Күн энергиясын өндіру және пайдалану энергия тұрғысынан адамзаттың ең маңызды жетістіктерінің бірі болып табылады. Қазір басты қиындық тіпті күн энергиясын жинауда емес, оны сақтау мен таратуда. Егер бұл мәселе шешілсе, қазба отынының дәстүрлі салалары жұмыстан шығарылуы мүмкін.
SolarReserve - күн электр станцияларында балқытылған тұзды пайдалануды ұсынатын және сақтау мәселелерін шешудің балама әдісімен жұмыс істейтін компания. Күн энергиясын электр энергиясын өндіру үшін пайдаланып, содан кейін оны күн панельдерінде сақтаудың орнына, SolarReserve оны жылу сақтау құрылғыларына (мұнараларға) қайта бағыттауды ұсынады. Энергия мұнарасы энергияны қабылдайды және сақтайды. Балқытылған тұздың сұйық күйде қалу қабілеті оны тамаша жылу сақтау ортасына айналдырады..
Компанияның мақсаты – оның технологиясы күн энергиясын тәулік бойы жұмыс істейтін (кез келген қазбалы отын электр станциясы сияқты) қолжетімді қуат көзіне айналдыра алатындығын дәлелдеу. Шоғырландырылған күн сәулесі мұнарадағы тұзды 566 ° C дейін қыздырады, ол турбинаны іске қосу үшін бу жасау үшін пайдаланылғанша алып оқшауланған резервуарда сақталады.
Дегенмен, бірінші нәрсе.
Үй
SolarReserve бас технологы Уильям Гулд балқытылған тұз CSP (концентрленген күн энергиясы) технологиясын әзірлеуге 20 жылдан астам уақыт жұмсады. 1990 жылдары ол АҚШ-тың Энергия департаментінің Мохаве шөліндегі Solar Two демонстрациялық қондырғысының жоба менеджері болды. Он жыл бұрын ол жерде гелиостаттар арқылы коммерциялық энергия өндіру мүмкіндігі туралы теориялық есептеулерді растайтын құрылым сыналған. Гулдтың міндеті будың орнына қыздырылған тұзды қолданатын ұқсас дизайнды жасау және энергияны үнемдеуге болатын дәлелдерді табу болды.
Балқытылған тұзды сақтауға арналған контейнерді таңдағанда, Гулд екі нұсқаның арасында ауытқып кетті: дәстүрлі қазба отын станцияларында тәжірибесі бар қазандық өндіруші және NASA үшін зымыран қозғалтқыштарын жасаған Rocketdyne. Таңдау зымыран ғалымдарының пайдасына жасалды. Ішінара Гулд өзінің мансабының басында Калифорниядағы Сан Онофре реакторларында жұмыс істейтін құрылыс алыбы Бехтелде ядролық инженер ретінде жұмыс істегендіктен. Және одан сенімді технологияны таба алмайтынына сенді.
Ыстық газдар шығатын реактивті қозғалтқыштың шүмегі шын мәнінде екі қабықшадан (ішкі және сыртқы) тұрады, оның фрезерленген арналарында отын компоненттері сұйық фазада айдалады, металды салқындатады және саптаманы балқудан сақтайды. Rocketdyne компаниясының ұқсас құрылғыларды жасау және жоғары температуралы металлургияда жұмыс істеу тәжірибесі күн электр станциясында балқытылған тұзды пайдалану технологиясын жасау кезінде пайдалы болды.
10 МВт Solar Two жобасы бірнеше жыл бойы сәтті жұмыс істеп, 1999 жылы пайдаланудан шығарылды, бұл идеяның өміршеңдігін растады. Уильям Гулдтың өзі мойындағандай, жобада шешуді қажет ететін кейбір мәселелер болды. Бірақ Solar Two-да қолданылатын негізгі технология Crescent Dunes сияқты заманауи станцияларда да жұмыс істейді. Нитрат тұздарының қоспасы мен жұмыс температурасы бірдей, айырмашылық станцияның масштабында ғана.
Балқытылған тұз технологиясының артықшылығы - бұл күн жарқыраған кезде ғана емес, сұраныс бойынша қуатты жеткізуге мүмкіндік береді. Тұз айлар бойы жылуды сақтай алады, сондықтан кейде бұлтты күн электр қуатының болуына әсер етпейді. Сонымен қатар, электр станциясының шығарындылары минималды және, әрине, процестің жанама өнімі ретінде пайда болатын қауіпті қалдықтар жоқ.
Жұмыстың принциптері
Күн электр станциясы күн сәулесін биіктігі 10 метр және тұзбен толтырылған орталық мұнараға шоғырландыру үшін 347 гектарға (бұл 647,5-ден астам футбол алаңының өлшемі) таралған 900 195 айнаны (гелиостат) пайдаланады. Бұл тұз күн сәулесінің әсерінен 565 ° C дейін қызады және жылу сақталады, содан кейін суды буға айналдыруға және электр энергиясын өндіру үшін генераторларды іске қосуға пайдаланылады.
