მარილიანი მზის ენერგია

მზის ენერგიის მოპოვება და გამოყენება ადამიანის ერთ-ერთი ყველაზე მნიშვნელოვანი მიღწევაა ენერგეტიკული თვალსაზრისით. მთავარი სირთულე ახლა მზის ენერგიის შეგროვებაში კი არ არის, არამედ მის შენახვასა და განაწილებაში. თუ ეს საკითხი მოგვარდება, წიაღისეული საწვავის ტრადიციული მრეწველობა შეიძლება გადადგეს.

SolarReserve არის კომპანია, რომელიც გვთავაზობს მდნარი მარილის გამოყენებას მზის ელექტროსადგურებში და მუშაობს შენახვის პრობლემების ალტერნატიულ გადაწყვეტაზე. იმის ნაცვლად, რომ გამოიყენოს მზის ენერგია ელექტროენერგიის გამოსამუშავებლად და შემდეგ შეინახოს იგი მზის პანელებში, SolarReserve გვთავაზობს მისი გადამისამართებას თერმული შენახვის მოწყობილობებზე (კოშკებზე). ენერგეტიკული კოშკი მიიღებს და ინახავს ენერგიას. გამდნარი მარილის უნარი დარჩეს თხევად ფორმაში, ხდის მას იდეალური თერმული შენახვის საშუალებად..

კომპანიის მიზანია დაამტკიცოს, რომ მის ტექნოლოგიას შეუძლია მზის ენერგია აქციოს ენერგიის ხელმისაწვდომ წყაროდ, რომელიც მუშაობს მთელი საათის განმავლობაში (როგორც ნებისმიერი წიაღისეული საწვავის ელექტროსადგური). კონცენტრირებული მზის შუქი ათბობს მარილს კოშკში 566°C-მდე, რომელიც ინახება გიგანტურ იზოლირებულ ავზში, სანამ არ გამოიყენებს ორთქლის შესაქმნელად ტურბინის გასაშვებად.

თუმცა, პირველ რიგში.

დაწყება

SolarReserve-ის მთავარმა ტექნოლოგმა, უილიამ გულდმა, 20 წელზე მეტი დახარჯა დნობის მარილის CSP (კონცენტრირებული მზის ენერგიის) ტექნოლოგიის შემუშავებაზე. 1990-იან წლებში ის იყო პროექტის მენეჯერი აშშ-ს ენერგეტიკის დეპარტამენტის მიერ მხარდაჭერილი Solar Two-ის სადემონსტრაციო ნაგებობისთვის მოჯავეს უდაბნოში. ათი წლით ადრე, იქ სტრუქტურის ტესტირება მოხდა, რომელმაც დაადასტურა თეორიული გამოთვლები ჰელიოსტატის გამოყენებით ენერგიის კომერციული წარმოების შესაძლებლობის შესახებ. გულდის გამოწვევა იყო მსგავსი დიზაინის შემუშავება, რომელიც გამოიყენებდა გაცხელებულ მარილს ორთქლის ნაცვლად და ეპოვა მტკიცებულება, რომ ენერგიის დაზოგვა შეიძლებოდა.

გამდნარი მარილის შესანახად კონტეინერის არჩევისას, გულდი მერყეობდა ორ ვარიანტს შორის: ქვაბის მწარმოებელს, რომელსაც აქვს გამოცდილება ტრადიციული წიაღისეული საწვავის ელექტროსადგურებში და Rocketdyne, რომელიც ამზადებდა სარაკეტო ძრავებს NASA-სთვის. არჩევანი სარაკეტო მეცნიერების სასარგებლოდ გაკეთდა. ნაწილობრივ იმიტომ, რომ გულდი კარიერის დასაწყისში მუშაობდა, როგორც ბირთვული ინჟინერი სამშენებლო გიგანტ Bechtel-ში, მუშაობდა კალიფორნიის სან ონოფრის რეაქტორებზე. და მას სჯეროდა, რომ ვერ იპოვნიდა უფრო საიმედო ტექნოლოგიას.

