Salt solenergi

Udvinding og brug af solenergi er en af ​​de vigtigste menneskelige resultater med hensyn til energi. Den største vanskelighed ligger nu ikke engang i at indsamle solenergi, men i dens lagring og distribution. Hvis dette problem kan løses, kan traditionelle fossile brændselsindustrier gå på pension.

SolarReserve er en virksomhed, der foreslår at bruge smeltet salt i solenergianlæg og arbejder på en alternativ løsning på lagerproblemer. I stedet for at bruge solenergi til at generere elektricitet og derefter lagre den i solpaneler, foreslår SolarReserve at omdirigere den til termiske lagringsenheder (tårne). Energitårnet vil modtage og lagre energi. Smeltet salts evne til at forblive i flydende form gør det til et ideelt termisk lagringsmedium..

Virksomhedens mål er at bevise, at dens teknologi kan gøre solenergi til en overkommelig energikilde, der fungerer døgnet rundt (som ethvert fossilt brændstofkraftværk). Koncentreret sollys opvarmer saltet i tårnet til 566°C, som opbevares i en kæmpe isoleret tank, indtil det bruges til at skabe damp til at drive turbinen.

Dog, først ting først.

begynder

SolarReserves chefteknolog, William Gould, har brugt mere end 20 år på at udvikle smeltet salt CSP (concentrated solar power) teknologi. I 1990'erne var han projektleder for det amerikanske Department of Energy-støttede Solar Two-demonstrationsanlæg i Mojave-ørkenen. Et årti tidligere blev en struktur testet der, som bekræftede teoretiske beregninger om muligheden for kommerciel energiproduktion ved hjælp af heliostater. Goulds udfordring var at udvikle et lignende design, der brugte opvarmet salt i stedet for damp, og at finde beviser for, at energi kunne bevares.

Da han valgte en beholder til at opbevare smeltet salt, vaklede Gould mellem to muligheder: en kedelproducent med erfaring i traditionelle fossile brændselskraftværker og Rocketdyne, som lavede raketmotorer til NASA. Valget blev truffet til fordel for raketforskere. Dels fordi Gould tidligt i sin karriere havde arbejdet som atomingeniør for byggegiganten Bechtel, hvor han arbejdede på Californiens San Onofre-reaktorer. Og han troede, at han ikke ville finde en mere pålidelig teknologi.

Dysen på en jetmotor, hvorfra varme gasser slipper ud, består faktisk af to skaller (indvendig og ekstern), i hvis fræsede kanaler brændstofkomponenter pumpes i væskefasen, hvilket afkøler metallet og forhindrer dysen i at smelte. Rocketdynes erfaring med at udvikle lignende enheder og arbejde i højtemperaturmetallurgi kom til nytte, da vi udviklede teknologi til brug af smeltet salt i et solenergianlæg.

10 MW Solar Two-projektet fungerede med succes i flere år og blev nedlagt i 1999, hvilket bekræfter idéens levedygtighed. Som William Gould selv indrømmer, havde projektet nogle problemer, der skulle løses. Men kerneteknologien, der bruges i Solar Two, fungerer også i moderne stationer som Crescent Dunes. Blandingen af ​​nitratsalte og driftstemperaturer er identiske, den eneste forskel er på stationens skala.

Fordelen ved smeltet salt-teknologi er, at den giver mulighed for at levere strøm efter behov, ikke kun når solen skinner. Salt kan holde på varmen i flere måneder, så den lejlighedsvise overskyede dag påvirker ikke tilgængeligheden af ​​elektricitet. Derudover er kraftværkets emissioner minimale, og der er naturligvis ikke noget farligt affald, der dannes som et biprodukt af processen.

Principper for arbejde

Solkraftværket bruger 10 spejle (heliostater) fordelt på 347 hektar (det er på størrelse med 647,5 plus fodboldbaner) til at koncentrere sollys på et centralt tårn, 900 meter højt og fyldt med salt. Dette salt opvarmes af solens stråler til 195°C, og varmen lagres og bruges derefter til at omdanne vand til damp og køre generatorer til at producere elektricitet.

