L'estrazzioni è l'usu di l'energia solare hè unu di i più impurtanti rializazioni umani in quantu à l'energia. A difficultà principale avà ùn hè micca ancu in a cullizzioni di l'energia solare, ma in u so almacenamentu è a distribuzione. Se stu prublema pò esse risolta, l'industrii tradiziunali di carburanti fossili ponu esse ritirati.
SolarReserve hè una cumpagnia chì prupone l'usu di u salinu fusu in e centrali di energia solare è travaglia in una soluzione alternativa à i prublemi di almacenamento. Invece di utilizà l'energia solare per generà l'electricità è poi almacenà in pannelli solari, SolarReserve prupone di ridirezzione à i dispositi di almacenamentu termale (torri). A torre di l'energia riceverà è almacenà energia. A capacità di u sali fusu di stà in forma liquida face un mediu di almacenamentu termale ideale..
L'obiettivu di a cumpagnia hè di dimustrà chì a so tecnulugia pò fà di l'energia solare una fonte d'energia assequible chì opera in tuttu u ghjornu (cum'è qualsiasi pianta di energia fossili). A luz di u sole cuncentrata calienta u salinu in a torre à 566 ° C, chì hè guardatu in un tank insulated giganti finu à chì hè utilizatu per creà vapore per correre a turbina.
Tuttavia, prima cosa prima.
U principiu
U tecnulugu capu di SolarReserve, William Gould, hà passatu più di 20 anni in u sviluppu di a tecnulugia CSP (energia solare concentrata) di sale fusa. In l'anni 1990, era capu di prughjettu per u Dipartimentu di l'Energia di i Stati Uniti, una facilità di dimostrazione Solar Two in u Desert di Mojave. Un decenniu prima, una struttura hè stata pruvata quì, chì cunfirmava i calculi teorichi nantu à a pussibilità di generazione di energia cummerciale cù heliostats. A sfida di Gould era di sviluppà un disignu simili chì usava sali caldi invece di vapore, è di truvà evidenza chì l'energia puderia esse cunservata.
Quandu hà sceltu un cuntainer per almacenà u sali fusu, Gould vacillava trà duie opzioni: un fabricatore di caldaie cù sperienza in e centrali tradiziunali di combustibili fossili, è Rocketdyne, chì hà fattu mutori di fucile per a NASA. A scelta hè stata fatta in favore di i scientisti di cohete. In parte perchè Gould avia travagliatu prima di a so carriera cum'è ingegnere nucleare per u giant di a custruzione Bechtel, travagliendu in i reattori San Onofre di California. È hà cridutu chì ùn truverà micca una tecnulugia più affidabile.
U nozzle di un mutore di jet, da quale i gasi caldi scappanu, in realtà hè custituitu di dui cunchiglia (internu è esterno), in i canali fresati di quale i cumpunenti di carburante sò pompati in a fase liquida, rinfrescendu u metale è mantene a bocca da a fusione. L'esperienza di Rocketdyne in u sviluppu di dispusitivi simili è u travagliu in a metallurgia à alta temperatura hè stata utile à u sviluppu di a tecnulugia per l'usu di u sali fusu in una centrale solare.
U prughjettu Solar Two 10 MW hà operatu cù successu per parechji anni è hè statu disattivatu in u 1999, cunfirmendu a viabilità di l'idea. Cum'è William Gould stessu ammette, u prugettu hà avutu qualchì problema chì deve esse risoltu. Ma a tecnulugia core utilizata in Solar Two travaglia ancu in stazioni muderni cum'è Crescent Dunes. A mistura di sali di nitrati è a temperatura di u funziunamentu sò idèntica, l'unica diferenza hè nantu à a scala di a stazione.
U vantaghju di a tecnulugia di u sali fusu hè chì permette di furnisce u putere nantu à a dumanda, micca solu quandu u sole brilla. U salinu pò mantene u calore per mesi, perchè u ghjornu nuvole occasionale ùn affetta micca a dispunibilità di l'electricità. Inoltre, l'emissioni di a centrale elettrica sò minime, è di sicuru ùn ci hè micca un rifiutu periculosu creatu cum'è un subproduttu di u prucessu.