რეაქტიული ძრავის საქშენი, საიდანაც ცხელი აირები გამოდის, ფაქტობრივად შედგება ორი ჭურვისაგან (შიდა და გარე), რომელთა დაფქულ არხებში საწვავის კომპონენტები თხევად ფაზაში იტუმბება, აციებს ლითონს და იცავს საქშენს დნობისგან. Rocketdyne-ის გამოცდილება მსგავსი მოწყობილობების შემუშავებაში და მაღალტემპერატურულ მეტალურგიაში მუშაობისას გამოსადეგი აღმოჩნდა მზის ელექტროსადგურში მდნარი მარილის გამოყენების ტექნოლოგიის შემუშავებისას.

10 მეგავატი Solar Two პროექტი წარმატებით მუშაობდა რამდენიმე წლის განმავლობაში და 1999 წელს გაუქმდა, რაც ადასტურებს იდეის სიცოცხლისუნარიანობას. როგორც თავად უილიამ გულდი აღიარებს, პროექტს ჰქონდა გარკვეული პრობლემები, რომელთა მოგვარებაც საჭირო იყო. მაგრამ Solar Two-ში გამოყენებული ძირითადი ტექნოლოგია ასევე მუშაობს თანამედროვე სადგურებზე, როგორიცაა Crescent Dunes. ნიტრატის მარილების ნარევი და სამუშაო ტემპერატურა იდენტურია, განსხვავება მხოლოდ სადგურის მასშტაბებშია.

გამდნარი მარილის ტექნოლოგიის უპირატესობა ის არის, რომ ის საშუალებას აძლევს ელექტროენერგიის მიწოდებას მოთხოვნის შესაბამისად, და არა მხოლოდ მაშინ, როდესაც მზე ანათებს. მარილს შეუძლია შეინარჩუნოს სითბო თვეების განმავლობაში, ამიტომ ზოგჯერ მოღრუბლული დღე არ იმოქმედებს ელექტროენერგიის ხელმისაწვდომობაზე. გარდა ამისა, ელექტროსადგურის ემისიები მინიმალურია და, რა თქმა უნდა, არ წარმოიქმნება სახიფათო ნარჩენები, როგორც პროცესის გვერდითი პროდუქტი.

სამუშაოების პრინციპები

მზის ელექტროსადგური იყენებს 10 სარკეს (ჰელიოსტატებს) გაშლილ 347 ჰექტარზე (ეს არის 647,5-ზე მეტი ფეხბურთის მოედნის ზომა) მზის შუქის კონცენტრირებისთვის ცენტრალურ კოშკზე, 900 მეტრის სიმაღლეზე და მარილით სავსე. ეს მარილი მზის სხივებით თბება 195°C-მდე და სითბო ინახება და შემდეგ გამოიყენება წყლის ორთქლად გადაქცევად და გენერატორების გასაშვებად ელექტროენერგიის წარმოებისთვის.

სარკეებს ჰელიოსტატებს უწოდებენ, რადგან თითოეულ მათგანს შეუძლია დახრილი და ბრუნვა, რათა ზუსტად მიმართოს თავისი სინათლის სხივს. კონცენტრირებულ წრეებში განლაგებული, ისინი მზის შუქს ამახვილებენ ცენტრალური კოშკის თავზე არსებულ „მიმღებზე“. თავად კოშკი არ ანათებს; მიმღები მქრქალი შავია. ბრწყინვალების ეფექტი ხდება ზუსტად მზის შუქის კონცენტრაციის გამო, რომელიც ათბობს კონტეინერს. ცხელი მარილი ჩაედინება უჟანგავი ფოლადის ავზში, რომლის სიმძლავრეა 16 ათასი მ³.

