A napenergia kinyerése és felhasználása az egyik legfontosabb emberi vívmány az energiaellátás szempontjából. A fő nehézség most már nem is annyira a napenergia gyűjtésében rejlik, hanem annak tárolásában és elosztásában. Ha ezt a problémát sikerül megoldani, akkor a fosszilis tüzelőanyagon működő hagyományos üzemeket nyugdíjba lehet küldeni.
A SolarReserve olyan vállalat, amely megoldásokat kínál a folyékony só használatára a naperőművekben, és az energiatárolási problémák alternatív megoldásain dolgozik. Ahelyett, hogy a napenergiát elektronáramsá alakítanák, és azt napcellákban tárolnák, a SolarReserve azt javasolja, hogy a hőt hőakkumulátorokba (tornyokba) tereljék. Az energetikai torony megkapja és tárolja az energiát. A folyékony só tulajdonsága, hogy folyékony állapotban marad, tökéletes közeggé teszi a hő tárolására.
A vállalat célja, hogy bizonyítsa, hogy technológiájuk lehetővé teszi a napenergia folyamatos, 24/7-es elérhetőségét (mint bármely, fosszilis tüzelőanyagon működő erőmű esetében). A koncentrált napfény a toronyban 566 °C-ra melegíti a sót, amely hatalmas szigetelt tartályban tárolódik, amíg gőzt nem állítanak elő, hogy turbinát működtessenek.
De mindent a maga idejében.
Kezdet
A SolarReserve fő technológusa, William Gould több mint 20 évet töltött a folyékony sóval működő CSP (koncentrált napenergiával működő) technológia fejlesztésével. Az 1990-es években ő volt a Solar Two demonstrációs létesítmény projektvezetője, amelyet az Egyesült Államok Energiaügyi Minisztériuma támogatásával építettek a Mohave sivatagban. Egy évtizeddel korábban ott tesztelték azt az építményt, amely megerősítette a teoretikus számításokat a heliosztátok segítségével történő kereskedelmi energiaelőállítás lehetőségéről. Gould feladata az volt, hogy hasonló projektet dolgozzon ki, ahol a gőz helyett felmelegített sós oldatot használnak, és bizonyítékokat találjanak arra, hogy az energia tárolható.
A folyamat során Gould a megolvasztott só tárolásának kapacitása kapcsán két lehetőség között tétovázott: egy hagyományos fosszilis tüzelőanyaggal működő erőművekben tapasztalt kazángyártó, és a NASA számára rakétahajtású motorokat gyártó Rocketdyne. Végül a rakétagyártók mellett döntött. Részben azért, mert Gould pályafutása elején a Bechtel hatalmas építőipari cégnél dolgozott nukleáris mérnökként, amely a kaliforniai San Onofre reaktorokkal foglalkozott. Úgy vélte, hogy nem talál megbízhatóbb technológiát.
A rakétahajtómű fúvókája, amelyből forró gázok áradnak, valójában két burkolatból (belső és külső) áll, amelyek megmunkált csatornáin keresztül folyékony fázisban áramlanak az üzemanyagrészek, így lehűtik a fémet, és megakadályozzák a fúvóka megolvadását. A Rocketdyne tapasztalata az ilyen eszközök fejlesztésében és a magas hőmérsékletű fémkohászat területén hasznos volt a megolvasztott só alkalmazási technológiájának kidolgozásában a napenergiával működő erőművek számára.
A 10 MW-os Solar Two projekt néhány évig sikeresen működött, és 1999-ben leállították, megerősítve az ötlet életképességét. William Gould maga is elismeri, hogy a projektnek volt néhány probléma, amelyet meg kellett oldani. Azonban a Solar Two-ban alkalmazott fő technológia működik a modern állomásokban, mint például a Crescent Dunes. A nitrátos sók keveréke és a munkahőmérsékletek megegyeznek, a különbség csak az állomás méretében rejlik.
A megolvasztott só technológia előnye, hogy lehetővé teszi az energiatermelést igény szerint, nem csupán akkor, amikor süt a nap. A só képes hónapokig tárolni a hőt, ezért a néha előforduló borongós napok nem befolyásolják az elektromosság rendelkezésre állását. Ezen kívül az erőmű kibocsátása minimális, és természetesen nincsenek veszélyes hulladékok, amelyek a folyamat melléktermékeként keletkeznek.