Principi di travagliu
A centrale solare usa 10 specchi (heliostats) spargugliati nantu à 347 ettari (chì hè a dimensione di più di 647,5 campi di football) per cuncentrazione di a luce di u sole nantu à una torre centrale, alta 900 metri è piena di sal. Stu sali hè riscaldatu da i raghji di u sole à 195 ° C è u calore hè almacenatu è dopu utilizatu per cunvertisce l'acqua in vapuri è funnu generatori per pruduce l'electricità.
I specchi sò chjamati heliostats perchè ognunu pò tilt and rotation to precise directing its beam of light. Disposti in circuli cuncentrichi, focalizanu a luce di u sole nantu à un "ricevitore" in cima di a torre cintrali. A torre stessa ùn brilla micca; u ricevitore hè neru matte. L'effettu luminosu hè precisamente per via di a cuncentrazione di u sole chì riscalda u cuntinuu. U salinu caldu scorri in un tank in acciaio inox cù una capacità di 16 mila m³.
Heliostat
U sali, chì s'assumiglia è scorri assai cum'è l'acqua à queste temperature, passa per un scambiatore di calore per pruduce vapore per fà un turbogeneratore standard. U cisterna cuntene abbastanza sali fusi per fà funziunà u generatore per 10 ore. Questu hè 1100 megawatt-ora di almacenamiento, o quasi 10 volte più di i più grandi sistemi di batterie di lithium-ion chì sò stati installati per almacenà energia rinnuvevule.
Via dura
Malgradu a prumessa di l'idea, SolarReserve ùn pò micca esse dichjaratu chì hà successu successu. In parechji maneri, a cumpagnia hè stata una startup. Ancu l'iniziu hè energicu è luminoso in ogni sensu. Dopu tuttu, a prima cosa chì vede quandu guardate versu u Crescent Dunes Power Plant hè a luce. Cusì luminosu chì hè impussibile di fighjà. A fonte di luce hè una torre di 195 metri, chì si eleva orgogliosamente sopra i territorii deserti di Nevada à circa a mità di strada trà a piccula cità di Reno è Las Vegas.
Ciò chì pareva a centrale elettrica in diverse tappe di custruzzione
2012, principiu di custruzzione
2014, u prugettu hè vicinu à compie
Dicembre 2014, Crescent Dunes hè quasi pronta per l'usu
Stazione pronta
Circa un'ora di guida da quì hè a famosa Area 51, una facilità militare secreta chì tutta l'Internet hà minacciatu d'assaltà questu veranu per "salvà" stranieri da e mani di u guvernu americanu. Sta vicinanza porta à u fattu chì i viaghjatori chì vedenu un splendore inusualmente luminosu à volte dumandanu à i residenti lucali s'ellu anu vistu qualcosa inusual o ancu straneru. È tandu sò sinceramente arrabbiati per amparà chì questu hè solu una centrale solare, circundata da un campu di specchi di guasi 3 km di larghezza.
A custruzzione di Crescent Dunes hà iniziatu in 2011 cù prestiti da u guvernu è investimenti da NV Energy, a principale cumpagnia di utilità di Nevada. È a centrale elettrica hè stata custruita in u 2015, circa dui anni più tardi di ciò chì era previstu. Ma ancu dopu a custruzzione, micca tuttu hè andatu bè. Per esempiu, in i primi dui anni, i pumps è i transformatori per l'heliostats, chì ùn eranu micca abbastanza putenti, spessu si sfondanu è ùn anu micca travagliatu bè. Dunque, a pruduzzione di putenza in Crescent Dunes era più bassu di ciò chì era previstu in i primi anni di funziunamentu.
Ci era una altra difficultà - cù l'acelli. Fallendu sottu à a "vista" di u sole cuncentratu, l'acellu disgraziatu . Sicondu i rapprisentanti di SolarReserve, a so centrale elettrica hà sappiutu evità a "cremazione" regulare è di massa di l'acelli. Un pianu speciale hè statu sviluppatu in cunghjunzione cù parechje urganisazioni naziunali per mitigà ogni minaccia potenziale à a centrale elettrica. Stu prugramma hè statu appruvatu in u 2011 è hè pensatu per riduce i risichi potenziali per l'acelli è i pipistrelli.
