Slitiny na bázi niklu a nerezové oceli obsahující nikl hrají klíčovou roli v novém typu obnovitelné energie nazývané solární termální energie nebo koncentrovaná solární energie (CSP).
Použití těchto materiálů umožnilo průmyslu překonat problémy v technologii přenosu tepla a skladování a u projektů s návrhovou životností 40 let nebo více může pomoci snížit degradaci materiálu nebo náklady na výměnu.
Podle Mezinárodní energetické agentury (IEO 2017) poroste v letech 2015 až 2040 spotřeba obnovitelné energie (včetně CSP) ročně o 2,3 procenta. V současnosti je po celém světě více než 40 solárních tepelných elektráren a více než 20 takových elektráren je ve fázi plánování nebo výstavby. Mají tendenci se nacházet v oblastech s vysokým slunečním zářením, jako je Španělsko, Indie, Jižní Afrika, Čína, Chile, Austrálie, Střední východ a severní Afrika (MENA) a jih Spojených států.
Předváděcí elektrárny CSP byly v provozu již v 80. letech. Od té doby bylo dosaženo velkého pokroku ve sběru a skladování energie. Solární věž je nově vyvinutá koncentrační technologie, ve které se jako teplonosná kapalina používá roztavená sůl. Teplota tání dusičnanové směsi je obecně 130 stupňů (268 stupňů F) nebo vyšší. Zůstávají v kapalné formě v izolovaných skladovacích nádržích při teplotách 288 stupňů (550 stupňů F). Tekutá sůl je pak čerpána potrubím do solárního přijímače a zahřívána koncentrovaným zářením na teploty až 566 stupňů (1 050 stupňů F). Vysokoteplotní kapalina se pak přivádí do vysokoteplotní skladovací nádrže. Vysokoteplotní zásobník je také izolovaný a dokáže uchovat tepelnou energii po dlouhou dobu.
Thermal Electricity Storage (TES) se používá ke kompenzaci změn poptávky a podmínek prostředí. Roztavená sůl se podle potřeby čerpá do parogenerátoru pro výrobu páry pro pohon konvenčních turbín a generátorů. TES má jedinečné výhody oproti jiným rozsáhlým obnovitelným zdrojům energie a v některých případech dokonce nevyžaduje záložní palivo pro výrobu energie. V létě 2013 systém věží s roztavenou solí ve Španělsku vyráběl nepřetržitě elektřinu 24 hodin denně po 36 dní – vůbec poprvé.
Jednou takovou elektrárnou v provozu je Crescent Dunes. Nachází se v Tonopah, Nevada, v poušti severně od Las Vegas, má čistou výrobní kapacitu 110 megawattů a dobu TES 10 hodin. To znamená, že elektrárna může vyrábět elektřinu na plný výkon po dobu až 10 hodin během období špičky. Více než 10000 heliostatů odráží sluneční světlo a koncentruje energii do přijímače na vrcholu 200-metrové (640-stop) věže. Každý heliostat se skládá z malých zrcadel o celkové ploše 115,7 metrů čtverečních (1 245 čtverečních stop). Celková plocha sběru světla přesahuje 1,2 milionu metrů čtverečních (12 milionů čtverečních stop). Od svého komerčního spuštění v roce 2015 vyrobila společnost Crescent Dunes více než 173 gigawattů elektřiny, což je dost na pokrytí špičkové poptávky po elektřině odhadovaných 75{17}} domácností. Solární věže a CSP s roztavenou solí tvoří konstrukční základ pro nové plánované projekty v Jižní Africe, Austrálii a Nevadě. Projekt Redstone o výkonu 100 MW v Jižní Africe pokryje špičkovou poptávku po elektřině přibližně 200{20}} domácností s dobou TES 12 hodin. Rozsáhlý nový projekt v Nevadě má 10 solárních věží s výrobní kapacitou 2 gigawatty (2,000 megawatty).
Použitínerezová ocelaslitiny nikluumožnilo vysokoteplotní systémy, kde manipulace s roztavenými solemi byla dříve výzvou. Návrháři a inženýři začali vyrábět elektronky přijímače ze slitin na bázi niklu, jako jsou UNS N06617, N06625 a N06230, protože potřebovali udržet pevnost při vysokých teplotách po delší dobu --, což je vlastnost známá jako odolnost proti tečení. Tyto slitiny jsou stabilní při provozních teplotách především díky vysokému obsahu niklu a odolnosti vůči oxidaci.
Nerezová ocel typu 347H (S34709) se používá pro vysokoteplotní skladovací nádrže.
K roku 2016 dosáhl celkový instalovaný výkon CSP celosvětově 4 815 MW. V roce 2017 mělo Španělsko v provozu 2 300 MW instalovaného výkonu, což je téměř polovina světového celku. Spojené státy americké mají instalovaný výkon 1 740 MW a mají dva největší projekty na světě: Avenpa Solar Power Station (392 MW) a Mojave Solar Project (354 MW).
Crescent Dunes, který se nachází v poušti severně od Las Vegas v Nevadě, má čistou kapacitu výroby energie 110 megawattů a dobu TES 10 hodin. To znamená, že elektrárna může vyrábět elektřinu na plný výkon po dobu až 10 hodin během období špičky.
Technologie koncentrace solární věže
1. Sluneční světlo je koncentrováno přes velké pole heliostatů a odráží se do přijímače na vrcholu 195-metrové (640-}stopy) věže; 2. Tekutá sůl ze studené nádrže na sůl je čerpána do přijímače a zahřívána na 566 stupňů (1050 stupňů F); 3. Ohřátá sůl v přijímači je uložena v zásobníku horké soli; 4. Horká sůl je čerpána do zásobníku horké soli přes parní generátor za vzniku páry, která pohání parní turbínu k výrobě elektřiny; 5. Studená sůl o teplotě 288 stupňů (550 stupňů F) proudí zpět do nádrže na studenou sůl; 6. Zkondenzovaná pára z parní turbíny se opakovaně recykluje.