Айна гелиостаттар деп аталады, өйткені олардың әрқайсысы өзінің жарық сәулесін дәл бағыттау үшін еңкейіп, айнала алады. Концентрлік шеңберлерде орналасқан олар күн сәулесін орталық мұнараның жоғарғы жағындағы «қабылдағышқа» бағыттайды. Мұнараның өзі жарқырамайды, қабылдағыш күңгірт қара. Жарқырау әсері дәл контейнерді қыздыратын күн сәулесінің концентрациясына байланысты пайда болады. Ыстық тұз сыйымдылығы 16 мың м³ тот баспайтын болаттан жасалған резервуарға құйылады.
Гелиостат
Бұл температурада суға ұқсайтын және ағып тұратын тұз стандартты турбогенераторды іске қосу үшін бу шығару үшін жылу алмастырғыштан өтеді. Резервуарда генераторды 10 сағат бойы жұмыс істеуге жеткілікті балқытылған тұз бар. Бұл 1100 мегаватт-сағат сақтауды құрайды немесе жаңартылатын энергияны сақтау үшін орнатылған ең үлкен литий-ионды батарея жүйелерінен шамамен 10 есе көп.
Қатты жол
Идеяның уәдесіне қарамастан, SolarReserve табысқа жетті деп айтуға болмайды. Көп жағдайда компания стартап болып қала берді. Стартап барлық мағынада жігерлі және жарқын болса да. Өйткені, Crescent Dunes электр станциясына қараған кезде ең бірінші көзге түсетін нәрсе – жарық. Жарқыраған соншалық, оған қарау мүмкін емес. Жарық көзі - Рено мен Лас-Вегастың шағын қаласы арасындағы шамамен жарты жолда Невада шөлді аумақтарынан жоғары көтерілген 195 метрлік мұнара.
Құрылыстың әртүрлі кезеңдерінде электр станциясы қандай болды
2012 жыл, құрылыстың басталуы
2014 жылы жоба аяқталуға жақын
2014 жылдың желтоқсаны, Crescent Dunes пайдалануға дайын дерлік
Дайын станция
Бұл жерден шамамен бір сағаттық жерде орналасқан әйгілі 51-аймақ, жасырын әскери нысан осы жазда шетелдіктерді американдық үкіметтің қолынан «құтқару» үшін бүкіл Интернет жаулап алу қаупін төндірді. Бұл жақындық әдеттен тыс жарқырауды көрген саяхатшылардың кейде жергілікті тұрғындардан әдеттен тыс немесе тіпті бөтен нәрсенің куәсі болды ма деп сұрайтынына әкеледі. Содан кейін олар бұл жай ғана күн электр станциясы екенін, ені 3 шақырымға жуық айналар алаңымен қоршалғанын білгенде шын жүректен ренжіді.
Crescent Dunes құрылысы 2011 жылы үкіметтен алынған несиелер мен Неваданың негізгі коммуналдық компаниясы NV Energy компаниясының инвестициясы есебінен басталды. Ал электр стансасы 2015 жылы жоспарланғаннан екі жылдай кеш салынған. Бірақ құрылыс аяқталғаннан кейін де бәрі ойдағыдай өткен жоқ. Мәселен, алғашқы екі жылда күші жетпейтін сорғылар мен гелиостаттарға арналған трансформаторлар жиі істен шығып, дұрыс жұмыс істемейтін. Сондықтан Crescent Dunes-те қуат өндіру жұмыстың алғашқы жылдарында жоспарланғаннан төмен болды.
Тағы бір қиындық болды - құстармен. Күн сәулесінің шоғырланған «көруіне» түсіп, бақытсыз құс . SolarReserve өкілдерінің айтуынша, олардың электр станциясы құстарды тұрақты және жаппай «өрттеуден» аулақ болды. Электр станциясына төнетін ықтимал қауіптерді азайту үшін бірнеше ұлттық ұйымдармен бірлесіп арнайы жоспар әзірленді. Бұл бағдарлама 2011 жылы бекітілген және құстар мен жарғанаттар үшін ықтимал қауіптерді азайтуға арналған.
Бірақ Crescent Dunes үшін ең үлкен мәселе 2016 жылдың соңында табылған ыстық тұз сақтайтын резервуардағы ағып кету болды. Технология резервуардан ағып жатқан балқытылған тұзды тарату үшін резервуардың түбіндегі тіректермен бекітілген алып сақинаны пайдаланады. Пилондардың өздері еденге дәнекерленген болуы керек, ал сақина қозғала алуы керек, өйткені температураның өзгеруі материалдардың кеңеюіне/жиырылуына әкеледі. Оның орнына, инженерлердің қателігінен барлық нәрсе бір-біріне тығыз дәнекерленген. Нәтижесінде температураның өзгеруімен резервуардың түбі салбырап, ағып кетті.
