Vinnsla og notkun sólarorku er eitt mikilvægasta afrek mannsins hvað varðar orku. Helsti erfiðleikinn núna liggur ekki einu sinni í söfnun sólarorku heldur í geymslu hennar og dreifingu. Ef hægt er að leysa þetta mál er hægt að hætta hefðbundnum jarðefnaeldsneytisiðnaði.
SolarReserve er fyrirtæki sem leggur til að brætt salt sé notað í sólarorkuverum og vinnur að annarri lausn á geymsluvandamálum. Í stað þess að nota sólarorku til að framleiða rafmagn og geyma hana síðan í sólarrafhlöðum, leggur SolarReserve til að beina henni til varmageymslutækja (turna). Orkuturninn mun taka á móti og geyma orku. Hæfni bráðins salts til að vera í fljótandi formi gerir það að kjörnum varmageymslumiðli..
Markmið fyrirtækisins er að sanna að tækni þess geti gert sólarorku að viðráðanlegu orkugjafa sem starfar allan sólarhringinn (eins og hvaða jarðefnaeldsneytisorkuver sem er). Þétt sólarljós hitar saltið í turninum í 566°C sem er geymt í risastórum einangruðum geymi þar til það er notað til að búa til gufu til að keyra túrbínuna.
Hins vegar fyrst.
Byrja
Aðaltæknifræðingur SolarReserve, William Gould, hefur eytt meira en 20 árum í að þróa bráðið salt CSP (concentrated solar power) tækni. Á tíunda áratug síðustu aldar var hann verkefnastjóri fyrir sólar-1990 sýnikennslustöð bandaríska orkuráðuneytisins í Mojave eyðimörkinni. Áratug áður var þar prófað mannvirki sem staðfesti fræðilega útreikninga um möguleika á orkuöflun í atvinnuskyni með heliostats. Áskorun Gould var að þróa svipaða hönnun sem notaði hitað salt í stað gufu og finna vísbendingar um að hægt væri að spara orku.
Þegar hann valdi ílát til að geyma bráðið salt, sveiflaði Gould á milli tveggja valkosta: ketilsframleiðanda með reynslu í hefðbundnum jarðefnaeldsneytisvirkjunum og Rocketdyne, sem framleiddi eldflaugahreyfla fyrir NASA. Valið var í þágu eldflaugafræðinga. Að hluta til vegna þess að Gould hafði unnið snemma á ferlinum sem kjarnorkuverkfræðingur hjá byggingarrisanum Bechtel, við að vinna á San Onofre kjarnaofnum í Kaliforníu. Og hann trúði því að hann myndi ekki finna áreiðanlegri tækni.
Stútur þotuhreyfils, sem heitar lofttegundir losna úr, samanstendur í raun af tveimur skeljum (innri og ytri), í möluðum rásum þeirra er eldsneytishlutum dælt í fljótandi fasa, sem kælir málminn og kemur í veg fyrir að stúturinn bráðni. Reynsla Rocketdyne í þróun sambærilegra tækja og vinnu við háhita málmvinnslu kom sér vel við þróun tækni til að nota bráðið salt í sólarorkuveri.
10 MW Solar Two verkefnið virkaði með góðum árangri í nokkur ár og var tekið úr notkun árið 1999, sem staðfestir hagkvæmni hugmyndarinnar. Eins og William Gould viðurkennir sjálfur var verkefnið með nokkur vandamál sem þurfti að leysa. En kjarnatæknin sem notuð er í Solar Two virkar líka í nútíma stöðvum eins og Crescent Dunes. Blandan af nítratsöltum og rekstrarhitastig eru eins, eini munurinn er á mælikvarða stöðvarinnar.
Kosturinn við bráðna salttækni er að hún gerir kleift að afhenda orku eftir þörfum, ekki bara þegar sólin skín. Salt getur haldið hita í marga mánuði, þannig að einstaka skýjað dagur hefur ekki áhrif á framboð á rafmagni. Auk þess er losun virkjunarinnar í lágmarki og auðvitað er enginn hættulegur úrgangur sem myndast sem aukaafurð ferlisins.
Meginreglur um vinnu
Sólarorkuverið notar 10 spegla (heliostats) sem dreifast á 347 hektara (það er á stærð við 647,5 plús fótboltavelli) til að einbeita sólarljósi á miðlægan turn, 900 metra háan og fylltan af salti. Þetta salt er hitað af sólargeislum í 195°C og varminn geymdur og síðan notaður til að breyta vatni í gufu og keyra rafala til að framleiða rafmagn.