Spejlene kaldes heliostater, fordi de hver især kan vippe og rotere for præcist at rette deres lysstråle. Arrangeret i koncentriske cirkler fokuserer de sollys på en "modtager" i toppen af ​​det centrale tårn. Selve tårnet lyser ikke, modtageren er matsort. Glødeeffekten opstår netop på grund af koncentrationen af ​​sollys, der opvarmer beholderen. Varmt salt strømmer ind i en rustfri ståltank med en kapacitet på 16 tusind m³.

Heliostat

Saltet, der ligner og flyder meget som vand ved disse temperaturer, passerer gennem en varmeveksler for at producere damp til at køre en standard turbogenerator. Tanken indeholder nok smeltet salt til at køre generatoren i 10 timer. Dette svarer til 1100 megawatt-timers lagring, eller næsten 10 gange mere end de største lithium-ion batterisystemer, der er blevet installeret til at lagre vedvarende energi.

Svær måde

På trods af løftet om ideen kan SolarReserve ikke siges at have opnået succes. På mange måder forblev virksomheden en startup. Selvom opstarten er energisk og lys i enhver forstand. Det første, du ser, når du ser mod Crescent Dunes Power Plant, er trods alt lys. Så lyst, at det er umuligt at se på det. Lyskilden er et 195 meter højt tårn, der stolt hæver sig over Nevadas ørkenterritorier cirka halvvejs mellem den lille by Reno og Las Vegas.

Hvordan så kraftværket ud på forskellige byggefaser
2012, byggestart

2014 er projektet tæt på at være afsluttet

December 2014 er Crescent Dunes næsten klar til brug

Klar station

Omkring en times kørsel herfra ligger det berømte Area 51, et hemmeligt militæranlæg, som hele internettet truede med at storme denne sommer for at "redde" rumvæsener fra den amerikanske regerings hænder. Denne nærhed fører til, at rejsende, der ser et usædvanligt stærkt skær, nogle gange spørger lokale beboere, om de har været vidne til noget usædvanligt eller endda fremmed. Og så er de oprigtigt kede af at erfare, at dette blot er et solcelleanlæg, omgivet af et næsten 3 km bredt spejlefelt.

Byggeriet af Crescent Dunes begyndte i 2011 med lån fra regeringen og investeringer fra NV Energy, Nevadas vigtigste forsyningsselskab. Og kraftværket blev bygget i 2015, cirka to år senere end planlagt. Men selv efter byggeriet gik alt ikke glat. Eksempelvis gik pumper og transformere til heliostater, som ikke var kraftige nok, i de første to år ofte i stykker og fungerede ikke ordentligt. Derfor var strømudtaget ved Crescent Dunes lavere end planlagt i de første driftsår.

Der var en anden vanskelighed - med fugle. Falder under "synet" af koncentreret sollys, den uheldige fugl blev til støv. Ifølge repræsentanter for SolarReserve lykkedes det deres kraftværk at undgå den regelmæssige og masse "kremering" af fugle. En særlig plan blev udviklet i samarbejde med flere nationale organisationer for at afbøde potentielle trusler mod kraftværket. Dette program blev godkendt i 2011 og er designet til at reducere potentielle risici for fugle og flagermus.

Men det største problem for Crescent Dunes var en lækage i en varm salttank, der blev opdaget i slutningen af ​​2016. Teknologien bruger en kæmpe ring understøttet af pyloner i bunden af ​​tanken til at fordele smeltet salt, når det strømmer fra en beholder. Selve pylonerne skulle svejses fast i gulvet, og ringen skulle kunne bevæge sig, da temperaturændringer får materialerne til at udvide/sammentrække sig. I stedet blev det hele på grund af en fejl fra ingeniørerne svejset tæt sammen. Som et resultat, med temperaturændringer, sank bunden af ​​tanken og lækkede.

