Ačkoli se myšlenka využití jaderné energie a obnovitelných zdrojů energie v jednom systému může zdát zvláštní, možná změníte názor, až uslyšíte výsledek. Dva vědci zkoumají účinky spojení solární a jaderné energie pro výrobu elektřiny a výsledkem by mohla být zcela nová odnož vědy.
Když se objeví debaty o obnovitelných zdrojích energie a jaderné energii, obvykle se mezi nimi jako mezi konkurenty vede jasná hranice, ale dva vědci z Wisconsinské univerzity v Madisonu se rozhodli tento názor změnit. Mike Wagner, docent strojního inženýrství a odborník na solární energii, a Ben Lindley, docent technické fyziky a odborník na jaderné reaktory, zkoumají životaschopnost a výhody spojení solární a jaderné energie.
Wagner a Lindley spolupracují se společností Westinghouse Electric Company, která se zabývá jadernou energií a s Národní laboratoří pro obnovitelnou energii (NREL) na návrhu integrovaného energetického systému, který spojuje koncentrující se solární elektrárnu a inovativní jaderný reaktor. Neohrožení mladí vědci rovněž vyvíjejí nástroje a algoritmy potřebné k optimalizaci výroby energie. Wager vysvětlil cíle tohoto úsilí:
„S rostoucím využíváním proměnlivých obnovitelných zdrojů energie, jako je větrná a solární energie, dochází k rostoucímu kolísání cen elektřiny a je stále důležitější, aby energetické technologie dokázaly pružně přizpůsobovat svůj výkon poptávce. Úkolem, který se snažíme vyřešit, je přijít na to, jak integrovat jaderný reaktor a koncentrovanou solární energii nákladově efektivním způsobem, který umožní celé elektrárně pružněji reagovat na trhy s energií.“
Související článek
Inovativní systém výroby solární a jaderné energie zahrnuje jediný energetický cyklus
Projekt Wagnera a Lindleyho zahrnuje integrovaný energetický systém, v němž by koncentrující se solární elektrárna, která obsahuje vestavěné tepelné úložiště, zajistila potřebnou flexibilitu při výkyvech na energetických trzích. Koncentrační solární elektrárny fungují tak, že během dne vyrábějí teplo ze slunečního záření, které by se ukládalo jako teplo v nádržích s roztavenou solí. Teplo by se přeměnilo na elektřinu, která by se dodávala podle potřeby, obvykle ve večerních hodinách, kdy sluneční světlo není k dispozici a poptávka je nejvyšší.
Složitost spočívá ve spojení jaderné a solární energie při zachování účinnosti.
Jadernou stránku ilustrují modely Wagnera a Lindleyho, které zkoumají složitost spojení olovem chlazeného rychlého reaktoru a solární elektrárny v jednom energetickém cyklu. Každý provoz by využíval stejnou infrastrukturu pro skladování energie z roztavených solí. Jedním z klíčových bodů studie je, jak by spojení funkcí reaktoru a solárního systému fungovalo a jak by mohlo být provedeno s odpovídající účinností. Lindley hodnotí první výsledky pozitivně:
„Podařilo se nám odhalit dobrou rovnováhu mezi účinností a synergií komponent v tomto integrovaném energetickém systému.“
Samostatná studie bez solární energie se zaměřila na optimalizaci jaderných elektráren
Kombinace solárních a jaderných systémů navazuje na předchozí studii Wagnera a Lindleyho, která se zabývala optimalizací energetického výkonu jaderných elektráren. S využitím olověného rychlého reaktoru Westinghouse testovali strategii skladování energie a flexibilního energetického dispečinku z roztavených solí a přizpůsobili nástroje NREL pro analýzu těchto typů systémů.
Výsledky byly pozitivní. Podle výsledků zveřejněných v časopise Energies překonala elektrárna základní elektrárnu s 10% zlepšením výkupní ceny energie v podmínkách kalifornského trhu s energií.
Při pohledu do budoucna se Lindley a Wagner zaměří na energetický systém, který integruje pokročilý jaderný reaktor a koncentrující se solární elektrárnu tím, že sdílí stejné tepelné úložiště energie z roztavených solí, což je zajímavý koncept pro ty, kteří se domnívají, že tyto dvě formy energie nelze spojit do jednoho životaschopného systému výroby elektřiny.