A napenergia kitermelése és felhasználása az egyik legfontosabb emberi vívmány energetikai szempontból. A fő nehézséget ma már nem is a napenergia begyűjtése jelenti, hanem annak tárolása és elosztása. Ha ez a probléma megoldható, a hagyományos fosszilis tüzelőanyag-ágazat nyugdíjazható.
A SolarReserve egy olyan cég, amely az olvadt só használatát javasolja a naperőművekben, és alternatív megoldáson dolgozik a tárolási problémákra. Ahelyett, hogy napenergiát használnának elektromos áram előállítására, majd azt napelemekben tárolnák, a SolarReserve azt javasolja, hogy irányítsák át hőtároló eszközökhöz (tornyokhoz). Az energiatorony energiát fog fogadni és tárolni. Az olvadt só azon képessége, hogy folyékony formában marad, ideális hőtároló közeggé teszi..
A cég célja annak bizonyítása, hogy technológiájával a napenergiát megfizethető energiaforrássá teheti, amely éjjel-nappal működik (mint minden fosszilis tüzelésű erőmű). A koncentrált napfény a toronyban lévő sót 566 °C-ra melegíti fel, amelyet egy óriási, szigetelt tartályban tárolnak, amíg gőzt állítanak elő a turbina működtetéséhez.
Azonban először a dolgok.
kezdet
A SolarReserve vezető technológusa, William Gould több mint 20 évet töltött az olvadt só CSP (koncentrált napenergia) technológia fejlesztésével. Az 1990-es években az Egyesült Államok Energiaügyi Minisztériuma által támogatott Solar Two demonstrációs létesítmény projektvezetője volt a Mojave-sivatagban. Egy évtizeddel korábban egy szerkezetet teszteltek ott, amely megerősítette a heliosztátokkal történő kereskedelmi energiatermelés lehetőségére vonatkozó elméleti számításokat. Gould kihívása az volt, hogy dolgozzon ki egy hasonló konstrukciót, amely gőz helyett melegített sót használ, és bizonyítékot talált arra, hogy energiát meg lehet takarítani.
Az olvadt só tárolására szolgáló tartály kiválasztásakor Gould két lehetőség között ingadozott: a hagyományos fosszilis tüzelésű erőművekben tapasztalattal rendelkező kazángyártó és a NASA számára rakétahajtóműveket gyártó Rocketdyne között. A választás a rakétatudósok javára esett. Részben azért, mert Gould pályafutása elején atommérnökként dolgozott a Bechtel építőipari óriásnál, a kaliforniai San Onofre reaktorokon. És azt hitte, hogy ennél megbízhatóbb technológiát nem talál.
A sugárhajtómű fúvókája, amelyből forró gázok távoznak, valójában két (belső és külső) héjból áll, amelyek mart csatornáiban folyékony fázisban szivattyúzzák az üzemanyag-komponenseket, hűtik a fémet és megakadályozzák a fúvóka megolvadását. A Rocketdyne hasonló eszközök fejlesztésében és a magas hőmérsékletű kohászatban szerzett tapasztalata jól jött az olvadt só naperőműben történő felhasználásának technológiájának kidolgozásakor.
A 10 MW-os Solar Two projekt több évig sikeresen működött, és 1999-ben leállították, megerősítve az ötlet életképességét. Ahogy William Gould maga is elismeri, a projektnek volt néhány problémája, amelyeket meg kellett oldani. De a Solar Two-ban használt alapvető technológia olyan modern állomásokon is működik, mint a Crescent Dunes. A nitrát sók keveréke és az üzemi hőmérséklet azonos, az eltérés csak az állomás léptékében van.
Az olvadt só technológia előnye, hogy lehetővé teszi az energia igény szerinti leadását, nem csak akkor, amikor süt a nap. A só hónapokig képes megtartani a hőt, így az időnként felhős napok nem befolyásolják az áram rendelkezésre állását. Emellett az erőmű kibocsátása minimális, és természetesen nem keletkezik veszélyes hulladék a folyamat melléktermékeként.
Munka alapelvei
A naperőmű 10 347 tükröt (heliosztátot) használ 647,5 hektáron (ez akkora, mint több mint 900 futballpálya), hogy a napfényt a 195 méter magas, sóval teli központi toronyra koncentrálják. Ezt a sót a napsugarak 565°C-ra melegítik fel, a hőt tárolják, majd a víz gőzzé alakítására használják, és generátorokat működtetnek elektromos áram előállítására.
