աղքատ նարնջագույն արևային էներգիա

Արևի էներգիայի արդյունահանման և օգտագործումը մարդկության ամենակարևոր ձեռքբերումներից մեկն է էներգետիկայի տեսանկյունից: Նախնական դժվարությունը հիմա նույնիսկ արևային էներգիայի հավաքման մեջ չէ, այլ դրա պահելու և բաժանելու մեջ: Եթե հաջողվի լուծել այս հարցը, ապա ավանդական ձեռնարկությունները, որոնք աշխատում են հանածո վառելիքով, կարող են ուղարկվել հանգստյան ստաժի:

SolarReserve՝ ընկերություն, որը առաջարկում է օգտագործել հեղուկ աղն արևային էլեկտրակայաններում և աշխատում է պահելու խնդիրների այլընտրանքային լուծումներ մշակելու վրա: Դեռևս, արևային էներգիան էլեկտրաէներգիա արտադրելու համար օգտագործելու փոխարեն և այն արևային բջիջներում պահելու, SolarReserve-ը առաջարկում է redirect էներգիան ջերմային կուտակիչների (թոքերի) վրա: Էլեկտրաէներգիայի տուռն իմանալ, որ հեղուկ աղը կարող է մնալ հեղուկ վիճակում, այն դարձնում է կատարյալ միջոց ջերմային պահեստավորման համար:

Ընկերության նպատակը ապացուցելն է, որ դրա տեխնոլոգիան կարող է դարձնել արևային էներգիան՝ մատչելի էներգիայի աղբյուր, որը գործում է 24/7 ժամ (այսպես, ինչպես ցանկացած էլեկտրաէներգիայի կայան, որը աշխատում է հանածո վառելիքով): Կենտրոնական արևային լույսը տաքացնում է աղը մինչև 566 °C, և այն պահվում է հսկայական մեկուսացված տանկի մեջ, մինչև օգտագործվի տուրբին ջրի ջերմացնելիս:

Այնուամենայնիվ, ամեն ինչ նախքան հաջորդը:

Սկիզբ

SolarReserve-ի գլխավոր տեխնոլոգը՝ Ուիլյամ Գուլդը, ավելի քան 20 տարիներ ծախսել է CSP (կենտրոնացված արևային էներգիա) հեղուկ աղի տեխնոլոգիայի զարգացման վրա: 1990-ական թվականներին նա ղեկավարել է Solar Two ցուցադրական կայանի նախագիծը, որը կառուցվել է ԱՄՆ էներգետի նախարարության աջակցությամբ Մոհավե անապատում: Տասնամյակ առաջ այնտեղ փորձարկվել է կառուցվածք, որը հաստատում էր տեսական հաշվարկները, թե հնարավոր են կոմերցիոն կայուն նախորդները՝ կենտրոնացված արևային էներգիայի միջոցով: Գուլդի խնդիրն էր ստեղծել նման նախագիծ, որտեղ ջուրը փոխարինվում է տաքացված աղով և գտնել ապացույցներ, որ էներգիան կարող է պահպանվել:

Հեղուկ աղի պահող տարաների ընտրության ժամանակ Գուլդը մտածում էր երկու տարբերակների միջև՝ ավանդական էլեկտրակայանների համար կոնստրուկցիաներով արտադրող և Rocketdyne ընկերության միջև, որը արտադրեր NASA-ի համար հրթիռային շարժիչներ: Ընտրությունը կատարեց հրթիռային մշակողների օգտին: մասամբ, քանի որ Գուլդը սկզբից աշխատել էր միջուկային ճարտարագետ որպես շարունակական աղմուկների տակ բարձր ճնշման կայաններում Bechtel ընկերությունում, որը աշխատում էր կալիֆորնիայի San Onofre ռեակտորների վրա: Եվ նա կարծում էր, որ ավելի հուսալի տեխնոլոգիա չի լինի:

Հետաձիգ շարժիչի լծակն, ի գործունեության կրակյա գազերի շարժումը, իրականում բաղկացած է երկու միջանցքներից (ներկա և արտաքին), որոնցում թուխած նյութի բաժիններ է անցկացվում հեղուկ փուլում, հովացնեալ պլաստիչներ և պահպանում է լծակը մարելուց: Rocketdyne-ի այսպիսի սարքավորումների մշակման փորձը և բարձր ջերմաստիճանի մետալուրգիա ոլորտում կատարած աշխատանքը օգտակար էր աղեթվող աղի տեխնոլոգիայի մշակման գործում արևային էլեկտրակայանում:

