Er zijn twee manieren om electriciteit uit zonnestraling te maken:

1. De foto-voltaische methode (afgekort PV): de bekende blauw-glimmende zonnepanelen. Zonnepanelen zijn zeer geschikt voor kleinschalige toepassingen (huizen en dorpen die niet aangesloten zijn op het electrische net; boten; caravans; pompen in de wei; enz.). Zonnepaneelcentrales (PV-centrales) zijn minder geschikt, want:

* Zonnepanelen zijn duur, en hebben dus nog decennia lang subsidie nodig
* Zonnepanelen leveren alleen overdag stroom (en bij bewolkt weer maar een beetje), want electriciteit kun je niet betaalbaar opslaan
* Het kost veel energie om zonnepanelen te maken, de “energie terugverdientijd” is ongeveer 4 jaar.

Het wetenschappelijk onderzoek dat gericht is op goedkopere zonnecellen moet met kracht worden voortgezet, want alle technieken waarmee zonne-energie geoogst kan worden zijn belangrijk.

2. Concentrating Solar Power (afgekort CSP): zonthermische krachtcentrales in landen waar de zon zeer vaak schijnt.

DE WERKING VAN EEN ZONTHERMISCHE KRACHTCENTRALE MET ZEEWATERONTZILTING:

Zie de web-encyclopedie Wikipedia voor de verklaring van de meeste termen.

In de condensor wordt de stoom (bij lage druk) in water omgezet (zoals ruiten beslaan in de winter). Het water wordt met een pomp teruggevoerd naar de stoomketel, waar de hoge temperatuur ervoor zorgt dat het water weer verdampt en stoom wordt onder hoge druk.

In de destilatievaten verdampt het zeewater en condenseert het als zoet water. Hiervoor is de warmte nodig die uit de condensor stroomt (50-80 graden) en koude uit het zeewater (15-30 graden).

De zonnestralen worden geconcentreerd met spiegels. De meest gebruikte methode is de trogspiegel, waarbij de zonnestralen worden geconcentreerd op een absorberbuis die 400 tot 500 graden heet wordt. In de buis wordt olie of gesmolten zout verwarmd, of rechtstreeks water gekookt tot stoom onder zeer hoge druk. De spiegel moet steeds op de zon gericht blijven en draait in de loop van de dag langzaam om 1 as. Zie de foto van het spiegelveld van 1 van de Californische centrales op de home page.

Parabolische trogspiegel (bewezen technologie in Californie)

Een (waarschijnlijk goedkopere) variant is de lineaire Fresnelspiegel. Iedere afzonderlijke, smalle spiegel draait om 1 as en houdt de weerkaatste zonnestralen gericht op de secundaire spiegel die de stralen daarna naar de hete absorberbuis stuurt.

Lineaire Fresnel spiegels (in ontwikkeling, simpeler, goedkoper)

De hoogste temperaturen worden bereikt met een absorber in een toren, die beschenen wordt door een veld vol met spiegels, die ieder afzonderlijk om twee assen draaien om de weerkaatste zonnestralen op de toren gericht te houden.

Zonnetoren met veld vol met spiegels (in de toekomst waarschijnlijk de beste technologie, ook om waterstof te maken)

De overdag opgevangen hitte van de zon kan goed opgeslagen worden in een voorraadvat met bv. gesmolten zout. Die warmte kan dan ‘s avonds en ‘s nachts gebruikt worden om stoom en electriciteit te produceren.

Tijdens langdurige periodes zonder zon kunnen branders worden ingeschakeld die aardgas of waterstof verstoken. Hiermee kan een zonthermische krachtcentrale een absolute leveringsgarantie geven.

Een land met een zonnig klimaat kan zich permiteren om 100% van zijn electriciteit te betrekken van zonthermische krachtcentrales!

Bij het transport van electriciteit uit het Middellandse Zee gebied naar Centraal en Noord-Europa wordt gebruik gemaakt van hoogspanningsleidingen die op gelijkstroom werken, hiermee kan stroom worden getransporteerd van Zuid-Marokko naar Nederland, waarbij de verliezen slechts 15% zijn.

