塩分を含む太陽エネルギー

太陽エネルギーの抽出と利用は、エネルギーの点で人類の最も重要な成果の XNUMX つです。 現在の主な困難は、太陽エネルギーを収集することでさえなく、その貯蔵と分配にあります。 この問題が解決できれば、従来の化石燃料産業は撤退できるだろう。

SolarReserve は、太陽光発電所での溶融塩の使用を提案し、貯蔵問題に対する代替ソリューションに取り組んでいる会社です。 SolarReserve は、太陽エネルギーを使用して発電し、それをソーラーパネルに蓄えるのではなく、蓄熱装置 (タワー) に電力をリダイレクトすることを提案しています。 エネルギータワーはエネルギーを受け取って蓄えます。 溶融塩は液体の状態を保つ能力があるため、理想的な蓄熱媒体となります。.

同社の目標は、自社の技術によって太陽エネルギーが（他の化石燃料発電所と同様に）566時間稼働する手頃な価格のエネルギー源になることを証明することだ。 集中した太陽光によってタワー内の塩が XNUMX°C に加熱され、タービンを動かすための蒸気の生成に使用されるまで、巨大な断熱タンクに保管されます。

しかし、まず最初に。

開始

SolarReserve の主任技術者である William Gould 氏は、溶融塩 CSP (集光型太陽光発電) 技術の開発に 20 年以上を費やしてきました。 1990 年代には、米国エネルギー省が支援するモハーベ砂漠のソーラー ツー デモンストレーション施設のプロジェクト マネージャーを務めました。 XNUMX 年前、そこで構造体のテストが行​​われ、ヘリオスタットを使用した商用エネルギー生成の可能性に関する理論計算が確認されました。 グールドの課題は、蒸気の代わりに加熱した塩を使用する同様の設計を開発し、エネルギーが節約できるという証拠を見つけることでした。

溶融塩を保管するコンテナを選択する際、グールド氏は XNUMX つの選択肢の間で迷った。XNUMX つは従来の化石燃料発電所での経験を持つボイラー メーカー、もう XNUMX つは NASA のロケット エンジンを製造した Rocketdyne だ。 この選択はロケット科学者に有利に行われました。 その理由の一つは、グールド氏が建設大手ベクテル社の原子力技術者としてキャリアの初期に働き、カリフォルニア州のサンオノフレ原子炉の開発に携わっていたことにある。 そして彼は、これ以上信頼できる技術は見つからないと信じていました。

高温のガスが逃げるジェット エンジンのノズルは、実際には XNUMX つのシェル (内側と外側) で構成されており、その粉砕されたチャネルに燃料成分が液相で送り込まれ、金属を冷却してノズルの溶解を防ぎます。 Rocketdyne の同様の装置の開発と高温冶金の経験は、太陽光発電所で溶融塩を使用する技術を開発する際に役に立ちました。

10 MW Solar Two プロジェクトは数年間にわたって正常に運用され、1999 年に廃止され、このアイデアの実現可能性が確認されました。 ウィリアム・グールド自身も認めているように、このプロジェクトには解決すべき問題がいくつかありました。 しかし、ソーラー ツーで使用されているコア技術は、クレセント デューンズのような最新のステーションでも機能します。 硝酸塩の混合物と動作温度は同一であり、唯一の違いはステーションの規模です。

溶融塩技術の利点は、太陽が輝いているときだけでなく、オンデマンドで電力を供給できることです。 塩は数か月間熱を保つことができるため、時折曇る日があったとしても、電力の利用可能性に影響を与えることはありません。 さらに、発電所からの排出物は最小限であり、もちろんプロセスの副産物として有害な廃棄物は発生しません。

仕事の原則

この太陽光発電所は、10 ヘクタール (サッカー場 347 個以上の広さに相当) に広がる 647,5 枚の鏡 (ヘリオスタット) を使用して、塩で満たされた高さ 900 メートルの中央タワーに太陽光を集中させます。 この塩は太陽光線によって 195°C まで加熱され、その熱が蓄えられ、水を蒸気に変換し、発電機を稼働させて電気を生成するために使用されます。