Балқытылған тұздың ағып кетуі ерекше қауіпті емес. Резервуардың астындағы қиыршық тас қабатына соқтығысқан кезде, балқыма бірден салқындап, тұзға айналды. Алайда электр станциясының тоқтауы сегіз айға созылды. Ағып кету себептері, оқиғаға кінәлілер, төтенше жағдайдың салдары және басқа да мәселелер зерттелді.
SolarReserve проблемалары мұнымен бітпеді. Зауыттың өнімділігі 2018 жылы жоспарланған көрсеткіштен төмен түсті, орташа қуаттылық коэффициенті 20,3% жоспарлы қуат коэффициентімен салыстырғанда 51,9%, C. Нәтижесінде АҚШ Ұлттық жаңартылатын энергия көздері зертханасы (NREL) 12 айлық шығындарды зерттеуді бастады. өнімділік мәселелеріне және күтпеген шығындарға назар аудара отырып, CSP жобасы. Нәтижесінде, компания алдымен сотқа тартылып, басшылықты өзгертуге мәжбүр болды, ал 2019 жылы олар толығымен мойындауға мәжбүр болды. .
Бұл соңы емес
Бірақ бұл да технологияның дамуын тоқтатпады. Өйткені, басқа елдерде де осындай жобалар бар. Мысалы, осындай технологиялар Мұхаммед бен Рашид Әл Мактум күн саябағында – Дубайдағы бір кеңістікте біріктірілген әлемдегі ең ірі күн электр станциялары желісінде қолданылады. Немесе, айталық, Марокко. Онда АҚШ-қа қарағанда күн шуақтырақ, сондықтан электр станциясының тиімділігі жоғары болуы керек. Ал алғашқы нәтижелер бұл шынымен де солай екенін көрсетеді.
Мароккодағы 150 МВт CSP Noor III мұнарасы жұмысының алғашқы бірнеше айындағы өнімділік пен сақтау сыйымдылығынан асып түсті. CSP Engineering Group Empresarios Agrupados (EA) компаниясының аға кеңесшісі Ксавье Лара мұнараның энергия сақтау жобаларын қаржыландыру құны күтілетін болжамдарға сәйкес келеді деп сендіреді.
Нұр III электр станциясы
Өткен жылдың желтоқсан айында пайдалануға берілген Noor III электр стансасы тамаша өнімділік көрсетті. Испанияның SENER және Қытайдың SEPCO энергетикалық құрылыс корпорациясы орнатқан Noor III әлемдегі ең үлкен жұмыс істейтін мұнара зауыты және балқытылған тұзды сақтау технологиясын біріктіретін екінші зауыт болып табылады.
Сарапшылар Noor III өнімділігі, генерацияның икемділігі және сақтауды біріктіру туралы сенімді ерте өнімділік деректері CSP мұнарасы мен сақтау сенімділігі мәселелерін азайтып, болашақ жобалар үшін капитал құнын төмендетуі керек деп санайды. Қытайда үкімет қоймасы бар 6000 МВт CSP құру бағдарламасын жариялады. SolarReserve 1000 МВт CSP балқытылған тұз өндіруді дамыту үшін көмірмен жұмыс істейтін электр станцияларын салатын мемлекеттік Shenhua Group-пен серіктестік жасайды. Бірақ мұндай сақтау мұнараларының құрылысы жалғаса бере ме? Сұрақ.
Алайда, күннің бір күнінде Билл Гейтске тиесілі Heliogen компаниясы шоғырланған күн энергиясын пайдаланудағы серпілісін жариялады. Гелиоген температураны 565°С-тан 1000°С-қа дейін көтере алды. Осылайша, күн энергиясын цемент, болат, мұнай-химия өнімдерін өндіруде пайдалану мүмкіндігін ашу.
Блогта тағы не оқуға болады?
→
→
→
→
→
Біздің жазылым Келесі мақаланы жіберіп алмау үшін арна! Біз аптасына екі реттен көп емес және тек бизнес бойынша жазамыз. Сондай-ақ, мүмкін екенін еске саламыз бұлтты шешімдер Cloud4Y.
Сауалнамаға тек тіркелген пайдаланушылар қатыса алады. , өтінемін.
Сұйық тұз электр станциясы болып табылады
-
Өлетін технология
-
Перспективалы бағыт
-
Бастапқыда нонсенс
-
Сіздің нұсқаңыз (түсініктемелерде)
97 пайдаланушы дауыс берді. 36 пайдаланушы қалыс қалды.
Ақпарат көзі: www.habr.com