TECHNISCHE UITVOERING VAN CSP

Spiegelsystemen

Er bestaan twee soorten van spiegelsystemen waarmee de zonnestralen worden gecontreerd, spiegelsystemen met een brandlijn en systemen met een brandpunt. De hoogste temperaturen worden bereikt met spiegelsystemen die een brandpunt hebben omdat hierbij de concentratiefactor het hoogst is.

Van spiegelsystemen met een brandlijn zijn de parabolische trogspiegels het meest bekend, zie Fig.1 links boven; de zonthermische krachtcentrales in de Mojave woestijn in Californië gebruiken trogspiegels die 5 meter breed zijn en 12 meter lang. De honderden meters lange rijen van spiegels staan in een Noord-Zuid-richting opgesteld. Bij zonsopkomst staan ze naar het Oosten gericht, om 12 uur wijzen ze recht omhoog, en bij zonsondergang wijzen ze naar het Westen. In de brandlijn stroomt hittebestendige olie door een roestvrijstalen buis met een diameter van 7 cm. De buis is bedekt met een spectraal selectieve laag die geoptimaliseerd is op 400^oC. Deze laag absorbeert de kortgolvige zonnestralen (de zon is immers een zwarte straler met een temperatuur van 6000 Kelvin). De laag reflecteert echter de langgolvige infra-rood straling die een zwarte straler van 400^oC uitzendt. Warmteverlies door geleiding en stroming wordt geminimaliseerd door de buis te monteren in een wijdere glazen buis die vacuum gepompt wordt. De hete olie staat zijn hitte af in een stoomketel, waarin oververhitte stoom wordt gegenereerd die in de turbine expandeert. Aangezien de rotatieas voor de dagelijkse draaiing van de trogspiegels niet samenvalt met de brandlijn, zijn er aan het eind van de spiegelrijen gecompliceerde flexibele koppelingen nodig in de olieleidingen die absoluut lekvrij moeten zijn.
Er is op het Europese CSP-laboratorium bij Almeria in Spanje veel succesvol onderzoek gedaan naar de mogelijkheid om de olie uit te bannen, en rechtstreeks stoom te gaan genereren in de brandlijn van de trogspiegels. Trogspiegelsystemen worden gefabriceerd door een Duits en door een Israelisch bedrijf.

Figuur 1. Spiegelsystemen in de CSP-technologie

Het andere spiegelsysteem met een brandlijn is de Lineaire Fresnel Reflector, Fig.1 links onder. Licht gekromde spiegels met een breedte van 50 cm en een lengte van honderden meters draaien ieder om hun eigen as zodanig dat de gereflecteerde bundels van 48 aaneensluitende spiegels samenvallen op een sterk gekromde secundaire spiegel, en daarna een dikwandige stalen buis verhitten waarin stoom wordt opgewekt. De rotatie van de spiegels wordt bewerkstelligd door tandwielen op wormwielen die op een gemeenschappelijke as zitten. Dit systeem is uitgebreid geoptimaliseerd op slijtagevastheid voor ruwe woestijnomstandigheden en gepatenteerd door het helaas faillliet gegane Belgische bedrijf Solarmundo. Daarnaast is het systeem geoptimaliseerd op modulariteit en minimalisatie van het aantal verschillende onderdelen.
De octrooien zijn overgenomen door een Duits bedrijf die in staat is om volledige zonthermische krachtcentrales te leveren. Daarnaast is in Australië een Fresnelspiegel-fabrikant actief en wordt aldaar een Fresnelspiegelveld gebouwd naast een bestaande kolencentrale. Hiermee kan overdag een flinke hoeveelheid kolen bespaard worden.

De top van een zonnetoren, Fig. 1 rechts boven , wordt beschenen door een veld met honderden licht gekromde spiegels en vormt het gemeenschapelijke brandpunt van een enorm groot oppervalk aan spiegels. Zeer hoge temperaturen, tot 1000^oC, zijn mogelijk. De afzonderlijke spiegels, ook wel heliostaten genoemd, draaien onafhankelijk van elkaar om twee assen om de beweging van de zon te compenseren. In Californië is een beperkte commerciële ervaring opgedaan. Er is vorig jaar begonnen aan de bouw van een zonnetoren met een capaciteit van 10 MWe in de buurt van Sevilla, Spanje.

