Orada taze sülfürik asit ve büyük miktarda atık ısı üretilir. Atık ısı, ek elektrik üreten bir buhar türbinini çalıştırır. Taze sülfürik asit daha sonra sülfürik asit bölünmesi için tekrar kullanılabilir.
Güneş güçlü olduğunda, kükürt santrali aşırı kükürt bile üretebilir, böylece santralin sürekli çalışmasını sağlar. Ortaya çıkan fazla sülfürik asit daha sonra güneş termal teknolojisi kullanılarak kükürde dönüştürülür.
Kükürt üretimine sahip güneş enerjisi termal sistemleri, özellikle güneşli alanlarda etkin bir şekilde işletilebilir. Bu şekilde elde edilen kükürt daha sonra daha az güneş alan bölgelere kolayca taşınabilir.
DLR yüksek performanslı lamba Synlight’ta güneş sisteminin pilot çalışması
PEGASUS projesinin amacı, solar sülfürik asit kraking alt prosesini ve kükürdün gaz türbini enerji santrallerinde yakıt olarak kullanımını test etmektir. Gerekli yüksek sıcaklıklara ulaşmak için araştırmacılar, yeni geliştirilmiş bir sülfürik asit parçalama reaktörünü, daha önce DLR’de geliştirilmiş bir güneş radyasyonu alıcısı ile ısı transferi ve depolama malzemesi olarak seramik parçacıklarla birleştirdiler.
Bir parçacık alıcısında, küçük seramik parçacıklar, ondan elektrik ve endüstriyel proses ısısı üretmek için yayılan termal gücü emer ve taşır. Mevcut güneş enerjisi santrallerinde ısı transfer ortamı olarak kullanılan sıvı tuzlar sadece 550 santigrat derece civarındaki sıcaklıklara ulaşıyor. Sıcak seramik parçacıklar, enerji santrali operatörlerinin 900 derecenin üzerindeki önemli ölçüde daha yüksek proses sıcaklıklarıyla çalışmasını sağlar, bu da daha yüksek verimliliklere ve dolayısıyla daha düşük elektrik üretim maliyetlerine yol açar. Gösteri operasyonu için DLR Institutes for Future Fuels ve for Solar Research’ten bilim adamları, Jülich’teki Synlight yüksek performanslı yayıcıdaki süreç için geliştirilmiş CentRec parçacık alıcısının bir varyantını kurdular. Aynı zamanda, bir laboratuvarda sülfürik asit ayrıştırmasının kükürt döngüsü sürecine entegrasyonunu araştırdılar.
PEGASUS’ta incelenen iki alt süreç, yüksek derecede yenilikçi olmaları nedeniyle araştırmacılara yüksek talepler getirdi. Örneğin, daha önce hiç güneş enerjisiyle ısıtılan parçacıklar sülfürik asidi parçalamak için kullanılmamıştı. Gaz türbinlerinde kullanılmak üzere yüksek basınçta sülfürün yanması da daha önce çalışılmamıştır. DLR Institute for Future Fuels’deki araştırmacılar, ilgili NRW tarafından finanse edilen BaSiS projesinde orantısızlık süreci üzerinde çalışıyorlar.
İşlem, bir kimyasal döngü işlemine dayanmaktadır. Burada kükürt özel elektrik santrali türbinlerinde yakılarak sülfürik aside dönüştürülür. Sülfürik asit güneş ısısı CO yardımıyla olabilir2-Tekrar yakıt olarak kullanılabilen saf kükürde özgürce dönüştürün.
Neden kükürt?
Kükürt, enerji santrallerinde gaz ve buhar türbinleri için yakıt olarak kullanılabilir. Ayrıca kükürt güneş termik santralleri için umut vadeden bir enerji depolama ortamıdır. Bu iki elektrik santrali teknolojisinin bir kombinasyonu, iklim açısından nötr elektrik üretimine yönelik bir başka adımdır.
Kükürt, yüksek enerji yoğunluğu nedeniyle güneş termik santralleri için umut verici bir depolama ortamıdır. Enerji yoğunluğu, günümüz güneş termik santrallerinde güneş enerjisini yüksek sıcaklıkta ısı olarak emen, taşıyan ve depolayan erimiş tuzdan 30 kat daha fazladır. Toz veya sıvı haldeki kükürt kolayca taşınabilir ve uzun süre saklanabilir.
