Ekstraksi dan penggunaan energi matahari merupakan salah satu pencapaian manusia yang paling penting dalam hal energi. Kesulitan utama saat ini bukan terletak pada pengumpulan energi surya, namun pada penyimpanan dan distribusinya. Jika masalah ini bisa diatasi, industri bahan bakar fosil tradisional bisa pensiun.
SolarReserve adalah perusahaan yang mengusulkan penggunaan garam cair di pembangkit listrik tenaga surya dan sedang mencari solusi alternatif untuk masalah penyimpanan. Daripada menggunakan energi matahari untuk menghasilkan listrik dan kemudian menyimpannya di panel surya, SolarReserve mengusulkan untuk mengalihkannya ke perangkat penyimpanan panas (menara). Menara energi akan menerima dan menyimpan energi. Kemampuan garam cair untuk tetap berbentuk cair menjadikannya media penyimpanan termal yang ideal..
Tujuan perusahaan adalah membuktikan bahwa teknologinya dapat menjadikan energi surya sebagai sumber energi terjangkau yang beroperasi sepanjang waktu (seperti pembangkit listrik berbahan bakar fosil). Sinar matahari yang terkonsentrasi memanaskan garam di menara hingga 566Β°C, yang disimpan dalam tangki terisolasi raksasa hingga digunakan untuk menghasilkan uap untuk menjalankan turbin.
Namun, hal pertama yang pertama.
awal
Kepala ahli teknologi SolarReserve, William Gould, telah menghabiskan lebih dari 20 tahun mengembangkan teknologi CSP (tenaga surya terkonsentrasi) garam cair. Pada tahun 1990-an, dia menjadi manajer proyek untuk fasilitas demonstrasi Solar Two yang didukung Departemen Energi AS di Gurun Mojave. Satu dekade sebelumnya, sebuah struktur diuji di sana, yang mengkonfirmasi perhitungan teoretis tentang kemungkinan pembangkitan energi komersial menggunakan heliostat. Tantangan Gould adalah mengembangkan desain serupa yang menggunakan garam yang dipanaskan, bukan uap, dan menemukan bukti bahwa energi dapat dihemat.
Saat memilih wadah untuk menyimpan garam cair, Gould terombang-ambing di antara dua pilihan: produsen boiler yang berpengalaman dalam pembangkit listrik bahan bakar fosil tradisional, dan Rocketdyne, yang membuat mesin roket untuk NASA. Pilihan dibuat untuk mendukung ilmuwan roket. Sebagian karena Gould pernah bekerja di awal karirnya sebagai insinyur nuklir untuk raksasa konstruksi Bechtel, mengerjakan reaktor San Onofre di Kalifornia. Dan dia yakin bahwa dia tidak akan menemukan teknologi yang lebih andal.
Nozel mesin jet, tempat keluarnya gas panas, sebenarnya terdiri dari dua cangkang (dalam dan luar), di saluran yang digiling di mana komponen bahan bakar dipompa dalam fase cair, mendinginkan logam dan menjaga nosel agar tidak meleleh. Pengalaman Rocketdyne dalam mengembangkan perangkat serupa dan bekerja di bidang metalurgi suhu tinggi berguna ketika mengembangkan teknologi untuk menggunakan garam cair di pembangkit listrik tenaga surya.
Proyek Solar Two 10 MW beroperasi dengan sukses selama beberapa tahun dan dinonaktifkan pada tahun 1999, yang menegaskan kelayakan gagasan tersebut. Seperti yang diakui William Gould sendiri, proyek ini mempunyai beberapa masalah yang perlu dipecahkan. Namun teknologi inti yang digunakan di Solar Two juga berfungsi di stasiun modern seperti Crescent Dunes. Campuran garam nitrat dan suhu pengoperasiannya sama, perbedaannya hanya pada skala stasiun.
Keuntungan teknologi garam cair adalah memungkinkan listrik disalurkan sesuai permintaan, tidak hanya saat matahari bersinar. Garam dapat menahan panas selama berbulan-bulan, sehingga cuaca mendung yang sesekali terjadi tidak mempengaruhi ketersediaan listrik. Selain itu, emisi pembangkit listrik ini minimal, dan tentu saja tidak ada limbah berbahaya yang dihasilkan sebagai produk sampingan dari proses tersebut.
Prinsip kerja
Pembangkit listrik tenaga surya ini menggunakan 10 cermin (heliostat) yang tersebar di lahan seluas 347 hektar (yang setara dengan 647,5 lebih lapangan sepak bola) untuk memusatkan sinar matahari ke menara pusat, setinggi 900 meter dan berisi garam. Garam ini dipanaskan oleh sinar matahari hingga 195Β°C dan panasnya disimpan lalu digunakan untuk mengubah air menjadi uap dan menjalankan generator untuk menghasilkan listrik.
