Medtem ko so pogoji za gospodarsko izkoriščanje sončne energije za proizvodnjo toplotne energije v nekaterih delih Evrope relativno omejeni, nudijo veliko možnosti za uporabo, se soočajo v južnih državah s pomanjkanjem infrastrukture.
Za toplotno uporabo sončne energije pri proizvodnji električne energije poteka proizvodnja v termoelektrarni. Z ustrezno koncentracijo sončnega sevanja na polkrožno ogledalo se ustvari na osrednji točki zelo visoka temperatura. S tem se tekočina segreva in jo nato uporabijo za vodno paro enako kot pri elektrarni s premogom ali pri plinskem gorivu za proizvodnjo električne energije.
Pridobljena para se nato zaradi visoke intenzivnosti sevanja in najdaljšega trajanja sončnega obsevanja uporabi za komercialno porabo, na primer:
- v Rimu traja sončno sevanje približno 2500 ur / leto
- v Tel Avivu približno 3500 ur / leto
- in v Sahari približno 4000 ur / leto
Elektrarna s paraboličnimi zrcali
Elektrarne s paraboličnimi oblikovanimi zrcali (oprema kmetij) so sestavljene iz velikih nizov linearno urejenih konkavnih oblik zrcal. S tem nastane neposredno sončno sevanje na zrcala, ki tečejo vzdolž osrednje linije. Tam se tekočina segreje približno na temperaturo 400 °C kar povzroči obratovanje parne turbine s priključenim generatorjem. Stroški proizvodnje električne energije so zaradi velikih površin v primerjavi s foto napetostnimi elektrarnami relativno nizki. Parabolično oblikovana zrcala, so trenutno stroškovno najbolj učinkovit način za pridobivanje električne energije iz sončne svetlobe.
V puščavi Majave v Kaliforniji lahko z odličnim neposrednim sončnim sevanjem ustrežejo povpraševanju za uporabo klimatskih naprav, ki jo nudi 9 sončnih elektrarn s skupno površino 2,3 milijona m2 zrcalnih površin in močjo 354 MW. Nadaljnji projekti so načrtovani na Kreti, Egiptu in Indiji.
Parabolična elektrarna (sončna peč)
Parabolično sončno elektrarno sestavljajo dvodimenzionalna vbočena zrcala, kjer lahko sončni žarki, povezani v snopih dosežejo zelo visoko temperaturo. Naprava je podobna parabolični s premerom od 7 do 17 m, v gorišču zrcala pa je nameščen Stirlingov motor z močjo od 10 do 50 kW.
Pri napravi s stolpom so konkavna zrcala nameščena na več področji in so usmerjena na vrh stolpa proti goriščni točki, kjer segreva vodo, da se ta upari. Temperatura, ki se tukaj doseže, znaša okoli 4000 °C in se uporablja za taljenje kovin z visokim tališčem.
Stirling solarni generator
Stirling solarni generatorji se uporabljajo podobno kot parabolična zrcala s premerom od 8 do 20 m in se uporabljajo za proizvodnjo sončne električne energije z dvotaktnim Stirling motorjem, ki poganja generator z močjo do 50 kW za proizvodnjo električne energije. Motor z dvema cilindroma je že leta 1816 izumil Škot Stirling. Plin, ki se izmenično segreva, se pri ogrevanju razteza in pri ohlajanju krči. Motor deluje z dvema cilindroma, ki poganjata gonilno gred generatorja in ojnice. Testni objekti, ki so bili zgrajeni v Združenih državah Amerike, Savdski Arabiji in Turčiji delujejo preko solarnega stolpa
Elektrarna s solarnim stolpom
Solarni stolp ali heliostat je sestavljen z niza ravnih zrcal, ki se samodejno premikajo s smerjo Sonca in koncentrično oddajajo sončno svetlobo na vrh stolpa. Na vrhu stolpa se ustvarja para za proizvodnjo električne energije. Takšen poskusni objekt z zmogljivostjo 1 MW stoji v kraju Adrano na Siciliji.
I.K.