Speglarnir eru kallaðir heliostatar vegna þess að hver þeirra getur hallað og snúist til að beina ljósgeisla sínum nákvæmlega. Raðað í sammiðja hringi, beinast þeir sólarljósi að „móttakara“ efst á miðturninum. Turninn sjálfur glóir ekki, móttakarinn er mattsvartur. Ljómaáhrifin koma einmitt fram vegna styrks sólarljóss sem hitar ílátið. Heitt salt streymir inn í ryðfríu stálgeymi sem rúmar 16 þúsund m³.
Heliostat
Saltið, sem lítur út og flæðir svipað og vatn við þessi hitastig, fer í gegnum varmaskipti til að framleiða gufu til að keyra venjulegan túrbórafall. Tankurinn inniheldur nóg bráðið salt til að keyra rafalinn í 10 klukkustundir. Þetta nemur 1100 megavattstundum af geymslurými, eða næstum 10 sinnum meira en stærstu litíumjónarafhlöðukerfin sem hafa verið sett upp til að geyma endurnýjanlega orku.
Erfið leið
Þrátt fyrir loforð hugmyndarinnar er ekki hægt að segja að SolarReserve hafi náð árangri. Að mörgu leyti var fyrirtækið áfram sprotafyrirtæki. Þó að gangsetningin sé kraftmikil og björt í öllum skilningi. Eftir allt saman, það fyrsta sem þú sérð þegar þú horfir í átt að Crescent Dunes virkjuninni er ljós. Svo björt að það er ómögulegt að horfa á það. Uppspretta ljóssins er 195 metra turn, sem rís stoltur yfir eyðimerkursvæðum Nevada um það bil mitt á milli smábæjarins Reno og Las Vegas.
Hvernig virkjunin leit út á mismunandi byggingarstigum
2012, framkvæmdir hefjast
2014, verkefninu er að ljúka
desember 2014, Crescent Dunes er næstum tilbúið til notkunar
Tilbúin stöð
Um klukkustundar akstursfjarlægð héðan er hið fræga Area 51, leynileg herstöð sem allt internetið hótaði að ráðast inn í í sumar til að „bjarga“ geimverum úr höndum bandarískra stjórnvalda. Þessi nálægð leiðir til þess að ferðalangar sem sjá óvenjulega bjartan ljóma spyrja stundum íbúa á staðnum hvort þeir hafi orðið vitni að einhverju óvenjulegu eða jafnvel framandi. Og svo er þeim í einlægni sárt að heyra að þetta sé bara sólarorkuver, umkringt næstum 3 km breitt speglasvið.
Framkvæmdir við Crescent Dunes hófust árið 2011 með lánum frá stjórnvöldum og fjárfestingu frá NV Energy, aðalveitufyrirtæki Nevada. Og virkjunin var reist árið 2015, um tveimur árum síðar en áætlað var. En jafnvel eftir framkvæmdir gekk ekki allt snurðulaust fyrir sig. Sem dæmi má nefna að fyrstu tvö árin biluðu dælur og spennar fyrir heliostata, sem voru ekki nógu öflugir, oft og virkuðu ekki sem skyldi. Aflframleiðsla á Crescent Dunes var því minni en áætlað var á fyrstu árum starfseminnar.
Það var annar erfiðleiki - með fugla. Falla undir „sjón“ einbeitts sólarljóss, ógæfufuglinn . Að sögn fulltrúa SolarReserve tókst virkjun þeirra að forðast reglulega og fjölda „brennslu“ fugla. Sérstök áætlun var unnin í samvinnu við nokkur landssamtök til að draga úr hugsanlegum ógnum við virkjunina. Þetta forrit var samþykkt árið 2011 og er hannað til að draga úr hugsanlegri hættu fyrir fugla og leðurblökur.
En stærsta vandamálið fyrir Crescent Dunes var leki í heitum saltgeymi sem uppgötvaðist seint á árinu 2016. Tæknin notar risastóran hring sem studdur er af masturum neðst á tankinum til að dreifa bráðnu salti þegar það streymir úr íláti. Soða þurfti sjálfa mastrana við gólfið og hringurinn þurfti að geta hreyfst þar sem hitabreytingar valda því að efnin þenjast út/samdráttur. Þess í stað, vegna mistaka verkfræðinga, var allt saman soðið þétt saman. Þar af leiðandi, við hitabreytingar, lafði botn tanksins og lak.
