Ekstrakcija i korištenje sunčeve energije jedno je od najvažnijih ljudskih dostignuća u energetskom smislu. Glavna poteškoća sada nije čak ni u prikupljanju sunčeve energije, već u njenom skladištenju i distribuciji. Ako se ovaj problem može riješiti, tradicionalne industrije fosilnih goriva mogu se povući.
SolarReserve je kompanija koja predlaže korištenje otopljene soli u solarnim elektranama i radi na alternativnom rješenju problema skladištenja. Umjesto da koristi solarnu energiju za proizvodnju električne energije, a zatim je skladišti u solarne panele, SolarReserve predlaže da se ona preusmjeri na termalne uređaje za skladištenje (tornjeve). Energetski toranj će primati i skladištiti energiju. Sposobnost rastaljene soli da ostane u tečnom obliku čini je idealnim medijumom za skladištenje toplote..
Cilj kompanije je da dokaže da njena tehnologija može učiniti solarnu energiju pristupačnim izvorom energije koji radi non-stop (kao i svaka elektrana na fosilna goriva). Koncentrovana sunčeva svetlost zagreva so u tornju na 566°C, koja se čuva u ogromnom izolovanom rezervoaru dok se ne koristi za stvaranje pare za pokretanje turbine.
Međutim, prvo prvo.
Начало
Glavni tehnolog kompanije SolarReserve, William Gould, proveo je više od 20 godina razvijajući CSP (koncentrovanu solarnu energiju) tehnologiju rastaljene soli. Devedesetih je bio menadžer projekta za demonstracijsko postrojenje Solar Two koje podržava Ministarstvo energetike SAD u pustinji Mojave. Deset godina ranije tamo je testirana struktura koja je potvrdila teorijske proračune o mogućnosti komercijalne proizvodnje energije pomoću heliostata. Gouldov izazov je bio da razvije sličan dizajn koji koristi zagrijanu sol umjesto pare i da pronađe dokaze da se energija može sačuvati.
Prilikom odabira spremnika za skladištenje rastopljene soli, Gould se kolebao između dvije opcije: proizvođača kotlova s iskustvom u tradicionalnim elektranama na fosilna goriva i Rocketdynea, koji je proizvodio raketne motore za NASA-u. Izbor je napravljen u korist raketnih naučnika. Djelomično zato što je Gould na početku svoje karijere radio kao nuklearni inženjer za građevinskog giganta Bechtel, radeći na kalifornijskim reaktorima San Onofre. I vjerovao je da neće naći pouzdaniju tehnologiju.
Mlaznica mlaznog motora, iz koje izlaze vrući plinovi, zapravo se sastoji od dvije ljuske (unutrašnje i vanjske), u čije se mljevene kanale pumpaju komponente goriva u tečnoj fazi, hladeći metal i čuvajući mlaznicu od topljenja. Rocketdyneovo iskustvo u razvoju sličnih uređaja i radu u metalurgiji visokih temperatura dobro je došlo pri razvoju tehnologije za korištenje rastaljene soli u solarnoj elektrani.
Projekt Solar Two od 10 MW uspješno je radio nekoliko godina i povučen je 1999. godine, potvrđujući održivost ideje. Kako sam William Gould priznaje, projekat je imao neke probleme koje je trebalo riješiti. Ali osnovna tehnologija korištena u Solar Two također radi na modernim stanicama poput Crescent Dunes. Mješavina nitratnih soli i radne temperature su identične, jedina razlika je u skali stanice.
Prednost tehnologije rastopljene soli je u tome što omogućava isporuku energije na zahtjev, a ne samo kada sija sunce. Sol može mjesecima zadržati toplinu, tako da povremeni oblačni dan ne utiče na dostupnost električne energije. Osim toga, emisije iz elektrane su minimalne, a naravno da nema opasnog otpada koji nastaje kao nusprodukt procesa.
Načela rada
Solarna elektrana koristi 10 ogledala (heliostata) raspoređenih na 347 hektara (to je veličina više od 647,5 fudbalskih terena) da koncentriše sunčevu svetlost na centralni toranj, visok 900 metara i ispunjen solju. Ovu sol sunčeve zrake zagrijavaju do 195°C, a toplina se pohranjuje i zatim koristi za pretvaranje vode u paru i pokretanje generatora za proizvodnju električne energije.