A tükröket heliosztátoknak nevezik, mivel mindegyik képes megdönteni és elforgatni, hogy pontosan irányítsa fénysugarát. Koncentrikus körökben elhelyezve a napfényt a központi torony tetején lévő „vevőre” fókuszálják. Maga a torony nem világít, a vevő matt fekete. A ragyogó hatás pontosan a tartályt melegítő napfény koncentrációja miatt következik be. A forró só egy 16 ezer m³ űrtartalmú rozsdamentes acél tartályba folyik.
Heliosztát
A só, amely nagyon úgy néz ki és folyik, mint a víz ezen a hőmérsékleten, áthalad egy hőcserélőn, hogy gőzt termeljen egy szabványos turbógenerátor működtetéséhez. A tartály elegendő olvadt sót tartalmaz ahhoz, hogy a generátor 10 órán keresztül működjön. Ez 1100 megawattóra tárolást jelent, vagyis közel 10-szer többet, mint a legnagyobb lítium-ion akkumulátorrendszerek, amelyeket megújuló energia tárolására telepítettek.
Nehéz út
Az ötlet ígérete ellenére a SolarReserve nem mondható el sikeresnek. A cég sok tekintetben startup maradt. Bár a startup minden értelemben energikus és fényes. Végül is az első dolog, amit a Crescent Dunes Erőmű felé néz, a fény. Olyan fényes, hogy nem lehet ránézni. A fényforrás egy 195 méteres torony, amely büszkén emelkedik Nevada sivatagi területei fölé, körülbelül félúton Reno kisváros és Las Vegas között.
Hogyan nézett ki az erőmű az építkezés különböző szakaszaiban
2012, az építkezés kezdete
2014, a projekt a befejezéshez közeledik
2014 decemberében a Crescent Dunes már majdnem használatra kész
Kész állomás
Körülbelül egy órás autóútra található innen a híres Area 51, egy titkos katonai létesítmény, amelyet az egész internet megrohanással fenyegetett ezen a nyáron, hogy „megmentse” az idegeneket az amerikai kormány kezéből. Ez a közelség oda vezet, hogy az utazók, akik szokatlanul fényes fényt látnak, néha megkérdezik a helyi lakosokat, hogy nem láttak-e valami szokatlant vagy akár idegent. Aztán őszintén felháborodnak, amikor megtudják, hogy ez csak egy naperőmű, körülvéve egy majdnem 3 km széles tükörmezővel.
A Crescent Dunes építése 2011-ben kezdődött a kormánytól kapott kölcsönökkel és az NV Energy, Nevada fő közüzemi vállalatának befektetésével. Az erőmű pedig 2015-ben épült, nagyjából két évvel később a tervezettnél. De még az építkezés után sem ment minden simán. Például az első két évben a heliosztátokhoz készült szivattyúk és transzformátorok, amelyek nem voltak elég erősek, gyakran meghibásodtak és nem működtek megfelelően. Ezért a Crescent Dunes teljesítménye alacsonyabb volt a tervezettnél a működés kezdeti éveiben.
Volt még egy nehézség – a madarakkal. A koncentrált napfény „látása” alá kerülve a szerencsétlen madár . A SolarReserve képviselői szerint erőművüknek sikerült elkerülnie a madarak rendszeres és tömeges „hamvasztását”. Külön tervet dolgoztak ki több országos szervezettel karöltve az erőművet érő esetleges veszélyek mérséklésére. Ezt a programot 2011-ben hagyták jóvá, és célja a madarakra és denevérekre vonatkozó lehetséges kockázatok csökkentése.
De a Crescent Dunes legnagyobb problémája egy forró sótároló tartály szivárgása volt, amelyet 2016 végén fedeztek fel. A technológia egy óriási gyűrűt használ, amelyet a tartály alján oszlopok támasztanak alá, hogy elosztják az olvadt sót, amikor az egy tartályból folyik. Magukat a pilonokat a padlóhoz kellett hegeszteni, és a gyűrűnek el kellett tudnia mozdulni, mivel a hőmérsékletváltozás hatására az anyagok kitágulnak/összehúzódnak. Ehelyett a mérnökök hibája miatt az egészet szorosan összehegesztették. Ennek eredményeként a hőmérséklet változásával a tartály alja megereszkedett és szivárgott.