ჰელიოსტატი

მარილი, რომელიც ამ ტემპერატურებზე წყალს ჰგავს და მიედინება, გადის სითბოს გადამცვლელში, რათა გამოიმუშაოს ორთქლი სტანდარტული ტურბოგენერატორის მუშაობისთვის. ავზი შეიცავს საკმარის მდნარ მარილს გენერატორის 10 საათის განმავლობაში მუშაობისთვის. ეს შეადგენს 1100 მეგავატ-საათის საცავს, ანუ თითქმის 10-ჯერ მეტს, ვიდრე უმსხვილესი ლითიუმ-იონური ბატარეის სისტემები, რომლებიც დამონტაჟებულია განახლებადი ენერგიის შესანახად.

Რთული გზა

იდეის დაპირების მიუხედავად, არ შეიძლება ითქვას, რომ SolarReserve-მა წარმატებას მიაღწია. მრავალი თვალსაზრისით, კომპანია დარჩა სტარტაპად. მიუხედავად იმისა, რომ სტარტაპი ყველა გაგებით ენერგიული და ნათელია. ბოლოს და ბოლოს, პირველი, რასაც ხედავთ, როდესაც უყურებთ ნახევარმთვარის დიუნის ელექტროსადგურს, არის სინათლე. იმდენად კაშკაშა, რომ შეხედვა შეუძლებელია. სინათლის წყარო არის 195 მეტრიანი კოშკი, რომელიც ამაყად მაღლა დგას ნევადას უდაბნო ტერიტორიებზე, დაახლოებით შუა გზაზე პატარა ქალაქ რენოსა და ლას ვეგასს შორის.

როგორ გამოიყურებოდა ელექტროსადგური მშენებლობის სხვადასხვა ეტაპზე
2012 წელი, მშენებლობის დაწყება

2014 წელი, პროექტი დასასრულს უახლოვდება

2014 წლის დეკემბერი, Crescent Dunes თითქმის მზად არის გამოსაყენებლად

მზად სადგური

აქედან დაახლოებით ერთი საათის სავალზე მდებარეობს ცნობილი არე 51, საიდუმლო სამხედრო ობიექტი, რომელსაც მთელი ინტერნეტი ამ ზაფხულს შტურმით ემუქრებოდა, რათა უცხოპლანეტელები „გადარჩენა“ ამერიკის მთავრობის ხელიდან. ეს სიახლოვე იწვევს იმ ფაქტს, რომ მოგზაურები, რომლებიც ხედავენ უჩვეულოდ კაშკაშა ნათებას, ზოგჯერ ეკითხებიან ადგილობრივ მოსახლეობას, შეესწრო თუ არა რაიმე უჩვეულო ან თუნდაც უცხო. და შემდეგ ისინი გულწრფელად აღელვებენ იმის გაგებას, რომ ეს მხოლოდ მზის ელექტროსადგურია, რომელიც გარშემორტყმულია სარკეების ველით, რომლის სიგანე თითქმის 3 კილომეტრია.

ნახევარმთვარის დიუნების მშენებლობა 2011 წელს დაიწყო მთავრობის სესხებითა და ნევადის მთავარი კომუნალური კომპანიის NV Energy-ს ინვესტიციებით. ხოლო ელექტროსადგური აშენდა 2015 წელს, დაგეგმილზე დაახლოებით ორი წლით გვიან. მაგრამ მშენებლობის შემდეგაც კი ყველაფერი შეუფერხებლად არ წარიმართა. მაგალითად, პირველ ორ წელიწადში ჰელიოსტატის ტუმბოები და ტრანსფორმატორები, რომლებიც საკმარისად მძლავრი არ იყო, ხშირად ფუჭდებოდა და არ მუშაობდა გამართულად. ამიტომ, ნახევარმთვარის დიუნებზე გამომავალი სიმძლავრე უფრო დაბალი იყო, ვიდრე დაგეგმილი იყო ექსპლუატაციის პირველ წლებში.