Leki bráðins salts sjálfs er ekki sérstaklega hættulegur. Þegar það lenti í malarlaginu undir tankinum kólnaði bráðin strax og breyttist í salt. Lokun virkjunarinnar dróst hins vegar á langinn í átta mánuði. Kannaðar voru orsakir lekans, ábyrgðarmenn atviksins, afleiðingar neyðarástandsins og fleiri atriði.
Vandræði SolarReserve enduðu ekki þar. Afkoma verksmiðjunnar fór undir markmið árið 2018, með meðalgetustuðull upp á 20,3% samanborið við fyrirhugaðan afkastastuðul upp á 51,9%, C. Í kjölfarið hóf bandaríska endurnýjanlega orkurannsóknarstofan (NREL) 12 mánaða kostnaðarrannsókn á verkefnið CSP, með áherslu á frammistöðuvandamál og óvæntan kostnað. Fyrir vikið var fyrirtækið fyrst kært og neydd til að skipta um stjórn og árið 2019 neyddust þeir algjörlega til að viðurkenna .
Það er ekki búið enn
En jafnvel þetta batt ekki enda á þróun tækninnar. Enda eru sambærileg verkefni í öðrum löndum. Til dæmis er svipuð tækni notuð í Mohammed bin Rashid Al Maktoum sólargarðinum - stærsta neti heimsins af sólarorkuverum, sameinað í einu rými í Dubai. Eða, segjum, Marokkó. Þar eru enn fleiri sólardagar en í Bandaríkjunum og því ætti hagkvæmni virkjunarinnar að vera meiri. Og fyrstu niðurstöður sýna að svo er.
150 MW CSP Noor III turninn í Marokkó fór fram úr markmiðum um afköst og geymslugetu á fyrstu mánuðum hans í rekstri. Og kostnaður við fjármögnun orkugeymsluverkefna í turni er í samræmi við væntingar, fullvissar Xavier Lara, yfirráðgjafi hjá CSP Engineering Group Empresarios Agrupados (EA).
Noor III virkjun
Noor III virkjunin, sem var tekin í notkun í desember á síðasta ári, hefur sýnt ótrúlega frammistöðu. Noor III, sett upp af SENER Spánverja og orkuframkvæmdafyrirtækinu SEPCO í Kína, er stærsta rekstrarturnaverksmiðja heims og sú önnur sem samþættir bráðið salt geymslutækni.
Sérfræðingar telja að öflug snemma frammistöðugögn Noor III um frammistöðu, sveigjanleika kynslóðar og samþættingu geymslu ættu að draga úr vandamálum um CSP turn og geymsluáreiðanleika og lækka fjármagnskostnað fyrir framtíðarverkefni. Í Kína hefur ríkisstjórnin þegar tilkynnt áætlun um að búa til 6000 MW af CSP með geymslu. SolarReserve er í samstarfi við Shenhua Group sem er í eigu ríkisins, sem byggir kolaorkuver, til að þróa 1000 MW af CSP bráðnu saltframleiðslu. En verða slíkir geymsluturnar áfram byggðir? Spurning.
Hins vegar um daginn tilkynnti Heliogen fyrirtækið, í eigu Bill Gates, um byltingu sína í notkun á einbeittri sólarorku. Heliogen tókst að hækka hitastigið úr 565°C í 1000°C. Þannig opnast möguleikann á að nota sólarorku við framleiðslu á sementi, stáli og jarðolíuvörum.
Hvað annað er hægt að lesa á blogginu?
→
→
→
→
→
Gerast áskrifandi að okkar -rás svo þú missir ekki af næstu grein! Við skrifum ekki oftar en tvisvar í viku og aðeins í viðskiptum. Við minnum líka á að þú getur skýjalausnir Cloud4Y.
Aðeins skráðir notendur geta tekið þátt í könnuninni. , takk.
Fljótandi salt virkjun er
-
Deyjandi tækni
-
Efnileg leikstjórn
-
Upphaflega bull
-
Þín útgáfa (í athugasemdum)
97 notendur kusu. 36 notendur sátu hjá.
Heimild: www.habr.com