De allerhoogste temperaturen zijn bereikbaar met zonneschotels, Fig. 1 rechts onder. Net als de heliostaten moeten zij om twee assen roteren om het beeld van de zon op de gewenste positie te houden. In die positie bevindt zich een Stirlingmotor die een generator aandrijft. Een Amerikaans bedrijf produceert zonneschotels met een diameter van 11 meter en een Stirling-generator van 25 kWe. Volgens vorig jaar gesloten contracten zullen in de komende jaren 32000 zonneschotels in totaal 800 MWe gaan leveren aan het Californische net.

Zonthermische krachtcentrale

In de meest eenvoudige versie van een zonthermische krachtcentrale wordt alle stoom die door de geconcentreerde zonnestralen is geproduceerd naar de turbine gevoerd. Er wordt dus alleen overdag stroom geleverd aan het net. In het hete klimaat waar de meeste zonthermische centrales zullen komen te staan (en reeds staan) valt het aanbod goed samen met de vraagpiek ten gevolge van de vele airconditioningsinstallaties.
Meestal wil men ook ‘s avonds en ‘s nachts stroom kunnen opwekken. Aan deze wens kan gevolg worden gegeven door het spiegelveld met een factor 3 tot 4 te vergroten, en de extra warmte die overdag zo gewonnen wordt toe te voeren aan een warmtebuffer. Die warmtebuffer kan bestaan uit geisoleerde vaten met vloeibare zouten, meestal alkali-nitraten. In het in Figuur 2 gegeven voorbeeld condenseert een deel van de stoom bij hoge druk en hoge temperatuur in een warmtewisselaar waarin de condensatiewarmte wordt gebruikt om vloeibaar zout op te warmen van bv. 270 naar 370 ^oC. Er wordt ook zout rechtstreeks door de spiegels verhit van 350 naar 450^oC, deze gebufferde warmte wordt na zonsondergang gebruikt om oververhitte stoom te kunnen produceren.

Vereenvoudigd schema van een zonthermische krachtcentrale met thermische opslag en MED zeewaterontzilting tijdens bedrijfsvoering overdag als de zon schijnt. In werkelijkheid bestaat de turbine uit verschillende trappen, en wordt de half geexpandeerde stoom opnieuw verhit, maar ter wille van het overzicht laten we dat in deze figuur achterwege.

Figuur 2.

Zeewaterontzilting

In de landen waar zonthermische krachtcentrales het meest rendabel zijn schijnt de zon zeer vaak en regent het weinig. Er heerst daar meestal een tekort aan zoet water. Er is dus ook een tekort aan koelwater voor de zonthermische krachtcentrales. De meeste CSP-centrales zullen daarom langs de kust worden gebouwd, want daar is immers koelwater genoeg.

Dat schept dan ook de mogelijkheid om de afvalwarmte te gaan benutten voor de ontzilting van zeewater en de productie van gedestilleerd water. In Figuur 2 is dit schematisch aangegeven. De condensor functioneert op een verhoogde temperatuur, bv. 80^oC. Het zeewater, dat in de condensor is opgewarmd tot 80^oC, verdampt in een reeks vaten met steeds lagere druk en temperatuur totdat het is afgekoeld tot buitentemperatuur, zie de figuren 2 t/m 4.

Ieder vat wordt gevoed met condensatiewarmte van de damp uit het naastliggende vat met hogere temperatuur. Het aantal vaten bedraagt ongeveer 10 en het temperatuurverschil tussen opeenvolgende vaten is ongeveer 4^oC. Dit is een vereenvoudigde weergave van zogenaamde Multiple Effect Desalination (MED). Toepassing van MED ontzilting bij een thermische centrale heeft een prijs. Het electrisch rendement van de centrale neemt af als de condensortemperatuur toeneemt. In combinatie met een zonthermische krachtcentrale blijkt MED ontzilting toch voordeliger te zijn dan verhoging van de electrische opbrengst door de condensortemperatuur te verlagen tot 30^oC, en een even grote hoeveelheid water te produceren met omgekeerde osmose (Reverse Osmossis, RO) [3]. In deze technologie wordt zeewater door membramen geperst tegen de osmotische druk van ongeveer 30 bar in.