Ma u prublema più grande per Crescent Dunes era una fuga in un cisterna di salitu caldu scupertu à a fine di u 2016. A tecnulugia usa un anellu giganti sustinutu da piloni à u fondu di u tank per distribuisce u sali fondu mentre scorri da un recipiente. I piloni stessi anu da esse saldati à u pianu, è l'anellu hà bisognu di pudè spustà cum'è i cambiamenti di temperatura causanu i materiali per espansione / cuntrattu. Invece, per via di un errore di l'ingegneri, tuttu hè statu saldatu strettu. In u risultatu, cù i cambiamenti di temperatura, u fondu di u cisterna hà sagged and leaked.
A fuga di u sali fusu stessu ùn hè micca particularmente periculosa. Quandu hà culpitu à a capa di grava sottu à u tank, u funnu si rinfriscà subitu, diventendu in u sali. Tuttavia, l'arrestu di a centrale elettrica si trascinò per ottu mesi. I causi di a fuga, i rispunsevuli di l'incidentu, e cunsequenze di l'emergenza è altri prublemi sò stati studiati.
I prublemi di SolarReserve ùn anu micca finitu quì. U funziunamentu di a pianta hè cascatu sottu u mira in 2018, cù un fattore di capacità media di 20,3% paragunatu à un fattore di capacità pianificatu di 51,9%, C. In u risultatu, u Laboratoriu Naziunale d'Energia Rinnovabile (NREL) di i Stati Uniti hà iniziatu un studiu di costu di 12 mesi di u prughjettu CSP, cuncintratu nantu à prublemi di rendiment è i costi inaspettati. In u risultatu, a cumpagnia hè stata prima demandata è furzata à cambià a gestione, è in 2019 sò stati cumplettamente custretti à ammette u so .
Ùn hè ancu finitu
Ma ancu questu ùn hà micca finitu à u sviluppu di a tecnulugia. Dopu tuttu, ci sò prughjetti simili in altri paesi. Per esempiu, tecnulugii simili sò aduprati in u Mohammed bin Rashid Al Maktoum Solar Park - a più grande rete di centrali solari in u mondu, unitu in un unicu spaziu in Dubai. O, dì, Maroccu. Ci sò ancu più ghjorni di sole chì in l'USA, è per quessa l'efficienza di a centrale elettrica deve esse più altu. È i primi risultati mostranu chì questu hè veramente u casu.
A torre CSP Noor III di 150 MW in Maroccu hà superatu l'obiettivi di prestazione è capacità di almacenamento in i so primi mesi di operazione. È u costu di finanziamentu di i prughjetti di almacenamentu di l'energia di a torre hè in linea cù e proiezioni previste, assicura Xavier Lara, cunsultante senior in CSP Engineering Group Empresarios Agrupados (EA).
Centrale elettrica di Noor III
Cummissione in dicembre di l'annu passatu, a centrale elettrica Noor III hà dimustratu prestazioni notevuli. Noor III, installatu da SENER di Spagna è SEPCO, a Cumpagnia di Custruzzione Energetica di a Cina, hè a più grande pianta di torre operativa in u mondu è a seconda per integrà a tecnulugia di almacenamentu di u salinu fusu.
L'esperti credi chì i robusti dati di prestazione iniziale di Noor III in quantu à u rendiment, a flessibilità di generazione è l'integrazione di u almacenamentu duveranu riduce i prublemi di affidabilità di a torre CSP è l'almacenamiento è diminuite u costu di capitale per i prughjetti futuri. In Cina, u guvernu hà digià annunziatu un prugramma per creà 6000 1000 MW di CSP cù almacenamiento. SolarReserve s'associa cù u Gruppu Shenhua statale, chì custruisce centrali elettriche à carbone, per sviluppà XNUMX MW di generazione di sale fusu CSP. Ma tali torri di almacenamentu cuntinueghjanu à esse custruitu? Quistione.
Tuttavia, l'altru ghjornu, a cumpagnia Heliogen, di Bill Gates, hà annunziatu a so avanzata in l'usu di l'energia solare cuncentrata. Heliogen anu pussutu aumentà a temperatura da 565 ° C à 1000 ° C. Cusì, apre a pussibilità di utilizà l'energia solare in a produzzione di cimentu, azzaru è prudutti petrochimici.
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A centrale elettrica di u sali liquidu hè
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Tecnulugia morente
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Direzzione prumessa
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Source: www.habr.com