ミラーは、光線を正確に向けるために傾けたり回転したりできるため、ヘリオスタットと呼ばれます。 同心円状に配置され、中央の塔の頂上にある「受信機」に太陽光を集中させます。 タワー自体は光らず、受信機はマットブラックです。 グロー効果は、容器を加熱する太陽光の集中によって正確に発生します。 熱塩は容量 16 mXNUMX のステンレスタンクに流れ込みます。

ヘリオスタット

この温度では水のように見え、流れる塩は、熱交換器を通過して蒸気を生成し、標準的なタービン発電機を作動させます。 タンクには発電機を10時間稼働させるのに十分な溶融塩が入っている。 これは 1100 メガワット時の蓄電量に相当し、再生可能エネルギーを蓄えるために設置されている最大のリチウムイオン電池システムのほぼ 10 倍に相当します。

難しい道

このアイデアの有望性にもかかわらず、SolarReserve は成功を収めたとは言えません。 多くの点で、同社は新興企業のままでした。 このスタートアップはあらゆる意味で精力的で明るいですが。 結局のところ、クレセント・デューンズ発電所に目を向けたときに最初に目に入るのは光です。 直視できないほど明るい。 光源は、リノの小さな町とラスベガスのほぼ中間、ネバダ州の砂漠地帯の上に誇らしげにそびえる高さ 195 メートルの塔です。

建設のさまざまな段階での発電所の様子
2012年、建設開始

2014年、プロジェクトは完成に近づいています

2014 年 XNUMX 月、三日月砂丘はほぼ使用準備が整いました

レディステーション

ここから車で約 51 時間のところに、有名なエリア 3 があります。エリア XNUMX は、エイリアンをアメリカ政府の手から「救う」ために、この夏、インターネット全体が襲撃すると脅迫した秘密軍事施設です。 この近さは、異常に明るい輝きを見た旅行者が地元住民に、何か異常なもの、あるいは異星人を目撃したかどうかを尋ねることがあるという事実につながります。 そして、これが幅約 XNUMX km の鏡で囲まれた単なる太陽光発電所であることを知り、彼らは心から動揺しました。

クレセント デューンズの建設は、政府からの融資とネバダ州の主要公益事業会社 NV エナジーからの投資により 2011 年に始まりました。 そして発電所は計画より約2015年遅れのXNUMX年に建設された。 しかし、建設後もすべてが順調に進んだわけではありません。 たとえば、最初の XNUMX 年間は、ヘリオスタットのポンプや変圧器が十分に強力ではなかったので、頻繁に故障して正常に動作しませんでした。 したがって、クレセント・デューンズの発電出力は、運用初期の計画よりも低かった。

鳥に関しては別の困難がありました。 集中した太陽光の「視線」に落ちた不幸な鳥 塵と化した。 ソーラーリザーブの代表者らによると、同社の発電所は定期的かつ大量の鳥の「火葬」をなんとか回避したという。 発電所に対する潜在的な脅威を軽減するために、いくつかの国家機関と協力して特別な計画が開発されました。 このプログラムは 2011 年に承認され、鳥やコウモリに対する潜在的なリスクを軽減するように設計されています。

しかし、クレセント・デューンズにとっての最大の問題は、2016年末に発見された熱塩貯蔵タンクの漏洩だった。 この技術では、タンクの底にあるパイロンで支えられた巨大なリングを使用して、溶融塩が容器から流れるときにそれを分配します。 パイロン自体は床に溶接する必要があり、リングは温度変化による材料の膨張/収縮に応じて移動できる必要がありました。 代わりに、エンジニアのミスにより、全体がしっかりと溶接されてしまいました。 その結果、温度変化によりタンクの底がたわみ、漏れが発生しました。