Cermin tersebut disebut heliostat karena masing-masing cermin dapat dimiringkan dan diputar untuk mengarahkan berkas cahayanya secara tepat. Disusun dalam lingkaran konsentris, mereka memfokuskan sinar matahari ke βpenerimaβ di puncak menara pusat. Menara itu sendiri tidak bersinar; penerimanya berwarna hitam pekat. Efek pendar justru terjadi karena konsentrasi sinar matahari yang memanaskan wadah. Garam panas dialirkan ke tangki stainless steel berkapasitas 16 ribu mΒ³.
Heliostat
Garam, yang terlihat dan mengalir seperti air pada suhu ini, melewati penukar panas untuk menghasilkan uap untuk menjalankan turbogenerator standar. Tangki berisi garam cair yang cukup untuk menjalankan generator selama 10 jam. Jumlah ini berarti penyimpanan sebesar 1100 megawatt-jam, atau hampir 10 kali lebih besar dibandingkan sistem baterai lithium-ion terbesar yang telah dipasang untuk menyimpan energi terbarukan.
Cara yang sulit
Meskipun idenya menjanjikan, SolarReserve tidak dapat dikatakan telah mencapai kesuksesan. Dalam banyak hal, perusahaan ini tetap merupakan startup. Meskipun startup ini energik dan cemerlang dalam segala hal. Lagi pula, hal pertama yang Anda lihat saat melihat Pembangkit Listrik Crescent Dunes adalah cahaya. Sangat terang sehingga mustahil untuk melihatnya. Sumber cahayanya adalah menara setinggi 195 meter, yang dengan bangga menjulang di atas wilayah gurun Nevada, kira-kira di tengah-tengah antara kota kecil Reno dan Las Vegas.
Seperti apa pembangkit listrik pada berbagai tahap konstruksi
2012, dimulainya konstruksi
2014, proyek ini hampir selesai
Desember 2014, Crescent Dunes hampir siap digunakan
Stasiun siap
Sekitar satu jam perjalanan dari sini adalah Area 51 yang terkenal, sebuah fasilitas militer rahasia yang musim panas ini diancam akan diserbu oleh seluruh Internet untuk "menyelamatkan" alien dari tangan pemerintah Amerika. Kedekatan ini menyebabkan para pelancong yang melihat cahaya terang yang luar biasa terkadang bertanya kepada penduduk setempat apakah mereka pernah menyaksikan sesuatu yang tidak biasa atau bahkan asing. Dan kemudian mereka dengan tulus kecewa mengetahui bahwa ini hanyalah pembangkit listrik tenaga surya, dikelilingi oleh bidang cermin selebar hampir 3 km.
Pembangunan Crescent Dunes dimulai pada tahun 2011 dengan pinjaman dari pemerintah dan investasi dari NV Energy, perusahaan utilitas utama Nevada. Dan pembangkit listrik tersebut dibangun pada tahun 2015, sekitar dua tahun lebih lambat dari yang direncanakan. Namun bahkan setelah konstruksi, tidak semuanya berjalan lancar. Misalnya, dalam dua tahun pertama, pompa dan trafo heliostat yang tidak cukup bertenaga sering rusak dan tidak berfungsi dengan baik. Oleh karena itu, keluaran listrik di Crescent Dunes lebih rendah dari yang direncanakan pada tahun-tahun awal pengoperasiannya.
Ada kesulitan lain - dengan burung. Jatuh di bawah βpenglihatanβ sinar matahari yang terkonsentrasi, burung malang . Menurut perwakilan SolarReserve, pembangkit listrik mereka berhasil menghindari βkremasiβ burung secara teratur dan massal. Sebuah rencana khusus dikembangkan bersama dengan beberapa organisasi nasional untuk memitigasi potensi ancaman terhadap pembangkit listrik. Program ini disetujui pada tahun 2011 dan dirancang untuk mengurangi potensi risiko terhadap burung dan kelelawar.
Namun masalah terbesar bagi Crescent Dunes adalah kebocoran pada tangki penyimpanan garam panas yang ditemukan pada akhir tahun 2016. Teknologi ini menggunakan cincin raksasa yang ditopang oleh tiang di bagian bawah tangki untuk mendistribusikan garam cair saat mengalir dari wadah. Tiang-tiangnya sendiri harus dilas ke lantai, dan cincinnya harus bisa bergerak karena perubahan suhu menyebabkan material memuai/berkontraksi. Sebaliknya, karena kesalahan para insinyur, semuanya dilas menjadi satu. Akibatnya, saat suhu berubah, dasar tangki melorot dan bocor.