Sınırlı jeolojik birikimler ve fosil yakıtların azalan üretim hacimleri nedeniyle, kükürdü sürdürülebilir bir şekilde çevrim süreçlerine entegre etmek gelecekte daha ekonomik olacaktır. Bu tür çevrimlerde kükürt yeni bir yakıt olarak geri kazanılabilir. PEGASUS projesinde gösterildiği gibi, bu geri kazanım yenilenebilir enerjiler yardımıyla yapılabilir.
7/24 yenilenebilir enerji potansiyeli
Bir güneş enerjisi sistemi, sülfürik asidin konsantre güneş radyasyonundan ayrılması için gereken yüksek sıcaklıkları sağlayabilir. Ortaya çıkan fisyon ürünleri kükürt dioksit (SO2) ve su (H2O) taze kükürt elde etmek için başlangıç ürünleridir. Bu, elektrik üretmek için bir gaz türbininde depolanabilir veya yakılabilir. Bu da kükürt dioksit ( SO2), geleneksel sülfürik asit tesislerine beslenir. Orada taze sülfürik asit ve büyük miktarda atık ısı üretilir. Atık ısı, ek elektrik üreten bir buhar türbinini çalıştırır. Taze sülfürik asit daha sonra sülfürik asit bölünmesi için tekrar kullanılabilir.
Güneş güçlü olduğunda, kükürt santrali aşırı kükürt bile üretebilir, böylece santralin sürekli çalışmasını sağlar. Ortaya çıkan fazla sülfürik asit daha sonra güneş termal teknolojisi kullanılarak kükürde dönüştürülür.
Kükürt üretimine sahip güneş enerjisi termal sistemleri, özellikle güneşli alanlarda etkin bir şekilde işletilebilir. Bu şekilde elde edilen kükürt daha sonra daha az güneş alan bölgelere kolayca taşınabilir.
DLR yüksek performanslı lamba Synlight’ta güneş sisteminin pilot çalışması
PEGASUS projesinin amacı, solar sülfürik asit kraking alt prosesini ve kükürdün gaz türbini enerji santrallerinde yakıt olarak kullanımını test etmektir. Gerekli yüksek sıcaklıklara ulaşmak için araştırmacılar, yeni geliştirilmiş bir sülfürik asit parçalama reaktörünü, daha önce DLR’de geliştirilmiş bir güneş radyasyonu alıcısı ile ısı transferi ve depolama malzemesi olarak seramik parçacıklarla birleştirdiler.
Bir parçacık alıcısında, küçük seramik parçacıklar, ondan elektrik ve endüstriyel proses ısısı üretmek için yayılan termal gücü emer ve taşır. Mevcut güneş enerjisi santrallerinde ısı transfer ortamı olarak kullanılan sıvı tuzlar sadece 550 santigrat derece civarındaki sıcaklıklara ulaşıyor. Sıcak seramik parçacıklar, enerji santrali operatörlerinin 900 derecenin üzerindeki önemli ölçüde daha yüksek proses sıcaklıklarıyla çalışmasını sağlar, bu da daha yüksek verimliliklere ve dolayısıyla daha düşük elektrik üretim maliyetlerine yol açar. Gösteri operasyonu için DLR Institutes for Future Fuels ve for Solar Research’ten bilim adamları, Jülich’teki Synlight yüksek performanslı yayıcıdaki süreç için geliştirilmiş CentRec parçacık alıcısının bir varyantını kurdular. Aynı zamanda, bir laboratuvarda sülfürik asit ayrıştırmasının kükürt döngüsü sürecine entegrasyonunu araştırdılar.
PEGASUS’ta incelenen iki alt süreç, yüksek derecede yenilikçi olmaları nedeniyle araştırmacılara yüksek talepler getirdi. Örneğin, daha önce hiç güneş enerjisiyle ısıtılan parçacıklar sülfürik asidi parçalamak için kullanılmamıştı. Gaz türbinlerinde kullanılmak üzere yüksek basınçta sülfürün yanması da daha önce çalışılmamıştır. DLR Institute for Future Fuels’deki araştırmacılar, ilgili NRW tarafından finanse edilen BaSiS projesinde orantısızlık süreci üzerinde çalışıyorlar.