Nikelio lydiniai ir nikelio turintis nerūdijantis plienas atlieka pagrindinį vaidmenį naujoje atsinaujinančios energijos rūšyje, vadinamoje saulės šilumine energija arba koncentruota saulės energija (CSP).
Šių medžiagų naudojimas leido pramonei įveikti šilumos perdavimo ir saugojimo technologijų iššūkius, o projektams, kurių projektinis eksploatavimo laikas yra 40 ar daugiau metų, gali padėti sumažinti medžiagų degradacijos arba pakeitimo išlaidas.
Tarptautinės energetikos agentūros (IEO 2017) duomenimis, 2015–2040 m. atsinaujinančios energijos (įskaitant CSP) suvartojimas kasmet augs 2,3 proc. Šiuo metu visame pasaulyje veikia daugiau nei 40 saulės šiluminių elektrinių, daugiau nei 20 tokių yra planavimo arba statybos stadijoje. Jie dažniausiai būna vietovėse, kuriose yra daug saulės spindulių, pvz., Ispanijoje, Indijoje, Pietų Afrikoje, Kinijoje, Čilėje, Australijoje, Artimuosiuose Rytuose ir Šiaurės Afrikoje (MENA) ir pietinėse JAV.
Demonstracinės CSP elektrinės veikė dar devintajame dešimtmetyje. Nuo to laiko padaryta didelė pažanga energijos surinkimo ir saugojimo srityje. Saulės bokštas yra naujai sukurta koncentravimo technologija, kurioje kaip šilumos perdavimo skystis naudojama išlydyta druska. Nitratų mišinio lydymosi temperatūra paprastai yra 130 laipsnių (268 laipsnių F) arba aukštesnė. Jie lieka skysti izoliuotose talpyklose esant 288 laipsnių (550 laipsnių F) temperatūrai. Tada skysta druska per vamzdį pumpuojama į saulės energijos imtuvą ir koncentruota spinduliuote kaitinama iki 566 laipsnių (1050 laipsnių F). Tada aukštos temperatūros skystis tiekiamas į aukštos temperatūros rezervuarą. Aukštos temperatūros rezervuaras taip pat yra izoliuotas ir gali ilgą laiką kaupti šiluminę energiją.
Šiluminė elektros saugykla (TES) naudojama paklausos ir aplinkos sąlygų pokyčiams kompensuoti. Išlydyta druska pumpuojama į garo generatorių, kai reikia generuoti garą įprastoms turbinoms ir generatoriams varyti. TES turi unikalių pranašumų prieš kitus didelio masto atsinaujinančius energijos šaltinius ir kai kuriais atvejais net nereikalauja atsarginio energijos gamybos kuro. 2013 m. vasarą išlydytų druskos bokštų sistema Ispanijoje nepertraukiamai gamino elektros energiją 24 valandas per parą 36 dienas – pirmą kartą.
„Crescent Dunes“ yra viena iš tokių veikiančių elektrinių. Įsikūręs Tonopah, Nevada, dykumoje į šiaurę nuo Las Vegaso, jo grynoji generavimo galia yra 110 megavatų, o TES laikas - 10 valandų. Tai reiškia, kad elektrinė visu pajėgumu gali gaminti elektros energiją iki 10 valandų didžiausio paklausos laikotarpiais. Daugiau nei 10,000 heliostatų atspindi saulės šviesą ir sutelkia energiją imtuve, esančiame 200-metro (640-pėdos) bokšto viršuje. Kiekvienas heliostatas susideda iš mažų veidrodžių, kurių bendras plotas yra 115,7 kvadratiniai metrai (1245 kvadratinės pėdos). Bendras šviesos surinkimo plotas viršija 1,2 milijono kvadratinių metrų (12 milijonų kvadratinių pėdų). Nuo pat komercinės veiklos pradžios 2015 m. „Crescent Dunes“ pagamino daugiau nei 173 gigavatus elektros energijos, kurios pakanka maždaug 75,{17}} namų didžiausiam elektros poreikiui patenkinti. Saulės bokštai ir išlydytos druskos CSP sudaro naujų planuojamų projektų Pietų Afrikoje, Australijoje ir Nevadoje projektavimo pagrindą. 100 MW Redstone projektas Pietų Afrikoje patenkins didžiausią maždaug 200,{20}} namų ūkių elektros poreikį, o TES laikas bus 12 valandų. Didžiulis naujas projektas Nevadoje turi 10 saulės bokštų, kurių generavimo galia yra 2 gigavatai (2, 000 megavatai).
PanaudojimasNerūdijantis plienasirnikelio lydiniaisukūrė aukštų temperatūrų sistemas, kuriose anksčiau buvo sunku tvarkyti išlydytas druskas. Dizaineriai ir inžinieriai imtuvų vamzdžius pradėjo gaminti iš nikelio lydinių, tokių kaip UNS N06617, N06625 ir N06230, nes jiems reikėjo ilgą laiką išlaikyti atsparumą aukštai temperatūrai --, vadinamą atsparumu šliaužti. Šie lydiniai yra stabilūs darbinėje temperatūroje daugiausia dėl didelio nikelio kiekio ir atsparumo oksidacijai.
347H tipo nerūdijantis plienas (S34709) naudojamas aukštos temperatūros talpykloms.
2016 m. bendra CSP instaliuota galia visame pasaulyje siekė 4 815 MW. 2017 m. Ispanijoje buvo eksploatuojama 2300 MW instaliuotos galios, beveik pusė viso pasaulio. JAV įdiegta 1740 MW galia ir du didžiausi projektai pasaulyje: Avenpa saulės elektrinė (392 MW) ir Mojave saulės projektas (354 MW).
„Crescent Dunes“, esančios dykumoje į šiaurę nuo Las Vegaso, Nevadoje, turi 110 megavatų grynąją elektros energijos gamybos galią, o TES laikas – 10 valandų. Tai reiškia, kad elektrinė visu pajėgumu gali gaminti elektros energiją iki 10 valandų didžiausio paklausos laikotarpiais.
Saulės bokšto koncentravimo technologija
1. Saulės šviesa koncentruojama per didelį heliostatų lauką ir atsispindi imtuve, esančiame 195-metro (640-pėdos) bokšto viršuje; 2. Skysta druska iš šaltos druskos bako pumpuojama į imtuvą ir įkaitinama iki 566 laipsnių (1050 laipsnių F); 3. Įkaitinta druska imtuve laikoma karštos druskos talpykloje; 4. Karšta druska per garo generatorių pumpuojama į karštos druskos baką, kad susidarytų garas, kuris varo garo turbiną ir gamina elektrą; 5. Šalta druska 288 laipsnių (550 laipsnių F) teka atgal į šaltos druskos baką; 6. Kondensuotas garas iš garo turbinos pakartotinai perdirbamas.
