Solkraftverk

Det spanske termiske solkraftverket Gemasolar er i stand til å holde en døgnkontinuerlig kraftproduksjon ved hjelp av et varmelager basert på saltsmelte. Kraftverket, som ligger i provinsen Sevilla, har en netto ytelse på cirka 20 MW og en årlig produksjon på 80 GWh. Termisk lagringskapasitet er 670 MWh.

Av .
Lisens: CC BY SA 4.0

Saltsmelte er betegnelse på en type salt som er i fast form under vanlig temperatur og trykk, men som blir flytende ved en høyere temperatur. Dens viktigste bruk er til transport og lagring av varmeenergi.

En mye brukt saltsmelte er en eutektisk blanding av 60 prosent natriumnitrat (NaNO₃) og 40 prosent kaliumnitrat (KNO₃). Innenfor temperaturområdet 250–550 °C er denne blandingen flytende. Dette anses som et gunstig bruksområde for de fleste formål. Vanlig bordsalt smelter ikke før ved 801 °C.

Når varme tilføres saltsmelten, øker temperaturen. Ved opptak av varme opptrer saltsmelten som en energibærer for varmeenergi, som gjør at den på en enkel måte kan lagres eller transporteres. Ved behov kan lagret varme tas ut, som fører til at temperaturen til saltsmelten synker. Differensen mellom øvre og nedre temperatur, samt saltsmeltens varmekapasitet, bestemmer hvor mye varmeenergi som kan tas opp.

Generelt er væsker velegnet til å oppta varmeenergi. Dette gjelder vann, ulike oljer, flytende metall eller saltsmelter. For lave temperaturer (25–90 °C) er vann ideelt. Det har en relativt høy spesifikk varmekapasitet (4,2 kJ/kg °C), er rimelig i anskaffelse og innenfor en temperaturdifferanse på 60 °C kan det lagre 250 kJ/kg. For høyere temperaturer er vann imidlertid uegnet da det vil gå over til damp under høyt trykk.

Med saltsmelter kan temperaturen økes til over 500 °C uten at trykket øker i noen vesentlig grad. Innenfor temperaturområdet 300–500 °C oppnås en volumetrisk varmekapasitet som er beregnet til å ligge i området 1670–3770 kJ/ °C. Noen saltsmelter kan operere innenfor et høyere temperaturområde, men disse regnes for å være svært korrosive.

Anvendelse

Den viktigste bruken av saltsmelter i dag er å lagre varmeenergi som innfanges i termiske solkraftverk. Termiske solkraftverk fungerer på samme måte som vanlige varmekraftverk, med unntak av at varmekilden er solvarme. Varmen brukes til å produsere damp under høyt trykk, som inngår i en Rankine-syklus eller Brayton-syklus for produksjon av elektrisk energi.

På dagtid blir overskytende solvarme avsatt i en saltsmelte i stedet for til kraftproduksjon. Oppmagasinert varme kan da brukes til produksjon av damp og elektrisitet om kvelden og natten, og på den måten fordele kraftproduksjonen over alle døgnets timer. Det er anslått at bruk av saltsmelter i et solkraftverk kan øke kapasitetsfaktoren fra 25 til 70 prosent.

Saltsmelter er også aktuell å bruke i kjernereaktorer av typen saltsmeltereaktor. I en saltsmeltereaktor blir reaktoren kjølt med en saltsmelte til forskjell fra vann som brukes i en lettvannsreaktor. Dette gjør det mulig å operere reaktoren under høy temperatur i kombinasjon med atmosfærisk trykk.

Produsert varme i reaktoren overføres til en sekundær kjølekrets, som også inneholder en saltsmelte. Ved hjelp av den sekundære kjølekretsen kan overskuddsvarme, som opptrer i perioder med lav last, lagres i en saltsmelte som ikke står i direkte forbindelse med kjernereaktoren. Magasinert varme kan igjen tas i bruk i perioder med høy last. Dette er økonomisk og driftsmessig fordelaktig da kraftproduksjonen i større grad kan tilpasses variasjoner i etterspørselen.

Les mer i Store norske leksikon

Kommentarer

Kommentarer til artikkelen blir synlig for alle. Ikke skriv inn sensitive opplysninger, for eksempel helseopplysninger. Fagansvarlig eller redaktør svarer når de kan. Det kan ta tid før du får svar.

Du må være logget inn for å kommentere.

eller registrer deg