იყო კიდევ ერთი სირთულე - ჩიტებთან. მზის კონცენტრირებული შუქის „მხედველობის“ ქვეშ მოქცეული უბედური ჩიტი მტვრად იქცა. SolarReserve-ის წარმომადგენლების თქმით, მათმა ელექტროსადგურმა მოახერხა ფრინველების რეგულარული და მასობრივი „კრემაციის“ თავიდან აცილება. შემუშავდა სპეციალური გეგმა რამდენიმე ეროვნულ ორგანიზაციასთან ერთად, რათა შერბილებულიყო ნებისმიერი პოტენციური საფრთხე ელექტროსადგურისთვის. ეს პროგრამა დამტკიცდა 2011 წელს და შექმნილია ფრინველებისა და ღამურების პოტენციური რისკების შესამცირებლად.

მაგრამ Crescent Dunes-ისთვის ყველაზე დიდი პრობლემა იყო გაჟონვა ცხელი მარილის შესანახ ავზში, რომელიც აღმოაჩინეს 2016 წლის ბოლოს. ტექნოლოგია იყენებს გიგანტურ რგოლს, რომელიც მხარს უჭერს ავზის ფსკერზე მდებარე პილონებს, რათა გაანაწილოს გამდნარი მარილი, როდესაც ის მიედინება ჭურჭლიდან. თავად პილონები უნდა შედუღებულიყო იატაკზე და რგოლს სჭირდებოდა გადაადგილება, რადგან ტემპერატურის ცვლილებები იწვევს მასალების გაფართოებას/შეკუმშვას. სამაგიეროდ, ინჟინრების შეცდომის გამო, ყველაფერი მჭიდროდ იყო შედუღებული. შედეგად, ტემპერატურის ცვლილებებთან ერთად, ავზის ფსკერი ჩამოვარდა და გაჟონა.

თავად გამდნარი მარილის გაჟონვა არ არის განსაკუთრებით საშიში. როდესაც იგი მოხვდა ავზის ქვეშ ხრეშის ფენას, დნება მაშინვე გაცივდა, გადაიქცევა მარილში. თუმცა, ელექტროსადგურის გამორთვა რვა თვე გაგრძელდა. შესწავლილია გაჟონვის მიზეზები, ინციდენტის პასუხისმგებელ პირები, საგანგებო სიტუაციის შედეგები და სხვა საკითხები.

SolarReserve-ის პრობლემები ამით არ დასრულებულა. ქარხნის ეფექტურობა 2018 წელს დაეცა მიზნის ქვემოთ, საშუალო სიმძლავრის კოეფიციენტით 20,3% შედარებით დაგეგმილი სიმძლავრის კოეფიციენტთან 51,9%, C. შედეგად, აშშ-ს განახლებადი ენერგიის ეროვნულმა ლაბორატორიამ (NREL) დაიწყო 12-თვიანი ხარჯების შესწავლა. პროექტი CSP, რომელიც ფოკუსირებულია შესრულების საკითხებზე და მოულოდნელ ხარჯებზე. შედეგად, კომპანიას ჯერ უჩივლეს და აიძულეს შეეცვალათ მენეჯმენტი, ხოლო 2019 წელს ისინი მთლიანად იძულებულნი გახდნენ ეღიარებინათ თავიანთი გაკოტრება.

ჯერ არ დასრულებულა

მაგრამ ამანაც არ დაუსვა წერტილი ტექნოლოგიების განვითარებას. სხვა ქვეყნებშიც ხომ არის მსგავსი პროექტები. მაგალითად, მსგავსი ტექნოლოგიები გამოიყენება Mohammed bin Rashid Al Maktoum Solar Park-ში - მზის ელექტროსადგურების მსოფლიოში ყველაზე დიდი ქსელი, რომელიც გაერთიანებულია დუბაიში ერთ სივრცეში. ან, ვთქვათ, მაროკო. იქ კიდევ უფრო მეტი მზიანი დღეა, ვიდრე აშშ-ში და ამიტომ ელექტროსადგურის ეფექტურობა უფრო მაღალი უნდა იყოს. და პირველი შედეგები აჩვენებს, რომ ეს მართლაც ასეა.