Maga az olvadt só szivárgása nem különösebben veszélyes. Amikor a tartály alatti kavicsréteghez ért, az olvadék azonnal lehűlt, és sóvá alakult. Az erőmű leállása azonban nyolc hónapig elhúzódott. Tanulmányozták a szivárgás okait, az incidens felelőseit, a veszélyhelyzet következményeit és egyéb kérdéseket.
A SolarReserve gondjai ezzel nem értek véget. Az erőmű teljesítménye 2018-ban a cél alá esett, átlagosan 20,3%-os kapacitástényezővel, szemben a tervezett 51,9%-os kapacitástényezővel, C. Ennek eredményeként az Egyesült Államok Nemzeti Megújuló Energia Laboratóriuma (NREL) 12 hónapos költségtanulmányba kezdett a projekt CSP, a teljesítményproblémákra és a váratlan költségekre összpontosítva. Ennek eredményeként a céget először beperelték, és vezetésváltásra kényszerültek, majd 2019-ben teljes mértékben beismerni kényszerültek. .
Még nincs vége
De még ez sem vetett véget a technológia fejlődésének. Hiszen más országokban is vannak hasonló projektek. Hasonló technológiákat használnak például a Mohammed bin Rashid Al Maktoum Solar Parkban – a világ legnagyobb naperőmű-hálózatában, amely egyetlen térben egyesül Dubaiban. Vagy mondjuk Marokkó. Ott még több napsütéses nap van, mint az USA-ban, ezért az erőmű hatásfokának magasabbnak kell lennie. És az első eredmények azt mutatják, hogy ez valóban így van.
A 150 MW-os marokkói CSP Noor III torony működése első néhány hónapjában meghaladta a teljesítményre és a tárolási kapacitásra vonatkozó célokat. A toronyenergia-tárolási projektek finanszírozásának költsége pedig összhangban van a várható előrejelzésekkel, biztosítja Xavier Lara, a CSP Engineering Group Empresarios Agrupados (EA) vezető tanácsadója.
Noor III erőmű
A tavaly decemberben üzembe helyezett Noor III erőmű figyelemre méltó teljesítményt nyújtott. A spanyol SENER és a kínai SEPCO energetikai építőipari vállalat által telepített Noor III a világ legnagyobb működő toronygyára, és a második, amely integrálja az olvadt só tárolási technológiáját.
A szakértők úgy vélik, hogy a Noor III robusztus korai teljesítményadatai a teljesítményre, a generálási rugalmasságra és a tárolási integrációra vonatkozóan csökkentik a CSP-torony és a tárolás megbízhatóságával kapcsolatos problémákat, és csökkentik a jövőbeli projektek tőkeköltségét. Kínában a kormány már meghirdetett egy programot 6000 MW tárolóval ellátott CSP létrehozására. A SolarReserve együttműködik az állami tulajdonú Shenhua Grouppal, amely széntüzelésű erőműveket épít, hogy 1000 MW CSP olvadt só előállítását fejlessze ki. De továbbra is fognak ilyen tárolótornyok épülni? Kérdés.
A napokban azonban a Bill Gates tulajdonában lévő Heliogen cég bejelentette áttörését a koncentrált napenergia felhasználásában. A Heliogen képes volt a hőmérsékletet 565 °C-ról 1000 °C-ra emelni. Így megnyílik a napenergia felhasználásának lehetősége a cement-, acél- és petrolkémiai termékek gyártásában.
Mit olvashatsz még a blogon?
→
→
→
→
→
Iratkozzon fel a -csatorna, hogy ne maradj le a következő cikkről! Hetente legfeljebb kétszer írunk, és csak üzleti ügyben. Arra is emlékeztetünk, hogy megteheti felhő megoldások Cloud4Y.
A felmérésben csak regisztrált felhasználók vehetnek részt. , kérem.
A folyékony só erőmű az
-
Haldokló technológia
-
Ígéretes irány
-
Kezdetben hülyeség
-
A te verziód (kommentben)
97 felhasználó szavazott. 36 felhasználó tartózkodott.
Forrás: will.com