A extracción e aproveitamento da enerxía solar é un dos logros humanos máis importantes en termos de enerxía. A principal dificultade agora non reside nin na recollida de enerxía solar, senón no seu almacenamento e distribución. Se se pode resolver este problema, as industrias tradicionais de combustibles fósiles poden retirarse.
SolarReserve é unha empresa que propón utilizar sal fundida nas centrais solares e está a traballar nunha solución alternativa aos problemas de almacenamento. En lugar de utilizar a enerxía solar para xerar electricidade e almacenala despois en paneis solares, SolarReserve propón redirixila a dispositivos de almacenamento térmico (torres). A torre de enerxía recibirá e almacenará enerxía. A capacidade do sal fundido para permanecer en forma líquida fai que sexa un medio de almacenamento térmico ideal..
O obxectivo da compañía é demostrar que a súa tecnoloxía pode facer da enerxía solar unha fonte de enerxía asequible que funciona as 566 horas do día (como calquera central de enerxía de combustibles fósiles). A luz solar concentrada quenta o sal da torre a XNUMX °C, que se almacena nun tanque illado xigante ata que se usa para crear vapor para facer funcionar a turbina.
Non obstante, primeiro o primeiro.
Comezar
O tecnólogo xefe de SolarReserve, William Gould, leva máis de 20 anos desenvolvendo a tecnoloxía CSP (enerxía solar concentrada) de sal fundida. Na década de 1990, foi director de proxecto para a instalación de demostración Solar Two do Departamento de Enerxía dos EUA no deserto de Mojave. Unha década antes, alí probouse unha estrutura que confirmaba os cálculos teóricos sobre a posibilidade de xeración de enerxía comercial mediante heliostatos. O reto de Gould foi desenvolver un deseño similar que utilizase sal quente en lugar de vapor, e atopar probas de que se podía conservar a enerxía.
Ao seleccionar un recipiente para almacenar sal fundida, Gould vacilou entre dúas opcións: un fabricante de caldeiras con experiencia en centrais de enerxía de combustibles fósiles tradicionais e Rocketdyne, que fabricaba motores de foguetes para a NASA. A elección foi feita a favor dos científicos de foguetes. En parte porque Gould traballara no inicio da súa carreira como enxeñeiro nuclear para o xigante da construción Bechtel, traballando nos reactores de San Onofre de California. E cría que non atoparía unha tecnoloxía máis fiable.
A tobera dun motor a reacción, da que escapan os gases quentes, en realidade consiste en dúas capas (interior e exterior), nas canles fresadas das cales se bombean compoñentes do combustible en fase líquida, arrefriando o metal e evitando que a tobera se derrita. A experiencia de Rocketdyne no desenvolvemento de dispositivos similares e no traballo na metalurxia de altas temperaturas foi útil para desenvolver tecnoloxía para usar sal fundida nunha planta de enerxía solar.
O proxecto Solar Two de 10 MW funcionou con éxito durante varios anos e foi desmantelado en 1999, confirmando a viabilidade da idea. Como recoñece o propio William Gould, o proxecto tiña algúns problemas que había que resolver. Pero a tecnoloxía básica utilizada en Solar Two tamén funciona en estacións modernas como Crescent Dunes. A mestura de sales de nitrato e as temperaturas de funcionamento son idénticas, a única diferenza está na escala da estación.
A vantaxe da tecnoloxía de sal fundida é que permite entregar enerxía baixo demanda, non só cando brilla o sol. A sal pode reter a calor durante meses, polo que algún que outro día nubrado non afecta á dispoñibilidade de electricidade. Ademais, as emisións da central son mínimas e, por suposto, non se crean residuos perigosos como subproduto do proceso.
Principios de traballo
A central solar utiliza 10 espellos (heliostatos) repartidos en 347 hectáreas (é dicir, o tamaño de máis de 647,5 campos de fútbol) para concentrar a luz solar nunha torre central, de 900 metros de altura e chea de sal. Este sal quéntase polos raios solares a 195 °C e a calor almacénase e despois utilízase para converter a auga en vapor e facer funcionar xeradores para producir electricidade.