Kebocoran garam cair itu sendiri tidak terlalu berbahaya. Ketika mengenai lapisan kerikil di bawah tangki, lelehan tersebut segera mendingin, berubah menjadi garam. Namun, penutupan pembangkit listrik tersebut berlangsung hingga delapan bulan. Penyebab kebocoran, pihak yang bertanggung jawab atas insiden tersebut, konsekuensi dari keadaan darurat dan masalah lainnya telah dipelajari.
Masalah SolarReserve tidak berakhir di situ. Kinerja pembangkit tersebut turun di bawah target pada tahun 2018, dengan faktor kapasitas rata-rata sebesar 20,3% dibandingkan dengan faktor kapasitas yang direncanakan sebesar 51,9%, C. Akibatnya, Laboratorium Energi Terbarukan Nasional AS (NREL) memulai studi biaya selama 12 bulan terhadap proyek CSP, dengan fokus pada masalah kinerja dan biaya tak terduga. Akibatnya, perusahaan tersebut pertama kali digugat dan dipaksa untuk mengubah manajemen, dan pada tahun 2019 mereka dipaksa sepenuhnya untuk mengakui kesalahan mereka. .
Ini belum selesai
Namun hal ini pun tidak menghentikan perkembangan teknologi. Lagipula, ada proyek serupa di negara lain. Misalnya, teknologi serupa digunakan di Taman Surya Mohammed bin Rashid Al Maktoum - jaringan pembangkit listrik tenaga surya terbesar di dunia, yang disatukan dalam satu ruang di Dubai. Atau, katakanlah, Maroko. Di sana hari-hari cerah bahkan lebih banyak daripada di AS, dan oleh karena itu efisiensi pembangkit listrik harus lebih tinggi. Dan hasil pertama menunjukkan bahwa memang demikian adanya.
Menara CSP Noor III berkapasitas 150 MW di Maroko melampaui target kinerja dan kapasitas penyimpanan dalam beberapa bulan pertama pengoperasiannya. Dan biaya pembiayaan proyek penyimpanan energi menara sejalan dengan proyeksi yang diharapkan, kata Xavier Lara, konsultan senior di CSP Engineering Group Empresarios Agrupados (EA).
Pembangkit Listrik Noor III
Diresmikan pada bulan Desember tahun lalu, pembangkit listrik Noor III telah menunjukkan kinerja yang luar biasa. Noor III, yang dibangun oleh SENER Spanyol dan perusahaan konstruksi energi Tiongkok SEPCO, merupakan pabrik menara operasional terbesar di dunia dan pabrik kedua yang mengintegrasikan teknologi penyimpanan garam cair.
Para ahli percaya bahwa data kinerja awal Noor III yang kuat mengenai kinerja, fleksibilitas pembangkitan dan integrasi penyimpanan akan mengurangi masalah keandalan menara CSP dan penyimpanan serta menurunkan biaya modal untuk proyek-proyek masa depan. Di Tiongkok, pemerintah telah mengumumkan program untuk menciptakan 6000 MW CSP dengan penyimpanan. SolarReserve bermitra dengan Shenhua Group milik negara, yang membangun pembangkit listrik tenaga batu bara, untuk mengembangkan pembangkit listrik tenaga garam cair CSP berkapasitas 1000 MW. Namun apakah menara penyimpanan seperti itu akan terus dibangun? Pertanyaan.
Namun, beberapa hari yang lalu, perusahaan Heliogen milik Bill Gates mengumumkan terobosannya dalam penggunaan energi surya terkonsentrasi. Heliogen mampu meningkatkan suhu dari 565Β°C menjadi 1000Β°C. Sehingga membuka kemungkinan penggunaan energi surya dalam produksi produk semen, baja, dan petrokimia.
Apa lagi yang bisa Anda baca di blog?
β
β
β
β
β
Berlangganan kami -channel agar tidak ketinggalan artikel selanjutnya! Kami menulis tidak lebih dari dua kali seminggu dan hanya untuk urusan bisnis. Kami juga mengingatkan Anda bahwa Anda bisa solusi cloud Cloud4Y.
Hanya pengguna terdaftar yang dapat berpartisipasi dalam survei. , silakan.
Pembangkit listrik garam cair adalah
-
Teknologi sekarat
-
Arah yang menjanjikan
-
Awalnya omong kosong
-
Versi Anda (di komentar)
97 pengguna memilih. 36 pengguna abstain.
Sumber: www.habr.com