Güneş enerjisinin elde edilmesi ve kullanımı, enerji açısından insanlığın en önemli başarılarından biridir. Artık asıl zorluk, güneş enerjisini toplamak değil, onu depolamak ve dağıtmaktır. Bu sorun çözülürse, fosil yakıtlarla çalışan geleneksel işletmeler emekli edilebilir.
SolarReserve, güneş santrallerinde eritilmiş tuz kullanmayı öneren bir şirkettir ve depolama sorunlarına alternatif çözümler üzerinde çalışmaktadır. Güneş enerjisinin elektrik üretmek için kullanılması ve daha sonra güneş panellerinde depolanması yerine, SolarReserve, bu enerjiyi termal depolama sistemlerine (kuleler) yönlendirmeyi önermektedir. Enerji kulesi, enerjiyi alıp depolayacaktır. Eritilmiş tuzun sıvı formunu koruma yeteneği, onu termal depolama için mükemmel bir malzeme haline getirir.
Şirketin amacı, teknolojisinin güneş enerjisini 24 saat boyunca erişilebilir bir enerji kaynağı haline getirebileceğini kanıtlamaktır (fosil yakıtla çalışan herhangi bir enerji santrali gibi). Konsantre güneş ışığı, kulede tuzu 566 °C'ye kadar ısıtmaktadır ve bu enerji, bir türbinin çalıştırılması için buhar üretmek amacıyla kullanılıncaya kadar devasa izole bir tankta depolanmaktadır.
Ancak, her şeyin sırayla.
Başlangıç
SolarReserve'in baş mühendislerinden William Gould, eritilmiş tuzla CSP (konsektrasyonlu güneş enerjisi) teknolojisinin geliştirilmesi için 20 yılı aşkın bir süre harcadı. 1990'lı yıllarda, Amerika Birleşik Devletleri Enerji Bakanlığı'nın desteğiyle Mojave Çölü'nde inşa edilen Solar Two test tesisinin proje yöneticisi olarak görev yaptı. On yıl önce orada, heliostatlarla enerji üretiminin ticari olabileceğine dair teorik hesaplamaları doğrulayan bir tesis test edildi. Gould'un görevi, buhar yerine ısıtılmış tuz kullanan benzer bir projeyi geliştirmek ve enerjinin depolanabileceğine dair kanıtlar bulmaktı.
Eritilmiş tuz depolama kabını seçerken, Gould, fosil yakıtla çalışan geleneksel enerji santrallerinde tecrübesi olan bir kazan üreticisi ile NASA için roket motorları üreten Rocketdyne firması arasında tereddüt etti. Tercih roket üreticilerinden yana oldu. Kısmen, kariyerinin başlarında Gould'un, Kaliforniya'daki San Onofre reaktörleri üzerinde çalışan dev inşaat şirketi Bechtel'de nükleer mühendis olarak çalışmasıydı. Daha güvenilir bir teknoloji bulamayacağını düşündü.
Reaktiv mühərrikinin düyüqlərindən çıxan isti qazlar əslində iki qapaqdan (daxili və xarici) ibarətdir. Bu qapaqlardakı frezələnmiş kanallardan yanacaq komponentləri maye fazada keçir, metalı soyutmağa və düyüqlərin əriməsindən qorumağa kömək edir. Rocketdyne-in belə qurğuların hazırlanması və yüksək temperatur metallurgiyasında işləmək təcrübəsi, günəş enerjisi stansiyasında ərimiş tuz texnologiyasının inkişafında faydalı oldu.
Solar Two layihəsi 10 MVt gücü ilə bir neçə il uğurla fəaliyyət göstərdi və 1999-cu ildə istismardan çıxarıldı, ideyanın həyata keçməsini təsdiqlədi. William Gouldun etiraf etdiyi kimi, layihənin həll olunmalı bəzi problemləri var idi. Ancaq Solar Two-da istifadə edilən əsas texnologiya, günəş işığı olan müasir stansiyalarda, məsələn, Crescent Dunes-da işləyir. Nitrate tuzlarının qarışığı və işləmə temperaturu eynidir, fərq yalnız stansiyanın miqyasındadır.
Ərimiş tuz texnologiyasının üstünlüyü ondan ibarətdir ki, bu sistem enerji tələbatına uyğun gücü təmin etməyə imkan verir, gündüz günəş işığı olmadığı zaman da. Tuz istiliyi bir neçə ay saxlaya bilir, buna görə də bəzən baş verən buludlu günlər elektrik enerjisinə olan əlçatanlığa təsir etmir. Üstəlik, stansiyanın tullantıları minimumdur və əlbəttə ki, prosesin yan məhsulu olaraq heç bir təhlükəli tullantı yaradılmır.