Os espellos chámanse heliostatos porque cada un pode inclinarse e xirar para dirixir con precisión o seu feixe de luz. Dispostos en círculos concéntricos, enfocan a luz solar nun "receptor" na parte superior da torre central. A torre en si non brilla; o receptor é negro mate. O efecto de brillo prodúcese precisamente debido á concentración de luz solar que quenta o recipiente. O sal quente flúe nun tanque de aceiro inoxidable cunha capacidade de 16 mil m³.
Heliostato
O sal, que se parece e flúe moi parecido á auga a estas temperaturas, pasa por un intercambiador de calor para producir vapor para facer funcionar un turboxerador estándar. O tanque contén sal fundido suficiente para facer funcionar o xerador durante 10 horas. Isto supón 1100 megavatios-hora de almacenamento, ou case 10 veces máis que os maiores sistemas de baterías de iones de litio que se instalaron para almacenar enerxía renovable.
Duro camiño
A pesar da promesa da idea, non se pode dicir que SolarReserve tivese éxito. En moitos sentidos, a empresa seguiu sendo unha startup. Aínda que a posta en marcha é enérxica e brillante en todos os sentidos. Despois de todo, o primeiro que ves cando miras cara á central eléctrica de Crescent Dunes é a luz. Tan brillante que é imposible miralo. A fonte de luz é unha torre de 195 metros, que se eleva con orgullo sobre os territorios desérticos de Nevada aproximadamente a medio camiño entre a pequena cidade de Reno e Las Vegas.
Como era a central eléctrica nas diferentes fases de construción
2012, inicio das obras
2014, o proxecto está a piques de rematar
En decembro de 2014, Crescent Dunes está case listo para o seu uso
Estación lista
A aproximadamente unha hora en coche de aquí atópase a famosa Area 51, unha instalación militar secreta que este verán toda Internet ameazou con asaltar para "salvar" os extraterrestres das mans do goberno estadounidense. Esta proximidade leva ao feito de que os viaxeiros que ven un brillo inusualmente brillante ás veces preguntan aos residentes locais se presenciaron algo inusual ou mesmo alleo. E entón están sinceramente molestos ao saber que se trata só dunha central solar, rodeada por un campo de espellos de case 3 km de ancho.
A construción de Crescent Dunes comezou en 2011 con préstamos do goberno e investimento de NV Energy, a principal empresa de servizos públicos de Nevada. E a central foi construída en 2015, uns dous anos máis tarde do previsto. Pero aínda despois da construción, non todo foi ben. Por exemplo, nos dous primeiros anos, as bombas e os transformadores para heliostatos, que non eran o suficientemente potentes, a miúdo avariaban e non funcionaban correctamente. Polo tanto, a produción de enerxía en Crescent Dunes foi inferior á prevista nos primeiros anos de funcionamento.
Houbo outra dificultade: cos paxaros. Caendo baixo a "vista" da luz solar concentrada, o desafortunado paxaro . Segundo os representantes de SolarReserve, a súa central eléctrica conseguiu evitar a "incineración" regular e masiva de aves. Desenvolveuse un plan especial en conxunto con varias organizacións nacionais para mitigar calquera posible ameaza á central eléctrica. Este programa foi aprobado en 2011 e está deseñado para reducir os riscos potenciais para as aves e os morcegos.
Pero o maior problema para Crescent Dunes foi unha fuga nun tanque de almacenamento de sal quente descuberta a finais de 2016. A tecnoloxía usa un anel xigante sostido por pilóns no fondo do tanque para distribuír o sal fundido mentres flúe dun recipiente. Os propios pilóns tiñan que estar soldados ao chan, e o anel debía poder moverse xa que os cambios de temperatura provocan que os materiais se expandan/contracten. Pola contra, debido a un erro dos enxeñeiros, todo foi soldado firmemente. Como resultado, cos cambios de temperatura, o fondo do tanque caeu e perdeuse.