De laatste jaren is er veel vooruitgang geboekt in het RO proces. Dit heeft tot gevolg dat momenteel de meeste ontziltingsfabrieken met RO werken, want de productiekosten zijn hierbij het laagst, zelfs bij de huidige hoge olieprijzen.

Bedrijfsvoering na zonsondergang

In figuur 3 wordt van een zonthermische krachtcentrale de bedrijfsvoering na zonsondergang weergegeven. In twee warmtewisselaars wordt dc warmte uit vloeibaar zout gebruikt om stoom van hoge druk te maken. Figuur geeft de situatie het geval dat de hete buffervaten leeg zijn. Dat kan het geval zijn na een bewolkte dag, of wanneer tijdens het winterseizoen de electriciteitsvraag groter is dat het aanbod aan zonnestraling. Er wordt een conventionele stoomketel bijgeschakeld, en de centrale is een gewone thermische centrale geworden inclusief MED ontzilting. Als brandstof kan gas of olie worden ingezet. In de toekomst kan waterstof worden verbrand, of biomassa uit de bossen die op grote schaal zullen worden aangelegd in de huidige woestijnen met behulp van het ontzilte zeewater.

In tabel 1 wordt een overzicht gegeven van toepassingen van allerlei combinaties van technologieën. Toepassing 4 bijvoorbeeld betreft de plannen voor Aqaba (Jordanië) en de Nederlandse Antillen voor de bouw van hybride zonthermische krachtcentrales met zeewaterontzilting. Hybride betekent zowel hitteopwekking d.m.v. zonnespiegels als hitteopwekking uit olie of gas na zonsondergang. De kleur geeft aan in hoeverre toepassingen en technologieën al realiteit zijn geworden.

Bedrijfsvoering na zonsondergang. In de onderste warmtewisselaar wordt water verwarmd en stoom gevormd, gebruikmakend van warm zout uit het 370 ^oC buffervat. In de bovenste warmtewisselaar wordt de stoom oververhit, gebruikmakend van zout uit het 450 ^oC buffervat.

Figuur 3.

Bedrijfsvoering bij afwezigheid van de zon en lege buffervaten. Er wordt gas, olie of (in de toekomst) waterstof of geraffineerde biomassa gestookt.

Figuur 4.

Tabel 1. Overzicht van combinaties van technologiën.

Legenda:

Blauw: bewezen technologie en gerealiseerde toepassing.
Paars: bestaande, maar nog niet toegepaste technologie en geplande, maar nog niet gereedgekomen toepassing.
Rood : nog veel onderzoek nodig.

BEREKENING VAN DE OPBRENGST VAN EEN CSP-CENTRALE

De sterkte van zonnestraling wordt aangegeven met de parameter DNI (Direct Normal Irradiation). Boven de aardatmosfeer bedraagt de DNI 1376 W/m2, d.w.z. een loodrecht op de zon gehouden oppervlak van 1 m2 ontvangst 1376 watt aan zonnestraling. Een wolkenloze dampkring absorbeert en verstrooit de straling. De transmissiefactor t hangt af van de hoogte boven de zeespiegel en de zenithhoek ?Z tussen de loodlijn en de richting van de zon. Een goede benadering voor de transmissiefactor is [4]:

⁽ Z ^{) = a} _o ^{+ a}₁ ^exp(-k/cos Z^{) (1)}

De parameters a_o , a₁ en k hangen sterk af van de hoogte boven de zeespiegel. Hier zullen we de waarden op zeeniveau toepassen: a_o = 0,13, a₁ = 0,76 en k = 0,39.
De zenithhoek _Z hangt als volgt af van de declinatiehoek (-23,5^o < < 23,5^o afhankelijk van de datum), de geografische breedte B en de tijdshoek ( = (t – 12).15⁰, met t de kloktijd in uren):

cos _Z= sin sin B + cos cos B cos (2)

Op zeeniveau is de sterkte van de zonnestraling:

^{DNI (} Z ^{) = 1376 (} Z ⁾ W/m2 (3)

Spiegelsystemen zoals lineaire Fresnel spiegels, die voornamelijk horizontaal staan opgesteld, worden niet beschenen met de intensiteit DNI, maar met de projectie hiervan, I_vert, de vertikale intensiteit