İş prinsipləri
Günəş elektrik stansiyası 10,347 ədəd güzgüdən (heliostatlardan) ibarətdir, onlar 647.5 hektar (bu 900-dən çox futbol sahəsidir) ərazidə quraşdırılmışdır ki, günəş işığını 195 metr hündürlüyündə olan mərkəzi qülləyə yönləndirmiş olsun. Bu qüllə, tuz ilə doludur. Tuz günəş işığı ilə 565 °C temperaturuna qədər qızdırılır, burada istilik saxlanılır, daha sonra suyu buxara çevirmək və elektrik istehsal edən generatorları işə salmaq üçün istifadə olunur.
Güzgülər heliostat adlanır, çünki hər biri işıq şüasını dəqiq yönləndirmək üçün əyilə və döndərilə bilir. Onlar konsentrik dairələrdə yerləşir, günəş işığını mərkəzi qüllənin üstündə yerləşən "qəbul edici" cihazda yoğunlaşdırır. Qüllə öz-özlüyündə işıq saçmır, qəbul edici mat siyah rəngdədir. İşıq saçma effekti, tuz saxlama qabının qızması nəticəsində yaranır. İsti tuz 16,000 m³ paslanmayan polad rezervuarına axır.
Heliostat
Duzlu havalarda su gibi görünen ve akan tuz, standart bir türbogeneratorü çalıştırmak için buhar üretmek üzere ısı değiştiricisinden geçer. Jeneratörü 10 saat boyunca çalıştıracak kadar eritilmiş tuz depolanmıştır. Bu, 1100 megavat-saat depolama kapasitesine eşdeğerdir; yani yenilenebilir enerjiyi depolamak için kurulan en büyük lityum iyon bataryaların neredeyse 10 katıdır.
Zor yol
Fikir ümit verici olmasına rağmen, SolarReserve’in başarılı olduğunu söylemek mümkün değil. Birçok açıdan, şirket bir startup olarak kalmaya devam etti. Ancak bu startup her anlamda canlı ve enerjikti. Zira Crescent Dunes elektrik santraline baktığınızda ilk göreceğiniz şey ışıktır. Öyle bir ışık ki bakmak mümkün değildir. Işık kaynağı, Nevada'nın çöl bölgelerinde Reno ile Las Vegas arasında yaklaşık yarı yolda gururla yükselen 195 metre yüksekliğindeki kulesidir.
Santralin inşaatının farklı aşamalarında nasıl göründüğü
2012, inşaatın başlangıcı
2014, proje tamamlanmak üzere
Aralık 2014, Crescent Dunes neredeyse işletmeye hazır
Tamamlanmış istasyon
Buradan bir saatlik mesafede, bu yaz internette ‘uzaylıları’ Amerikan hükümetinin elinden kurtarmak için saldırı yapılacağı vadeden ünlü Gizli Bölge 51 bulunmaktadır. Böyle bir komşuluk, son derece parlak bir ışık gören gezginlerin, bazen yerel halktan, olağanüstü veya hatta uzaylı bir şeyin tanığı olup olmadıklarını sormasına neden olur. Ve sonra, bu sadece neredeyse 3 km genişliğindeki ayna tarlası ile çevrili bir güneş elektrik santrali olduğunu öğrendiklerinde samimi bir şekilde üzülürler.
Crescent Dunes inşası 2011 yılında hükümet kredileri ve Nevada'nın ana kamu hizmeti şirketi NV Energy'dan gelen yatırımlarla başladı. Elektrik santrali 2015 yılında, planlanan tarihten yaklaşık iki yıl sonra tamamlandı. Ancak inşaat sonrası her şey sorunsuz gitmedi. Örneğin, ilk iki yıl boyunca, yeterince güçlü olmayan heliostatlar için pompalar ve trafolar sıklıkla arızalandı ve düzgün çalışmadı. Bu nedenle, Crescent Dunes'deki çıkış gücü, ilk yıllarda planlananın altındaydı.
Bir zorluk daha vardı - kuşlar. Yoğun güneş ışığının 'nişan aldığı' zavallı bir kuş . SolarReserve təmsilçilərinin dediklərinə görə, onların elektrik stansiyaları quşların müntəzəm və kütləvi "yandırılmasını" qaçırmağı bacarıb. Bir neçə milli təşkilatla birlikdə, elektrik stansiyası üçün potensial təhlükələri azaltmağa kömək edən xüsusi bir plan hazırlanıb. Bu proqram 2011-ci ildə təsdiq edilib və quşlar və yarasalar üçün potensial riskləri azaltmaq məqsədini güdür.