A fuga de sal fundida en si non é particularmente perigosa. Cando bateu a capa de grava debaixo do tanque, a fusión arrefriouse inmediatamente, converténdose en sal. Non obstante, a paralización da central prolongouse durante oito meses. Estudáronse as causas da fuga, os responsables do suceso, as consecuencias da emerxencia e outras cuestións.
Os problemas de SolarReserve non remataron aí. O rendemento da planta caeu por debaixo do obxectivo en 2018, cun factor de capacidade medio do 20,3% en comparación cun factor de capacidade planificado do 51,9%, C. Como resultado, o Laboratorio Nacional de Enerxías Renovables (NREL) dos Estados Unidos iniciou un estudo de custos de 12 meses de duración. o proxecto CSP, centrándose en problemas de rendemento e custos inesperados. Como resultado, a empresa foi demandada por primeira vez e obrigada a cambiar de xestión, e en 2019 víronse completamente obrigadas a admitir o seu .
Aínda non rematou
Pero mesmo isto non puxo fin ao desenvolvemento da tecnoloxía. Despois de todo, hai proxectos similares noutros países. Por exemplo, tecnoloxías similares utilízanse no parque solar Mohammed bin Rashid Al Maktoum, a rede de centrais solares máis grande do mundo, unidas nun único espazo en Dubai. Ou, digamos, Marrocos. Hai aínda máis días de sol alí que en EE. UU., polo que a eficiencia da central eléctrica debería ser maior. E os primeiros resultados mostran que é así.
A torre CSP Noor III de 150 MW en Marrocos superou os obxectivos de rendemento e capacidade de almacenamento nos seus primeiros meses de funcionamento. E o custo do financiamento de proxectos de almacenamento de enerxía das torres está en liña coas proxeccións previstas, asegura Xavier Lara, consultor sénior de CSP Engineering Group Empresarios Agrupados (EA).
Central eléctrica de Noor III
Posta en funcionamento en decembro do ano pasado, a central eléctrica Noor III demostrou un rendemento notable. Noor III, instalada pola española SENER e a corporación chinesa de construción enerxética SEPCO, é a maior planta de torres operativa do mundo e a segunda que integra tecnoloxía de almacenamento de sal fundido.
Os expertos cren que os sólidos datos de rendemento inicial de Noor III sobre o rendemento, a flexibilidade de xeración e a integración do almacenamento deberían reducir os problemas de fiabilidade da torre CSP e do almacenamento e reducir o custo do capital para proxectos futuros. En China, o goberno xa anunciou un programa para crear 6000 MW de CSP con almacenamento. SolarReserve está asociado co grupo estatal Shenhua, que constrúe centrais eléctricas de carbón, para desenvolver 1000 MW de xeración de sal fundido CSP. Pero seguiranse construíndo esas torres de almacenamento? Pregunta.
Non obstante, xusto o outro día, a compañía Heliogen, propiedade de Bill Gates, anunciou o seu avance no uso da enerxía solar concentrada. O helioxeno foi capaz de aumentar a temperatura de 565 °C a 1000 °C. Así, abrindo a posibilidade de utilizar a enerxía solar na produción de cemento, aceiro e produtos petroquímicos.
Que máis podes ler no blog?
→
→
→
→
→
Subscríbete ao noso -canle para que non te perdas o seguinte artigo! Escribimos non máis de dúas veces por semana e só por negocios. Lembrámosche tamén que podes solucións na nube Cloud4Y.
Só os usuarios rexistrados poden participar na enquisa. , por favor.
A central eléctrica de sal líquida é
-
Tecnoloxía morrendo
-
Dirección prometedora
-
Inicialmente tonterías
-
A túa versión (nos comentarios)
Votaron 97 usuarios. 36 usuarios abstivéronse.
Fonte: www.habr.com