Ogledala se nazivaju heliostati jer se svako može naginjati i rotirati kako bi precizno usmjerilo svoj snop svjetlosti. Raspoređeni u koncentričnim krugovima, fokusiraju sunčevu svjetlost na "prijemnik" na vrhu centralne kule. Sam toranj ne svijetli, prijemnik je mat crne boje. Efekt sjaja nastaje upravo zbog koncentracije sunčeve svjetlosti koja zagrijava posudu. Vruća sol teče u rezervoar od nerđajućeg čelika kapaciteta 16 hiljada m³.
Heliostat
Sol, koja izgleda i teče poput vode na ovim temperaturama, prolazi kroz izmjenjivač topline kako bi proizvela paru za pokretanje standardnog turbogeneratora. Rezervoar sadrži dovoljno rastopljene soli da generator radi 10 sati. To iznosi 1100 megavat-sati skladištenja, ili skoro 10 puta više od najvećih litijum-jonskih baterijskih sistema koji su instalirani za skladištenje obnovljive energije.
Težak put
Uprkos obećanju ideje, ne može se reći da je SolarReserve postigao uspjeh. Na mnogo načina, kompanija je ostala startup. Iako je startap energičan i bistar u svakom smislu. Uostalom, prva stvar koju vidite kada pogledate prema elektrani Crescent Dunes je svjetlost. Toliko sjajno da ga je nemoguće pogledati. Izvor svjetlosti je kula od 195 metara, koja se ponosno uzdiže iznad pustinjskih teritorija Nevade otprilike na pola puta između malog grada Rena i Las Vegasa.
Kako je elektrana izgledala u različitim fazama izgradnje
2012, početak izgradnje
2014, projekat je pri kraju
Decembar 2014, Crescent Dunes je skoro spreman za upotrebu
Spremna stanica
Otprilike sat vremena vožnje odavde nalazi se čuvena Area 51, tajni vojni objekat na koji je cijeli internet prijetio da će ga jurišati ovog ljeta kako bi "spasio" vanzemaljce iz ruku američke vlade. Ova blizina dovodi do činjenice da putnici koji vide neobično sjajan sjaj ponekad pitaju lokalne stanovnike jesu li svjedočili nečemu neobičnom ili čak vanzemaljskom. A onda su iskreno uznemireni kada saznaju da je ovo samo solarna elektrana, okružena poljem ogledala širokim skoro 3 km.
Izgradnja Crescent Dunes počela je 2011. godine uz kredite od vlade i ulaganja NV Energy, glavne komunalne kompanije u Nevadi. A elektrana je izgrađena 2015. godine, otprilike dvije godine kasnije od planiranog. Ali ni nakon izgradnje nije sve išlo glatko. Na primjer, u prve dvije godine pumpe i transformatori za heliostate, koji nisu bili dovoljno snažni, često su se kvarili i nisu radili kako treba. Stoga je izlazna snaga u Crescent Dunes bila niža od planirane u prvim godinama rada.
Postojala je još jedna poteškoća - sa pticama. Padajući pod "prizor" koncentrisane sunčeve svetlosti, nesrećna ptica . Prema riječima predstavnika SolarReserve-a, njihova elektrana uspjela je izbjeći redovno i masovno “kremiranje” ptica. Poseban plan je razvijen u saradnji sa nekoliko nacionalnih organizacija kako bi se ublažile sve potencijalne prijetnje elektrani. Ovaj program je odobren 2011. godine i osmišljen je da smanji potencijalne rizike za ptice i slepe miševe.
Ali najveći problem za Crescent Dunes bilo je curenje u rezervoaru za skladištenje vruće soli otkriveno krajem 2016. Tehnologija koristi džinovski prsten koji se oslanja na pilone na dnu rezervoara za distribuciju rastopljene soli dok ona teče iz posude. Sami piloni su morali biti zavareni za pod, a prsten je trebao biti u stanju da se kreće jer promjene temperature uzrokuju širenje/skupljanje materijala. Umjesto toga, zbog greške inženjera, cijela stvar je bila čvrsto zavarena. Kao rezultat toga, s promjenama temperature, dno spremnika je opušteno i procurilo.