Solar Two նախագծի 10 Մվտ հզորության համակարգը հաջողությամբ գործել է մի քանի տարի և դուրս է եկել շահագործումից 1999 թվականին, հաստատելով գաղափարի կենսունակությունը: Ինչպես ասում է Ուիլյամ Գուլդը, նախագծում որոշ խնդիրներ էին, որոնք պետք էր լուծել: Սակայն Solar Two-ում օգտագործվող հիմնական տեխնոլոգիան գործում է և ժամանակակից կայաններում, ինչպիսիք են Crescent Dunes-ը: Նիտրատային աղերի խառնուրդն ու աշխատանքային ջերմաստիճանը նույնն են, տարբերվում է միայն կայանի չափսերով:

Աղեթվող աղի տեխնոլոգիայի առավելությունն այն է, որ այն թույլ է տալիս մատակարարել հզորություն պահանջով, այլ ոչ միայն այն ժամանակ, երբ արևը փայլում է: Աղը կարող է պահել ջերմությունը մի քանի ամիս, ուստի երբեմն տեղի ունեցող մառախուղը չի ազդում էլեկտրաէներգիայի մատչելիության վրա: Բացի այդ, կայանի արտանետումները նվազագույն են, և, իհարկե, արտադրական գործընթացի արդյունքում վտանգավոր թափոններ չեն ստեղծվում:

Աշխատանքի սկզբունքներ

Արևային էլեկտրակայանը օգտագործում է 10,347 հայելիներ (հելիոստատներ), որոնք տեղադրված են 647.5 հեկտար տարածքում (այդ այդ 900-ից ավելի ֆուտբոլային դաշտեր), որպեսզի կենտրոնական աշտարակին կենտրոնացնի արևային լույսը, որի բարձրությունը կազմում է 195 մետր, լցված աղի «լցանով»: Սա աղը արևի շողերի միջոցով տաքացվում է 565 °C-ի, իսկ ջերմությունն պահպանվում է, ապա օգտագործվում է ջուրը սուտին վերածելու և էլեկտրաէներգիա արտադրող գեներատորների գործարկման համար:

Հայելիները կոչվում են հելիոստատներ, քանի որ յուրաքանչյուրն ունի կարողություն թեքվել և պտտվել, որպիսի հրամանքը ճշտորեն ուղղելու համար: Այնտեղ, որտեղ տեղադրված են կոնցենտրիկ շրջաններում, նրանք կենտրոնացնում են արևային լույսը «ընդունիչի» վրա, որը գտնվում է կենտրոնական աշտարակի վերևում: Ինքը աշտարակն չի փայլում, ընդունիչը ունի մութ՝ սև ներկա: Լույսի ներխուժման ազդեցությունը առաջանում է հենց արևային շողերի կուտակման միջոցով, որոնք տաքացնում են սպասարկը: Տաք աղը տեղադրվում է 16 հազար մ³ կարողությամբ չժանգոտվող պողպատի վառարանում:

Հելիոստատ

Աղը, որը այս ջերմաստիճաններում գրեթե նույն կերպ է նայում և հոսում, անցնում է ջերմափոխանակիչի միջով՝ ստանալու պղպջակ օգտագործելու համար ստանդարտ գեներատորի աշխատանքային բովանդակությունը։ Տանկում գտնված հեղուկ աղը բավական է, որպեսզի գեներատորը աշխատի 10 ժամ։ Սա կազմում է 1100 մեգավատ-ժամ պահեստավորում, կամ գրեթե 10 անգամ ավելի, քան ամենամեծ լիթիեւ մարտկոցների համակարգերը, որոնք պատրաստվել են վերականգնող էներգիայի պահեստման համար։

Դժվար ճանապարհ

Չնայած գաղափարի հեռանկարներին, հնարավոր չէ ասել, որ SolarReserve-ը հաջողության է հասել։ Շատ առումներով ընկերությունը մնացել է ստարտապ։ Չնայած, բուռն և աշխույժ ստարտապ է, բոլոր իմաստներով։ Ավելորդը կլինի ասել, որ երբ դուք նայում եք Crescent Dunes էլեկտրակայանին, առաջին բանը, որ դուք կտեսնեք, լույսն է։ Ինքնին այնքան պայծառ, որ դրա վրա անհնար է նայել։ Լույսի աղբյուրը 195 մետր բարձրության աշտարակն է, որը գեղեցիկ ամփոփված է Նևադայի անապատներում՝ Ռինո փոքր քաղաքը և Լաս Վեգասը կենտրոնական ճանապարհին։

