Aloi berasaskan nikel dan keluli tahan karat yang mengandungi nikel memainkan peranan penting dalam jenis tenaga boleh diperbaharui baharu yang dipanggil kuasa haba suria atau kuasa solar pekat (CSP).
Penggunaan bahan ini telah membolehkan industri mengatasi cabaran dalam pemindahan haba dan teknologi penyimpanan dan, untuk projek dengan hayat reka bentuk selama 40 tahun atau lebih, boleh membantu mengurangkan degradasi bahan atau kos penggantian.
Menurut Agensi Tenaga Antarabangsa (IEO 2017), antara 2015 dan 2040, penggunaan tenaga boleh diperbaharui (termasuk CSP) akan berkembang pada kadar tahunan 2.3 peratus . Pada masa ini terdapat lebih daripada 40 loji janakuasa terma suria di seluruh dunia, dan lebih daripada 20 loji tersebut sedang dalam peringkat perancangan atau pembinaan. Mereka cenderung terletak di kawasan yang mempunyai sinaran suria yang tinggi, seperti Sepanyol, India, Afrika Selatan, China, Chile, Australia, Timur Tengah dan Afrika Utara (MENA) dan selatan Amerika Syarikat.
Demonstrasi loji kuasa CSP telah beroperasi seawal tahun 1980-an. Sejak itu, banyak kemajuan telah dicapai dalam penuaian dan penyimpanan tenaga. Menara solar adalah teknologi penumpuan yang baru dibangunkan di mana garam cair digunakan sebagai cecair pemindahan haba. Suhu lebur campuran nitrat biasanya 130 darjah (268 darjah F) atau lebih tinggi. Ia kekal dalam bentuk cecair dalam tangki simpanan bertebat pada suhu 288 darjah (550 darjah F). Garam cecair kemudiannya dipam melalui paip ke dalam penerima suria dan dipanaskan dengan sinaran pekat ke suhu setinggi 566 darjah (1,050 darjah F). Cecair suhu tinggi kemudiannya dimasukkan ke dalam tangki simpanan suhu tinggi. Tangki simpanan suhu tinggi juga terlindung dan boleh menyimpan tenaga haba untuk masa yang lama.
Storan Elektrik Terma (TES) digunakan untuk mengimbangi perubahan permintaan dan keadaan persekitaran. Garam cair dipam ke dalam penjana stim seperti yang diperlukan untuk menjana stim bagi memacu turbin dan penjana konvensional. TES mempunyai kelebihan unik berbanding sumber tenaga boleh diperbaharui berskala besar lain, dan dalam sesetengah kes tidak memerlukan bahan api penjanaan kuasa sandaran. Pada musim panas 2013, sistem menara garam cair di Sepanyol menghasilkan tenaga elektrik berterusan 24 jam sehari selama 36 hari - kali pertama.
Crescent Dunes adalah salah satu stesen janakuasa yang beroperasi. Terletak di Tonopah, Nevada, di padang pasir di utara Las Vegas, ia mempunyai kapasiti penjanaan bersih 110 megawatt dan masa TES selama 10 jam. Ini bermakna stesen janakuasa boleh menjana elektrik pada kapasiti penuh sehingga 10 jam semasa tempoh permintaan puncak. Lebih daripada 10,000 heliostat memantulkan cahaya matahari dan menumpukan tenaga pada penerima di atas menara 200-meter (640-kaki). Setiap heliostat terdiri daripada cermin kecil dengan keluasan keseluruhan 115.7 meter persegi (1,245 kaki persegi). Jumlah kawasan pengumpulan cahaya melebihi 1.2 juta meter persegi (12 juta kaki persegi). Sejak pelancaran komersialnya pada tahun 2015, Crescent Dunes telah menjana lebih daripada 173 gigawatt elektrik, cukup untuk memenuhi permintaan elektrik puncak bagi anggaran 75,000 rumah. Menara solar dan CSP garam cair membentuk asas reka bentuk untuk projek terancang baharu di Afrika Selatan, Australia dan Nevada. Projek Redstone 100 MW di Afrika Selatan akan memenuhi permintaan tenaga elektrik puncak kira-kira 200,000 isi rumah dengan masa TES selama 12 jam. Projek baharu besar-besaran di Nevada mempunyai 10 menara solar dengan kapasiti penjanaan 2 gigawatt (2,000 megawatt).
Penggunaankeluli tahan karatdanaloi nikeltelah memungkinkan sistem suhu tinggi, di mana pengendalian garam cair sebelum ini merupakan satu cabaran. Pereka bentuk dan jurutera mula membuat tiub penerima daripada aloi berasaskan nikel seperti UNS N06617, N06625 dan N06230 kerana mereka perlu mengekalkan kekuatan suhu tinggi untuk jangka masa yang panjang -- sifat yang dikenali sebagai rintangan rayapan. Aloi ini stabil pada suhu operasi terutamanya kerana kandungan nikelnya yang tinggi dan rintangannya terhadap pengoksidaan.
Keluli tahan karat jenis 347H (S34709) digunakan untuk tangki simpanan suhu tinggi.
Sehingga 2016, jumlah kapasiti terpasang CSP di seluruh dunia mencapai 4,815 MW. Pada 2017, Sepanyol mempunyai kapasiti terpasang 2,300 MW dalam operasi, hampir separuh daripada jumlah keseluruhan dunia. Amerika Syarikat mempunyai kapasiti terpasang sebanyak 1,740 MW dan mempunyai dua projek terbesar di dunia: Stesen Janakuasa Suria Avenpa (392 MW) dan Projek Suria Mojave (354 MW).
Crescent Dunes, yang terletak di padang pasir di utara Las Vegas, Nevada, mempunyai kapasiti penjanaan kuasa bersih sebanyak 110 megawatt dan masa TES selama 10 jam. Ini bermakna stesen janakuasa boleh menjana elektrik pada kapasiti penuh sehingga 10 jam semasa tempoh permintaan puncak.
Teknologi penumpuan menara solar
1. Cahaya matahari tertumpu melalui medan heliostat yang besar dan dipantulkan kepada penerima di bahagian atas menara 195-meter (640-kaki); 2. Garam cecair dari tangki garam sejuk dipam ke dalam penerima dan dipanaskan hingga 566 darjah (1050 darjah F); 3. Garam yang dipanaskan dalam penerima disimpan dalam tangki garam panas; 4. Garam panas dipam ke dalam tangki garam panas melalui penjana stim untuk membentuk stim, yang memacu turbin stim untuk menjana elektrik; 5. Garam sejuk pada 288 darjah (550 darjah F) mengalir kembali ke tangki garam sejuk; 6. Stim pekat daripada turbin stim dikitar semula berulang kali.