Selve udsivningen af ​​smeltet salt er ikke særlig farlig. Da den ramte gruslaget under tanken, afkølede smelten straks og blev til salt. Nedlukningen af ​​kraftværket trak dog ud i otte måneder. Årsagerne til lækagen, de ansvarlige for hændelsen, konsekvenserne af nødsituationen og andre spørgsmål blev undersøgt.

SolarReserves problemer sluttede ikke der. Anlæggets ydeevne faldt under målet i 2018 med en gennemsnitlig kapacitetsfaktor på 20,3 % sammenlignet med en planlagt kapacitetsfaktor på 51,9 %, C. Som følge heraf påbegyndte US National Renewable Energy Laboratory (NREL) en 12-måneders omkostningsundersøgelse af projektets CSP, med fokus på præstationsproblemer og uventede omkostninger. Som følge heraf blev virksomheden først sagsøgt og tvunget til at skifte ledelse, og i 2019 var de helt tvunget til at indrømme deres konkurs.

Det er ikke slut endnu

Men selv dette satte ikke en stopper for teknologiens udvikling. Der er jo lignende projekter i andre lande. For eksempel bruges lignende teknologier i Mohammed bin Rashid Al Maktoum Solar Park - verdens største netværk af solenergianlæg, samlet i et enkelt rum i Dubai. Eller for eksempel Marokko. Der er endnu flere solskinsdage der end i USA, og derfor burde effektiviteten af ​​kraftværket være højere. Og de første resultater viser, at det faktisk er tilfældet.

CSP Noor III-tårnet på 150 MW i Marokko oversteg målene for ydeevne og lagerkapacitet i dets første par måneders drift. Og omkostningerne ved finansiering af tårnenergilagringsprojekter er i overensstemmelse med de forventede fremskrivninger, forsikrer Xavier Lara, seniorkonsulent hos CSP Engineering Group Empresarios Agrupados (EA).

Noor III kraftværk



Noor III-kraftværket blev taget i brug i december sidste år og har vist en bemærkelsesværdig ydeevne. Noor III, installeret af Spaniens SENER og Kinas energikonstruktionsselskab SEPCO, er verdens største operationelle tårnfabrik og den anden til at integrere teknologi til opbevaring af smeltet salt.

Eksperter mener, at Noor III's robuste tidlige ydeevnedata om ydeevne, generationsfleksibilitet og storageintegration bør reducere CSP-tårne ​​og storage-pålidelighedsproblemer og sænke kapitalomkostningerne til fremtidige projekter. I Kina har regeringen allerede annonceret et program for at skabe 6000 MW CSP med lager. SolarReserve samarbejder med statsejede Shenhua Group, som bygger kulfyrede kraftværker, for at udvikle 1000 MW CSP-smeltet saltproduktion. Men vil sådanne lagertårne ​​blive ved med at blive bygget? Spørgsmål.

Men netop forleden annoncerede Heliogen-virksomheden, ejet af Bill Gates, sit gennembrud i brugen af ​​koncentreret solenergi. Heliogen var i stand til at øge temperaturen fra 565°C til 1000°C. Dermed åbnes muligheden for at bruge solenergi til produktion af cement, stål og petrokemiske produkter.

Hvad kan du ellers læse på bloggen? Cloud4Y

→ Opsætning af toppen i GNU/Linux
→ Pentesters på forkant med cybersikkerhed
→ Startups, der kan overraske
→ Økofiktion for at beskytte planeten
→ Datacenter informationssikkerhed

Abonner på vores Telegram-kanal, så du ikke går glip af den næste artikel! Vi skriver ikke mere end to gange om ugen og kun på forretningsrejse. Vi minder dig også om, at du kan test gratis cloud-løsninger Cloud4Y.

Kun registrerede brugere kan deltage i undersøgelsen. Log ind, Vær venlig.

Flydende salt kraftværk er

• Døende teknologi

• Lovende retning

• I første omgang vrøvl

• Din version (i kommentarerne)

97 brugere stemte. 36 brugere undlod at stemme.

Kilde: www.habr.com