^Ivert ⁽ Z ^{) = DNI (} Z ^{) . cos} Z (4)

We hebben met behulp van de betrekkingen (3) en (4) voor twee verschillende plaatsen op aarde en voor twee verschillende kalenderdata de DNI en de vertikale intensiteit I_vert berekend voor ieder uur van de dag. Hieruit berekenden we de totale dagelijkse opbrengst in kilowattuur per m² aan spiegeloppervlak. We kozen in de tropen de Nederlandse Antillen, B = 12⁰ noorderbreedte en in de subtropen Zuid-Marokko, B = 28⁰ noorderbreedte. De resultaten staan vermeld in Tabel 2. ‘s Zomers is er weinig verschil tussen de tropen en de subtropen.

Tabel 2 houdt echter geen rekening met bewolking. In de meeste tropische gebieden wordt de productie van een CSP-centrale sterk gereduceerd door de veelvuldig optredende bewolking, waardoor het twijfelachtig is of CSP aldaar ooit rendabel wordt. Uit jarenlange satelietobservaties van bewolking, luchtvochtigheid en stof kunnen nauwkeurige voorspellingen worden gedaan voor de DNI-waarden van alle locaties op aarde [5]

Tabel 2.Maximale en minimale instraling in de tropen en de subtropen

	B = 120 noorderbreedte			B = 280 noorderbreedte
	zenithhoek Z om 12 uur	00	35.50		4.50	51.50
dagelijkse Ivert (kWh/m2dag)	6.12	4.23	69.1	6.70	2.59	38.7

Een woestijnlocatie op 28^o noorderbreedte ontvangt gemiddeld 4.65 kWh_th/m²dag aan vertikale instraling I_vert , hetgeen overeenkomt met 1697 kWh_th/m²jaar of continu 193.8 W_th/m2. Het rendement waarmee deze zonnestraling kan worden omgezet in hete stoom is ongeveer 50%. Het netto rendement van de omzetting van hitte naar electriciteit is 30%, zodat het totale rendement van de zonthermische krachtcentrale 15% is. Dat dit bedrag gelijk is aan het rendement van een fotovoltaische zonnepaneel berust op louter toeval. De stroomopbrengst is dus 193.8 x 15% = 29.07 W_e/m² aan horizontaal spiegeloppervlak, of 29 MW_e/km².
Een zonthermische krachtcentrale die gemiddeld dag en nacht 1 GW_e moet leveren heeft 34.4 km² aan woestijngrond nodig. Het huidige totale primaire energieverbruik in de wereld komt neer op 14000 GW continu.
Een woestijnoppervlak van 482000 km², hetgeen kleiner is dan de omvang van Frankrijk, is voldoende om de hele wereld van zonne-energie te voorzien als dit bedekt wordt met zonthermische krachtcentrales. Aangezien de woestijnen van de wereld samen veel en veel groter zijn dan Frankrijk is de conclusie van deze paragraaf duidelijk. Aan de energievraag van hele wereld kan in principe ruimschoots voldaan worden met zonne-energie.

HITTE-OPSLAG EN CHEMISCH POTENTIËLE ENERGIE

In een duurzame economie bestaat een grote behoefte aan de opslag van energie. Het aanbod aan electriciteit uit zonnepanelen, windturbines, enz. valt vaak niet samen met de vraag. Er wordt al meer dan een eeuw onderzoek gedaan naar een betaalbare vorm van de opslag van electrische energie. De enige oplossing is het gebruik van stuwmeren als buffer van mechanische potentiële energie. Het beschikbare areaal aan geschikte bergdalen is echter onvoldoende om aan de vraag te voldoen.
In zonthermische krachtcentrales wordt geen electriciteit, maar warmte opgevangen. Warmte kan opgeslagen worden in vaten met geisoleerde wanden, en met warmte kunnen chemische reacties worden aangedreven.