A működési elvek
A napenergia-állomás 10 347 tükröt (heliosztátot) használ, amelyek 647,5 hektáron (ez több mint 900 futballpálya) vannak elhelyezve, hogy a napsugarakat a 195 méter magas középső toronyra összpontosítsa, amely sót tartalmaz. Ez a só a napsugarak hatására 565 °C-ra felmelegszik, és a hőt tárolják, majd víz gőzzé alakítására és generátorok működtetésére használják, amelyek áramot termelnek.
A tükröket heliosztátoknak nevezik, mivel mindegyik képes dőlni és forgolódni, hogy pontosan irányítsa a fény sugarát. Koncentrikus körökben elhelyezve összpontosítják a napsugarakat a középső torony tetején lévő „recepcióra”. Maga a torony nem világít, a vevő matt fekete színű. A fényhatás éppen a napsugarak koncentrációjának következményeként jön létre, amelyek felmelegítik a tartályt. A forró só egy 16 ezer m³-es rozsdamentes acélból készült tartályba folyik.
Heliosztát
A só, amely ezeknél a hőmérsékleteknél majdnem olyan ténylegesen néz ki és folyik, mint a víz, átmegy a hőcserélőn, hogy gőzt termeljen a standard turbogenerátor működtetéséhez. A tartályban elegendő olvadt só van ahhoz, hogy a generátor 10 órán át működjön. Ez 1100 megawattóra tárolásnak felel meg, vagyis majdnem 10-szer több, mint a legnagyobb lítiumion akkumulátorok rendszerei, amelyeket megújuló energia tárolására telepítettek.
Nehéz út
Bár az ötlet ígéretes, nem mondható, hogy a SolarReserve sikerült. Sok szempontból a cég startup maradt. Habár energikus és vibráló startup volt minden értelemben. Hiszen az első dolog, amit meglát, ha az Crescent Dunes erőmű felé néz, a fény. Annyira fényes, hogy nehéz ránézni. A fényforrás a 195 méter magas torony, amely büszkén emelkedik a nevadai sivatag területei felett, körülbelül félúton Reno kisváros és Las Vegas között.
Hogyan nézett ki az erőmű a különböző építési szakaszokban
2012, az építés kezdete
2014, a projekt majdnem befejeződött
2014 december, a Crescent Dunes majdnem kész a üzembe helyezéshez
Kész állomás
A híres 51-es zóna, egy titkos katonai létesítmény, körülbelül egy órányi autóútra található innen, amelyet idén nyáron az interneten többen meg akartak támadni, hogy „megszabadítsák” az idegeneket az amerikai kormány kezei közül. Ez a szomszédság arra ösztönzi az utazókat, hogy amikor egy rendkívül fényes fényt látnak, néha megkérdezik a helyieket, hogy tanúi voltak-e valami szokatlannak vagy akár földönkívüli jelenségnek. És aztán őszintén csalódnak, amikor megtudják, hogy ez csak egy napelem-üzem, amelyet majdnem 3 km széles tükörmező vesz körül.
A Crescent Dunes építése 2011-ben kezdődött kormányzati hitelek és az NV Energy, Nevada fő közműcége által végzett befektetések révén. A hőerőművet 2015-ben adták át, körülbelül két évvel a tervezett időpont után. De az építés után sem minden ment zökkenőmentesen. Például az első két évben gyakran meghibásodtak és nem működtek megfelelően a napelemekhez tartozó szivattyúk és transzformátorok, amelyek nem voltak elég teljesítményűek. Ezért a Crescent Dunes kimeneti teljesítménye az első működési években alacsonyabb volt a tervezettnél.
Egy másik nehézség a madarakkal kapcsolatos volt. Amikor a koncentrált napfény „keresztül lőtte” a szegény madarat, . A SolarReserve képviselői szerint sikerült elkerülni a rendszeres és tömeges „hamvasztást” a madarak körében. Több nemzeti szervezettel együtt kidolgoztak egy speciális tervet, amely lehetővé teszi a napelem-üzem számára, hogy mérsékelje bármilyen potenciális veszélyt. Ezt a programot 2011-ben hagyták jóvá, és célja, hogy csökkentse a madarakra és denevérekre nézve potenciálisan fennálló kockázatokat.