溶融塩の漏洩自体は特に危険ではありません。 タンクの下の砂利層に当たると、溶けたものはすぐに冷えて塩に変わった。 しかし、発電所の停止はXNUMXカ月も続いた。 漏洩の原因、事故の責任者、緊急事態の影響などの問題が調査された。

SolarReserve の問題はこれで終わりではありませんでした。 2018 年の発電所のパフォーマンスは目標を下回り、計画設備利用率 20,3% に対して平均設備利用率 51,9% (C) でした。その結果、米国国立再生可能エネルギー研究所 (NREL) は、12 か月にわたるコスト調査を開始しました。プロジェクト CSP では、パフォーマンスの問題と予期せぬコストに焦点を当てます。 その結果、同社はまず訴訟を受け、経営陣の交代を余儀なくされ、2019年には完全に認めざるを得なくなった。 破産.

まだ終わってないよ

しかし、それでもテクノロジーの発展が止まることはありませんでした。 結局のところ、他の国でも同様のプロジェクトがあります。 たとえば、ドバイの単一スペースに統合された世界最大の太陽光発電所ネットワークであるモハメド・ビン・ラシード・アル・マクトゥーム・ソーラー・パークでも同様の技術が使用されています。 あるいはモロッコとか。 そこでは米国よりも晴天の日がさらに多いため、発電所の効率はより高いはずです。 そして最初の結果は、これが実際に当てはまることを示しています。

モロッコの 150 MW CSP Noor III タワーは、運用開始から最初の数か月で性能と貯蔵容量の目標を上回りました。 そして、タワー型エネルギー貯蔵プロジェクトの資金調達コストは予想どおりであると、CSP Engineering Group Empresarios Agrupados (EA) の上級コンサルタントであるザビエル・ララ氏は保証します。

ヌールⅢ発電所



昨年 XNUMX 月に稼働したヌール III 発電所は、目覚ましい性能を示しました。 スペインの SENER と中国のエネルギー建設会社 SEPCO によって設置された Noor III は、稼働中の世界最大のタワープラントであり、溶融塩貯蔵技術を統合した XNUMX 番目のタワープラントです。

専門家は、パフォーマンス、世代の柔軟性、ストレージ統合に関する Noor III の堅牢な初期パフォーマンス データにより、CSP タワーとストレージの信頼性の問題が軽減され、将来のプロジェクトの資本コストが削減されると考えています。 中国では、政府がすでにストレージを備えた 6000 MW の CSP を構築するプログラムを発表しています。 ソーラーリザーブは、石炭火力発電所を建設する国営神華集団と提携し、1000MWのCSP溶融塩発電を開発している。 しかし、そのような貯蔵塔は今後も建設され続けるのでしょうか？ 質問。

しかしつい先日、ビル・ゲイツ氏が所有するヘリオジェン社が、集中太陽エネルギーの利用における画期的な進歩を発表した。 ヘリオゲンは温度を565℃から1000℃まで上昇させることに成功しました。 したがって、セメント、鉄鋼、石油化学製品の生産に太陽エネルギーを利用する可能性が開かれます。

ブログでは他に何が読めますか? クラウド4Y

→ GNU/Linux でのトップのセットアップ
→ サイバーセキュリティの最前線にいる侵入テスター
→ 驚かせることができるスタートアップ
→ 地球を守るエコフィクション
→ データセンターの情報セキュリティ

購読してください Telegram次の記事を見逃さないように - チャンネルをご覧ください。 私たちは週に XNUMX 回まで、ビジネスに関するもののみを書きます。 また、次のことも可能です。 無料でテスト クラウド ソリューション Cloud4Y。

登録ユーザーのみがアンケートに参加できます。 ログインお願いします。

液体塩発電所は、

• 染色技術

• 展望の方向

• 最初はナンセンス

• あなたのバージョン (コメント欄に)

97 人のユーザーが投票しました。 36名のユーザーが棄権した。

出所： habr.com