In de vorige paragraaf zagen we dat in principe de hele wereld volledig kan worden gevoed met zonne-energie. Hier zullen we de vraag beantwoorden in hoeverre zonthermische krachtcentrales basislast electriciteit kunnen leveren, en dus volledig kunnen concurreren met kerncentrales en kolencentrales.
We hebben met twee problemen te maken:
- De etmaaldiscontinuïteit: het feit dat ‘s nachts de zon niet schijnt

- De jaardiscontinuïteit: ‘s winters is de opbrengst aanzienlijk lager dan ‘s zomers. Uit de laatste kolom in tabel 2 blijkt dat in Zuid-Marokko de opbrengst in december slechts 38,7% is van die in juni.

Afvlakking van de etmaaldiscontinuïteit
De etmaaldiscontinuïteit kan worden opgevangen door thermische buffering, zie de figuren 2 en 3. De eerste commerciïle zonthermische krachtcentrale met warmteopslag zal worden gebouwd in Andalusië in Spanje [6]. De capaciteit van de thermische voorraadvaten maakt het mogelijk om de 50 MWe centrale na zonsondergang nog 6 uur te laten draaien. Als opslagmedium wordt een mengsel van vloeibare zouten gebruikt, waarschijnlijk alkalinitraten. Tijdens het bedrijf van de centrale na zonsondergang (Figuur 3) moet er m kg/s aan vloeibaar zout langs de stoomketels stromen. Hiervoor geldt:

^{P =} e w ^{m c (5)}

Met P het electrisch vermogen van de centrale in watt, e het thermisch rendement (warmte –> electriciteit), _w het rendement van het totale warmteopslagproces, c (J/(kgK)) de soortelijke warmte van het vloeibare zout en (K) de temperatuurdaling hiervan. Als voorbeeld nemen we een centrale van 50 MWe met e .w = 30% en kaliumnitraat als warmteopslagmedium (c = 1,22 kJ/(kgK)) dat in de warmtewisselaars 100^oC in temperatuur daalt. Uit (5) berekenen we een stroomsnelheid van m = 1366 kg/s. Om 24 uur per dag de volledige 50 MW aan zonnestroom te kunnen leveren moet de warmtebuffer 15,3 uur kunnen leveren [7]. De totaal benodigde hoeveelheid kaliumnitraat is dus 75200 ton, en het totale volume van de geisoleerde opslagvaten is 35800 m3.

De benodigde hoeveelheid aan warmteopslagmateriaal is groot, en alleen goedkope stoffen komen in aanmerking. De kosten kunnen gereduceerd worden door in de hete opslagtank goedkope materialen zoals zand en grind toe te passen, en de functie van het vloeibare zout te wijzigen van warmteopslagmedium naar warmtetransportmiddel. Hiertoe moet een extra retourleiding worden gemaakt tussen de hete en de koude opslagvaten, zie figuur 2 en 3.
Een andere aanpak is de toepassing van materialen die in het relevante temperatuurgebied smelten. De smeltwarmte is immers meestal veel groter is dan de soortelijke warmte bij een temperatuurtraject van bv. 100^oC.

Afvlakking van de jaardiscontinuïteit
Strikt genomen hoeft de jaardiscontinuïteit niet te worden opgevangen. Ook in de wintermaanden, wanneer door de lagere gemiddelde zonnestand de stralen sterker geaborbeerd worden in de atmosfeer, heeft een zonthermische krachtcentrale in de Sahara nog steeds een aanzienlijk productievermogen. Maar als alle Europese electriciteit in december door CSP-centrales zou worden geleverd, zouden deze centrales in de zomer een enorme overcapaciteit hebben, hetgeen een grote verspilling aan investeringskapitaal zou zijn. Er bestaat dus een sterke economische noodzaak om de zomerse overcapaciteit te gebruiken voor de productie van brandstoffen die een half jaar later als aanvulling kunnen worden ingezet.

Een voor de hand liggende brandstof is waterstof. Waterstof kan ‘s zomers geproduceerd worden door electrolyse van water, gebruikmakend van de stroom die in de CSP-centrale wordt opgewekt. Naast alle verliesfactoren die de toekomstige waterstofeconomie toch al problematisch maakt, is deze oplossing extra onaantrekkelijk door de lage waarde van het warmte?electriciteitsrendement e 33%. Het is beter om de toch al beschikbare geconcentreerde zonnehitte rechtstreeks te gebruiken om in een gesloten cyclus van chemische reacties water te ontleden. Een mogelijkheid die tegenwoordig onderzocht wordt is het IS proces [8]:

I₂ + SO₂ + 2H₂O 2HI + H₂SO₄
H₂SO₄ (850 ⁰C) H₂O + SO₂ + �O₂ (6)
2HI (500 ⁰C) H₂ + I₂

De benodigde temperaturen zijn te bereiken met de zonnetoren.
Het opslaan van de hoeveelheden waterstof die nodig zijn om de jaardiscontinuïteit op te vangen lijkt mij geen sinecure.