Ինչպես էր էլեկտրակայանը տարբեր կառուցման փուլերում
2012 թվական, կառուցման սկիզբ

2014 թվական, նախագիծը մոտ է ավարտին

Դեկտեմբերի 2014, Crescent Dunes գրեթե պատրաստ է շահագործման

Ավարտված կայան

Հուսադրող մի ժամից քիչ հեռու գտնվում է հայտնի 51-ի գոտին, գաղտնի ռազմական օբյեկտ, որը այս ամառ բոլորը ինտերնետում սպառնացել էին գրավել, որպեսզի «փրկեն» տարօրինակների ձեռքերը ամերիկյան կառավարության։ Այս մոտեցումը առաջացնում է այն, որ ճանապարհորդները, ովքեր տեսնում են զարմանալիորեն պայծառ լույսը, երբեմն հարցնում են տեղական բնակիչներին, չէ որ նրանք ենWitnessingSomethingOddOrEvenExtraterrestrial։ Իսկ հետո sincere grimace, գործնականում հասկանալով, որ դա պարզապես արևային էլեկտրակայանն է, որը շրջապատված է գրեթե 3 կմ լայնության հայելիներով։

Crescent Dunes-ի կառուցումը սկսվել է 2011 թվականին կառավարության վարկերի և NV Energy-ի ներդրումներով, Նևադայի հիմնական կոմունալ ընկերությունից։ Էլեկտրակայանը կառուցվել է 2015 թվականին, մոտ երկու տարի ուշ, քան ծրագրավորվածու ժամանակը։ Բայց նույնիսկ կառուցումից հետո ամեն ինչ չի ընթանում հեշտությամբ։ Օրինակ, առաջին տարիների ընթացքում հաճախակի էին խանգարող ու ճիշտ աշխատող պոմպերն ու հայելահենիզատողները, որոնք բավարար ուժեղ չէին։ Ճանապարհի ելքային ծանրությունը Crescent Dunes-ում առաջին տարիներին ենթակա էր ծրագրավորվածից ավելի ցածր։

Կային նաև լրացուցիչ բարդություններ՝ թռչունների հետ։ Թռչունը, մուտք գործելով կենտրոնացած արևի լույսի «պատրաստվածք», դժբախտ ճախարուն վերածվում էր մոխրի. SolarReserve-ի ներկայացուցիչների խոսքով, իրենց էլեկտրակայանները կարողացել են խուսափել ոջլոտ թռչունների կանոնավոր և զանգվածային «կրեմացիայից»: Միասին մի քանի ազգային կազմակերպությունների հետ մշակվել է հատուկ ծրագիր, որը թույլ է տալիս մեղմացնել ցանկացած հնարավոր սպառնալիքներ էլեկտրակայանի համար: Այս ծրագիրը հաստատվել է 2011 թվականին և նախատեսված է՝ նվազեցնելու թռչունների և թռչողների համար հնարավոր ռիսկերը:

Բայց Crescent Dunes-ի համար ամենամեծ խնդիրը 2016 թվականի վերջում հայտնաբերված տաք աղի պահեստի ավազանից արտահոսքն էր: Ցուցադրված տեխնոլոգիայի համաձայն, հսկայական օղակը, որը ընկած է ավազանի հատկի վրա, շրջանառու աղը բաշխում է, երբ այն գալիս է պահեստից: Անվտանգության համար, տեսակները պետք է տարբեր լինեին հատակից, իսկ օղակն անհրաժեշտություն ուներ շեղվելու, քանի որ ջերմաստիճանի փոփոխությունները նյութերի ընդլայնում և կոմպրեսիան առաջացնում էին: Այս ամենը, սակայն, ոչ ճիշտ կերպով ամրացված է եղել գետնին: Արդյունքում, ջերմաստիճանի փոփոխությունների ժամանակ ավազանի հատակը ծռվել և արտահոսել է:

Արտահոսքը ինքնին կարևոր վտանգ չի ներկայացնում: Ջրածնի կրիայի շերտի վրա ընկնելու դեպքում, հեղուկ աղը անմիջապես սառեց և փոխվեց աղի: Այնուամենայնիվ, էլեկտրակայանի փակման ժամանակը երկարեց ու դարձավ ութ ամիս: Հետազոտվում էին արտահոսքի պատճառները, պատասխանատու մարդկանց և այլ հարցեր:

Այս խնդիրները SolarReserve-ի համար չեն ավարտվել: Էլեկտրակայանի կարողությունն 2018 թվականին քիչ էր պլանավորվածից, վերջինս միջին կարողության ցուցանիշը կազմեց 20.3%՝ համեմատած պլանավորված 51.9%-ի հետ: Արդյունքում ԱՄՆ-ի վերականգնվող էներգիայի ազգային լաբորատորիան (NREL) սկսեց 12-ամսյա հետազոտություն կրող նախագիծ, կենտրոնանալով կատարողականության խնդիրների և անսպասելի ծախսերի վրա: Հանուն իրականության, առաջին հերթին ընկերությունը դատի են տվել և ստիպել են փոխել ղեկավարությունը, իսկ 2019 թվականին անգամ ստիպել են ճանաչել իրենց լիկվիդացիան.