De a Crescent Dunes legnagyobb problémája a forró só tároló tartályában bekövetkezett szivárgás volt, amelyet 2016 végén fedeztek fel. A technológia szerint egy hatalmas gyűrű, amely a tartály alján lévő pillérekre támaszkodik, eloszlatja az olvadt sós anyagot, ahogy az a befogóból érkezik. Maguknak a pilléreknek a padlóhoz kellene forrasztva lenniük, míg a gyűrűnek mozgásteret kellett biztosítania, mivel a hőmérsékletváltozások anyagok tágulását/szorítását idézik elő. Ehelyett, mérnöki hibák miatt, az összes alkatrész szorosan össze volt forrasztva. Ennek eredményeként a tartály alja deformálódott és szivárogott a hőmérsékletváltozások következtében.
A molten salt leak itself poses no significant danger. When it hit the gravel layer beneath the tank, the melt immediately cooled down, turning into salt. However, the shutdown of the power plant lasted for eight months. The causes of the leak, those responsible for the incident, the consequences of the emergency, and other issues were studied.
The troubles for SolarReserve did not end there. The plant's performance was lower than planned in 2018, with an average capacity factor of 20.3% compared to the planned capacity factor of 51.9%. As a result, the U.S. National Renewable Energy Laboratory (NREL) began a 12-month investigation into the cost of the CSP project, focusing on performance issues and unforeseen expenses. Ultimately, the company was sued and forced to change its management, and in 2019, it was compelled to declare its .
This is not the end yet
But even this did not put an end to the development of the technology. Similar projects exist in other countries. For example, similar technologies are used in the Mohammed bin Rashid Al Maktoum solar park—the largest network of solar power plants in the world, clustered in one space in Dubai. Or, say, Morocco. There are even more sunny days there than in the U.S., so the plant’s efficiency should be higher. Initial results show that this is indeed the case.
The CSP Noor III tower with a capacity of 150 MW in Morocco exceeded the planned performance and storage fill rates in the first few months of operation. The costs for financing energy storage projects in the tower are in line with expected forecasts, assures Xavier Lara, senior consultant for CSP at the engineering group Empresarios Agrupados (EA).
Noor III power plant
Launched in December of last year, the Noor III power plant demonstrates remarkable performance. Noor III, set up by the Spanish SENER and the Chinese energy construction corporation SEPCO, is the largest operational tower plant in the world and the second in terms of the integration of molten salt storage technology.
A szakértők úgy vélik, hogy a Noor III teljesítményéről, generálásának rugalmasságáról és tárolóintegrációról szóló megbízható korai adatok csökkenteni fogják a CSP-tornyok és tárolók megbízhatósággal kapcsolatos problémáit, valamint csökkentik a tőke költségeit a jövőbeli projektekhez. Kínában a kormány már bejelentette egy 6000 MW-os CSP tárolós program létrehozását. A SolarReserve együttműködik a szénenergia-erőműveket építő állami Shenhua Group vállalattal egy 1000 MW kapacitású olvadt só CSP fejlesztésében. De valóban fognak építeni ilyen tároló tornyokat? Ez a kérdés.
Azonban nemrégiben a Bill Gates által támogatott Heliogen bejelentette áttörését a koncentrált napenergia felhasználásában. A Heliogennek sikerült a hőmérsékletet 565 °C-ról 1000 °C-ra emelnie. Ezzel lehetőséget teremtettek a napenergia cement-, acél- és vegyipari termékek gyártásában való felhasználására.
Milyen hasznos dolgokat olvashat még a blogban
→
→
→
→
→
Iratkozzon fel az -csatorna, hogy ne maradjon le egy újabb cikkről! Hetente legfeljebb kétszer írunk, és csak a lényegre. Emlékeztetjük, hogy Ön ingyenesen a Cloud4Y felhőmegoldásait.
Csak a regisztrált felhasználók vehetnek részt a szavazáson. , kérem.
Folyékony só alapú erőmű — ez egy
Elöregedő technológia
Ígéretes irányvonal
Eredetileg ostobaság
Saját verzió (a megjegyzésekben)
97 felhasználó szavazott. 36 felhasználó tartózkodott.
Forrás: habr.com