Een betere aanpak is de productie van een vaste stof met een grote chemisch potentiële energie, bv. zink [9]

ZnO (1700 ⁰C) Zn + 1/2 O₂ (7)
Zn + H₂O ZnO + H₂ (8)

De benodigde extreem hoge temperatuur kan zonder veel moeite worden bereikt met zonneschotels. De tweede reactie (8) verloopt exotherm bij temperaturen boven 400^oC [10]. ‘s Zomers worden grote hoeveelheden zink geproduceerd d.m.v. reactie (7). ‘s Winters wordt met reactie (8) de waterstof geproduceerd waarmee de stoomketels in de CSP-centrales worden bij gestookt om de tekort schietende zonnestraling aan te vullen. Een deel van het zink zal met schepen en treinen naar het Noorden worden getransporteerd, die op hun retourreis zinkoxide terugbrengen naar de zonthermische krachtcentrales in het zuiden.

-

Literatuur

Jong, T. M. de (2003). In het licht van de zon is ons energiegebruik te verwaarlozen.
TVVL Magazine 2/2003, blz.26-330.

World Energy Outlook 2004, blz. . International Energy Agency, Parijs.

Wilde, R. Case study of a Concentrating Solar Power Plant for the Cogeneration of Water and Electricity. Afstudeerverslag RWTH Aken en DLR Stuttgart (2005)

Duffie, J. A. en Beckman, W. A. – Solar Engineering of Thermal Processes, . New York: Wiley, 1980

STEPS-Strahlungskarten; Deutsches Zentrum für Luft-und Raumfahrt (DLR), Stuttgart 2005

Andasolproject zie: http://www.solarpaces.org/ANDASOL.HTM

Marchie van Voorthuysen, E. H. du The promising perspective of Concentrating Solar Power (CSP). International Conference on Future Power Systems FPS 2005, Amsterdam
Zie: http://www.gezen.nl/index5eec.html

Kasahara, S., Kubo, S., Onuki, K. en Nomura, M. – Thermal efficiency evaluation of HI synthesis/concentration procedures in the thermochemical water splitting IS process. International Journal of Hydrogen Energy vol.29, pp.579-587 (2004)

Steinfeld, A., 2005, Solar thermochemical production of hydrogen; a review. Solar Energy, Vol. 78, blz.603-615.

A. Berman A. en Epstein, M., 2000. The kinetics of hydrogen production in the oxidation of liquid zinc with water vapor. International Journal of Hydrogen Energy vol.25, pp.957-967

Trans Mediterranean Renewable Energy Cooperation (TREC): www.trec-eumena.org

Stichting ter bevordering van Grootschalige Exploitatie van Zonne-ENergie (GEZEN): www.zonisdetoekomst.nl

Bockamp, S., Griestop, T., Fruth, M., Ewert, M., Lerchenmüller, H., Mertins, M., Morin, G., Häberle, A. en Dersch, J. Solar Thermal Power Generation, Power-Gen Europe 2003, Düsseldorf, Germany

Pitz-Paal, R., Dersch, J. en Milow, B., 2005. European Concentrated Solar Thermal Road-Mapping, Roadmap Document. Final report of EU contract SES6-CT-2003-502578, DLR.

Mills, D., Morrison, G. L. en Lièvre, P. le., 2004. Design of a 240 MWe Solar Thermal Power Plant. Eurosun Conference, Freiburg

Trieb F. en Knies, G. A Renewable Energy and Development Partnership EU-ME-NA for Large Scale Solar Thermal Power & Desalination in the Middle East and in North Africa. DLR, Stuttgart, Germany, 2004. Zie: http://www.trec-eumena.org/documents/sanaa_paper_and_annex_2004_04_15.pdf