Amma Crescent Dunes üçün ən böyük problem 2016-cı ilin sonunda aşkar olunan isti duz saxlama tankında sızıntı oldu. Texnologiyaya əsasən, tankın dibindəki stoykalar üzərində dayanan nəhəng halqa, qəbul edici qurğudan daxil olduqca əridilmiş duzu paylayır. Öz stoykaları döşəməyə qaynaq edilməli idi və halqa genişlənmə/küçülmə səbəbindən materialların hərəkət etməsi üçün imkan lazım idi. Bunun əvəzinə, mühəndislərin səhvi səbəbindən, hər şey sıx şəkildə bir yerə qaynaq edildi. Nəticədə, temperatur dəyişikləri səbəbindən tankın döşəməsi əyildi və sızdı.
Sadece əridilmiş duzın sızması xüsusi bir təhlükə yaratmır. Tankın altındakı çınqıl qatına düşdüyündə, əridilmiş duz dərhal soyuyub, duza çevrildi. Buna baxmayaraq, elektrik stansiyasının dayanması səkkiz ay davam etdi. Sızıntının səbəbləri, insidentdəki günahkarlar, hadisənin nəticələri və digər məsələlər araşdırıldı.
SolarReserve üçün çətinliklər bununla bitmədi. Stansiyanın performansı 2018-ci ildə planlaşdırılanın altında qaldı, orta güc faktor isə 51,9% olan planlaşdırılan güc faktoruna nisbətən 20,3% təşkil etdi. Nəticə etibarı ilə, ABŞ-ın Yenilənə Bilən Enerji Milli Laboratoriyası (NREL) CSP layihəsinin maliyyətini 12 aylıq araşdırmaya başladı, performans məsələləri və gözlənilməz xərclərə fokuslandı. Nəticədə, əvvəlcə şirkətə qarşı iddia qaldırıldı və rəhbərliyi dəyişməyə məcbur edildi, 2019-cu ildə isə tamamilə iflas etməyə məcbur edildi. .
Bu hələ son deyil
Amma bu, texnologiyanın inkişafını tamamilə dayandırmadı. Çünki digər ölkələrdə də oxşar layihələr mövcuddur. Məsələn, Müəmməd ibn Raşid Al Maktum adı ilə bağlı günəş elektrik stansiyasında istifadə olunan oxşar texnologiyalardır - Dubayda mərkəzə toplanmış dünyanın ən böyük günəş elektrik stansiyaları şəbəkəsinə. Ya da, məsələn, Mərakeş. Orada ABŞ-dan daha çox günəşli gün var, buna görə də elektrik stansiyasının effekti daha yüksək olmalıdır. Və ilk nəticələr göstərir ki, bəli, belədir.
Noor III CSP tower with a capacity of 150 MW in Morocco has exceeded its planned performance and storage fill rates in the first few months of operation. The financing costs for energy storage projects in the tower align with expected forecasts, assures Xavier Lara, senior consultant at CSP Engineering Group Empresarios Agrupados (EA).
Noor III Power Plant
Launched in December of last year, the Noor III power plant exhibits remarkable performance. Noor III, implemented by Spanish company SENER and Chinese Energy Construction Corporation SEPCO, is the world's largest operational tower plant and the second in terms of integrating molten salt storage technology.
Experts believe that reliable early data on Noor III's performance, generation flexibility, and storage integration should alleviate concerns about the reliability of CSP towers and storage, as well as reduce capital costs for future projects. In China, the government has already announced a program to create 6000 MW of CSP with storage. SolarReserve is collaborating with the state-owned Shenhua Group, which builds coal-fired power plants, to develop 1000 MW of molten salt CSP generation. But will such energy storage towers be built further? That remains a question.
Recently, however, Heliogen, owned by Bill Gates, announced its breakthrough in using concentrated solar energy. Heliogen managed to raise the temperature from 565 °C to 1000 °C. This opens up the possibility of using solar energy in the production of cement, steel, and petrochemical products.
Bloqda oxumaq üçün daha nə faydalı məlumat var
→
→
→
→
→
Bizim -kanal, növbəti məqaləni qaçırmamaq üçün! Həftədə yalnız iki dəfə və yalnız lazım olanları yazırıq. Həmçinin, unudulmasın ki, siz Cloud4Y bulud həlləri.
Yalnız qeydiyyatdan keçmiş istifadəçilər sorğuda iştirak edə bilərlər. , xahiş edirəm.
A liquid salt power plant is
An outdated technology
A promising direction
Originally nonsense
Öz variantınız (şərh olaraq)
97 users voted. 36 users abstained.
Mənbə: habr.com