Samo curenje otopljene soli nije posebno opasno. Kada je udario u sloj šljunka ispod rezervoara, talina se odmah ohladila, pretvarajući se u so. Međutim, gašenje elektrane se oteglo osam mjeseci. Proučavani su uzroci curenja, odgovorni za incident, posljedice vanrednog događaja i druga pitanja.
Problemi SolarReserve-a nisu tu završili. Učinak elektrane pao je ispod cilja u 2018., sa prosječnim faktorom kapaciteta od 20,3% u poređenju sa planiranim faktorom kapaciteta od 51,9%, C. Kao rezultat toga, Nacionalna laboratorija za obnovljivu energiju SAD-a (NREL) započela je 12-mjesečnu studiju troškova CSP projekta, fokusirajući se na pitanja učinka i neočekivane troškove. Kao rezultat toga, kompanija je prvo bila tužena i prinuđena da promijeni rukovodstvo, a 2019. su bili u potpunosti primorani da priznaju svoje .
Još nije gotovo
Ali ni to nije stalo do kraja razvoja tehnologije. Uostalom, slični projekti postoje i u drugim zemljama. Na primjer, slične tehnologije se koriste u Solarnom parku Mohammed bin Rashid Al Maktoum - najvećoj svjetskoj mreži solarnih elektrana, ujedinjenih u jednom prostoru u Dubaiju. Ili, recimo, Maroko. Tamo ima još više sunčanih dana nego u SAD, pa bi stoga i efikasnost elektrane trebala biti veća. I prvi rezultati pokazuju da je to zaista tako.
Toranj CSP Noor III od 150 MW u Maroku premašio je ciljeve performansi i skladišnog kapaciteta u prvih nekoliko mjeseci rada. A troškovi finansiranja projekata za skladištenje energije tornjeva su u skladu s očekivanim projekcijama, uvjerava Xavier Lara, viši konsultant u CSP Engineering Group Empresarios Agrupados (EA).
Elektrana Noor III
Puštena u rad u decembru prošle godine, elektrana Noor III pokazala je izvanredne performanse. Noor III, koji su instalirali španski SENER i kineska građevinska korporacija SEPCO, najveća je svjetska operativna toranjska elektrana i druga koja integrira tehnologiju skladištenja rastopljene soli.
Stručnjaci vjeruju da bi robusni rani podaci o performansama Noor III o performansama, fleksibilnosti proizvodnje i integraciji skladištenja trebali smanjiti probleme sa CSP tornjem i pouzdanošću skladištenja i smanjiti troškove kapitala za buduće projekte. U Kini je vlada već najavila program za stvaranje 6000 MW CSP-a sa skladištem. SolarReserve je u partnerstvu sa državnom Shenhua Group, koja gradi elektrane na ugalj, kako bi razvila 1000 MW proizvodnje rastopljene soli CSP-a. Ali hoće li se takvi skladišni tornjevi nastaviti graditi? Pitanje.
Međutim, upravo je neki dan kompanija Heliogen, u vlasništvu Bila Gejtsa, najavila svoj iskorak u korišćenju koncentrisane sunčeve energije. Heliogen je uspio povećati temperaturu sa 565°C na 1000°C. Time se otvara mogućnost korištenja solarne energije u proizvodnji cementa, čelika i petrokemijskih proizvoda.
Šta još možete pročitati na blogu?
→
→
→
→
→
Pretplatite se na naše -kanal da ne propustite sljedeći članak! Pišemo ne više od dva puta sedmično i samo poslovno. Također vas podsjećamo da možete cloud rješenja Cloud4Y.
Samo registrovani korisnici mogu učestvovati u anketi. molim.
Elektrana na tečnu sol je
-
Tehnologija umiranja
-
Obećavajući smjer
-
U početku glupost
-
Vaša verzija (u komentarima)
Glasalo je 97 korisnika. Uzdržano je bilo 36 korisnika.
izvor: www.habr.com