Սա դեռևս վերջը չէ

Բայց նույնիսկ դա չի եզրափակել տեխնոլոգիայի զարգացմանը: Կա նմանատիպ նախագծեր այլ երկրներում: Օրինակ, նմանատիպ տեխնոլոգիաներ կիրառվում են Մոհամմեդ իբն Ռաշիդ Ալ Մակտումի արեւային կայանում, որը աշխարհի ամենամեծ արեւային էլեկտրակայանների ցանցն է, որը համակցված են մի միասնական տարածքում Դուբայում: Կամ, ասենք, Մարոկոյում: Մ allí ավելի շատ արեւային օրեր կան, քան ԱՄՆ-ում, և այդ պատճառով էլ էլեկտրակայանի արդյունաբերական կարողությունը պետք է ավելի բարձր լինի: Առաջին արդյունքները ցույց են տալիս, որ այդպես էլ է:

CSP հորինված Noor III ավտոալեկտրոնիկ բուժման 150 ՄՎտ հզորությամբ Մարոկկոյում գերազանցեց ծրագրավորված արտադրողականության և պահեստավորման լրացման ցուցանիշները շահագործման առաջին մի քանի ամիսների ընթացքում: Էներգիայի պահպանման նախագծերի ֆինանսավորման ծախսերը համապատասխանել են սպասվող կանխատեսումներին, վստահեցնում է Կսավիե Լարան, CSP ինժեներական շատ վատորակասորանքների ավագ խորհրդատուն (EA):

Noor III էլեկտրակայան



Ամիսներ առաջ գործարկված Noor III էլեկտրակայանը արտակարգ արտադրողականություն է ցուցադրում: Noor III-ն իրականացրել է իսպանական SENER-ը և չինական էներգետիկ շինարարական էլեկտրակայանին SEPCO, այն աշխարհի ամենամեծ գործող հորինված նախագծն է և երկրորդն ըստ ձուլված աղի պահպանման տեխնոլոգիայի ինտեգրման:

Թերակաճանբանները կարծում են, որ հաստատված նախնական տվյալները Noor III-ի արտադրողականության, սերերի արտադրողականության և պահպանման ինտեգրման վրա պետք է նվազեցնեն CSP-ի հորինվածքի և պահեստների հուսալիության խնդիրները և նվազեն կապիտալ արժեքը ապագա նախագծերի համար: Չինաստանը արդեն հայտարարել է 6000 ՄՎտ CSP պահեստավորման արտադրության դեմոկրատական ծրագիր: SolarReserve-ը համագործակցում է պետական ընկերության Shenhua Group-ի հետ, որը կառուցում է ածխի հետ աշխատող էլեկտրակայաններ՝ 1000 ՄՎտ հեղուկ աղի CSP արտադրելու նախագծի զարգացման համար: Բայց արդյոք նման հորինված պահեստներ դեռ կկառուցվեն: Հարցը:

Բայց, վերջերս Heliogen-ը, որը Բիլ Գեյթսի է, հայտարարեց իրեն ընդլայնելու պոտենցիալում կոնցենտրացված արեգային էներգիայի օգտագործման մեջ: Heliogen-ը կարողացավ բարձրացնել ջերմաստիճանը 565 °C-ից մինչև 1000 °C: Այժմ, այսպիսով, բացվում է արեգային էներգիայի օգտագործման հնարավորություն ցեմենտի, պողպատի, նավթահումանի արտադրության մեջ:

Ի՞նչ այլ օգտակար բաներ կարելի է կարդալ բլոգում Cloud4Y

→ Բլոգում top-ը համար GNU/Linux
→ Պենթեսթերները կիբեռանվտանգության առաջնագծում
→ Սկզբունքները, որոնք կարող են զարմացնել
→ Էկոֆանտաստիկա մոլորակի պաշտպանության համար
→ Տվյալների պահպանման տեղեկատվությունը

Համացանցում ավելացնել մեր Telegram-ալիք, որպեսզի չկորցնեք հաջորդ հոդվածը: Մենք գրում ենք շաբաթական յուրաքանչյուրը երկու անգամ և միայն պահվում: Նշում ենք նաև, որ դուք կարող եք անվճար փորձարկել Cloud4Y-ը տալիս է լուծումներ:

Պատասխանելու համար պետք է գրանցված օգտվող լինել։ Մուտք, խնդրում եմ։

Լիքուիդ աղի էլեկտրակայանը՝ դա

• Մռայլվող տեխնոլոգիա

• Մաղթելի ուղղություն

• Առաջին հերթին առասպել

• Իմ տարբերակը (գնահատումների մեջ)

97 օգտատեր голосовали: 36 օգտատեր խմբակցվել են:

Ընտանիք: habr.com