150 მეგავატი სიმძლავრის CSP Noor III ანძა მაროკოში მუშაობის პირველ თვეებში გადააჭარბა შესრულებისა და შენახვის სიმძლავრის მიზნებს. და კოშკის ენერგიის შენახვის პროექტების დაფინანსების ღირებულება შეესაბამება მოსალოდნელ პროგნოზებს, ირწმუნება ქსავიერ ლარა, CSP Engineering Group Empresarios Agrupados (EA) უფროსი კონსულტანტი.

Noor III ელექტროსადგური



გასული წლის დეკემბერში ექსპლუატაციაში შესული Noor III ელექტროსადგურმა აჩვენა შესანიშნავი შესრულება. Noor III, რომელიც დაყენებულია ესპანეთის SENER-ისა და ჩინეთის ენერგეტიკული სამშენებლო კორპორაციის SEPCO-ს მიერ, არის მსოფლიოში ყველაზე დიდი საოპერაციო კოშკის ქარხანა და მეორე, რომელიც აერთიანებს გამდნარი მარილის შენახვის ტექნოლოგიას.

ექსპერტები თვლიან, რომ Noor III-ის ადრეული მუშაობის მძლავრი მონაცემები შესრულების, გენერირების მოქნილობისა და შენახვის ინტეგრაციის შესახებ უნდა შეამციროს CSP ანძისა და შენახვის საიმედოობის საკითხები და შეამციროს კაპიტალის ღირებულება მომავალი პროექტებისთვის. ჩინეთში მთავრობამ უკვე გამოაცხადა პროგრამა 6000 მეგავატი CSP-ის შექმნის შესახებ საცავით. SolarReserve თანამშრომლობს სახელმწიფო საკუთრებაში არსებულ Shenhua Group-თან, რომელიც აშენებს ქვანახშირზე მომუშავე ელექტროსადგურებს, რათა განავითაროს 1000 მეგავატი CSP გამდნარი მარილის წარმოქმნა. მაგრამ გაგრძელდება თუ არა ასეთი საცავის კოშკების მშენებლობა? Კითხვა.

თუმცა, სულ რაღაც მეორე დღეს, კომპანია Heliogen-მა, რომელიც ბილ გეითსს ეკუთვნის, გამოაცხადა თავისი გარღვევა კონცენტრირებული მზის ენერგიის გამოყენებაში. ჰელიოგენმა შეძლო ტემპერატურის გაზრდა 565°C-დან 1000°C-მდე. ამრიგად, ხსნის მზის ენერგიის გამოყენების შესაძლებლობას ცემენტის, ფოლადის და ნავთობქიმიური პროდუქტების წარმოებაში.

კიდევ რისი წაკითხვა შეგიძლიათ ბლოგზე? Cloud4Y

→ ტოპის დაყენება GNU/Linux-ში
→ პენტესტრები კიბერუსაფრთხოების სათავეში
→ სტარტაპები, რომლებსაც შეუძლიათ გაოცება
→ ეკოფიქცია პლანეტის დასაცავად
→ მონაცემთა ცენტრის ინფორმაციის უსაფრთხოება

გამოიწერეთ ჩვენი დეპეშა-არხი, რომ არ გამოტოვოთ შემდეგი სტატია! ჩვენ ვწერთ არა უმეტეს კვირაში ორჯერ და მხოლოდ საქმიანი. ასევე შეგახსენებთ, რომ შეგიძლიათ ტესტი უფასოდ ღრუბლოვანი გადაწყვეტილებები Cloud4Y.

გამოკითხვაში მონაწილეობა შეუძლიათ მხოლოდ დარეგისტრირებულ მომხმარებლებს. Შებრძანდითგთხოვთ

თხევადი მარილის ელექტროსადგური არის

• მომაკვდავი ტექნოლოგია

• პერსპექტიული მიმართულება

• თავიდან სისულელეა

• თქვენი ვერსია (კომენტარებში)

მისცა ხმა 97 მომხმარებელმა. 36-მა მომხმარებელმა თავი შეიკავა.

წყარო: www.habr.com