Tenaga suria masin

Pengekstrakan dan penggunaan tenaga suria adalah salah satu pencapaian manusia yang paling penting dari segi tenaga. Kesukaran utama kini bukan terletak pada pengumpulan tenaga suria, tetapi dalam penyimpanan dan pengedarannya. Sekiranya isu ini dapat diselesaikan, industri bahan api fosil tradisional boleh diberhentikan.

SolarReserve ialah sebuah syarikat yang mencadangkan penggunaan garam cair dalam loji tenaga solar dan sedang mengusahakan penyelesaian alternatif untuk masalah penyimpanan. Daripada menggunakan tenaga suria untuk menjana elektrik dan kemudian menyimpannya dalam panel suria, SolarReserve bercadang untuk mengalihkannya ke peranti storan haba (menara). Menara tenaga akan menerima dan menyimpan tenaga. Keupayaan garam cair untuk kekal dalam bentuk cecair menjadikannya medium penyimpanan haba yang ideal..

Matlamat syarikat adalah untuk membuktikan bahawa teknologinya boleh menjadikan tenaga suria sebagai sumber tenaga mampu milik yang beroperasi sepanjang masa (seperti mana-mana loji kuasa bahan api fosil). Cahaya matahari pekat memanaskan garam di menara hingga 566°C, yang disimpan dalam tangki penebat gergasi sehingga ia digunakan untuk mencipta wap untuk menjalankan turbin.

Walau bagaimanapun, perkara pertama dahulu.

bermula

Ketua teknologi SolarReserve, William Gould, telah menghabiskan lebih daripada 20 tahun membangunkan teknologi CSP (tenaga solar pekat) garam cair. Pada 1990-an, beliau adalah pengurus projek untuk kemudahan demonstrasi Solar Two yang disokong Jabatan Tenaga AS di Gurun Mojave. Sedekad sebelumnya, struktur telah diuji di sana, yang mengesahkan pengiraan teori tentang kemungkinan penjanaan tenaga komersial menggunakan heliostat. Cabaran Gould adalah untuk membangunkan reka bentuk serupa yang menggunakan garam yang dipanaskan dan bukannya wap, dan untuk mencari bukti bahawa tenaga boleh dipelihara.

Apabila memilih bekas untuk menyimpan garam cair, Gould terkial-kial antara dua pilihan: pengeluar dandang yang berpengalaman dalam loji kuasa bahan api fosil tradisional dan Rocketdyne, yang membuat enjin roket untuk NASA. Pilihan itu dibuat memihak kepada saintis roket. Sebahagiannya kerana Gould telah bekerja pada awal kerjayanya sebagai jurutera nuklear untuk gergasi pembinaan Bechtel, bekerja pada reaktor San Onofre California. Dan dia percaya bahawa dia tidak akan menemui teknologi yang lebih dipercayai.

Muncung enjin jet, dari mana gas panas keluar, sebenarnya terdiri daripada dua cengkerang (dalam dan luar), dalam saluran giling yang komponen bahan apinya dipam dalam fasa cecair, menyejukkan logam dan menjaga muncung daripada mencair. Pengalaman Rocketdyne dalam membangunkan peranti serupa dan bekerja dalam metalurgi suhu tinggi amat berguna apabila membangunkan teknologi untuk menggunakan garam cair dalam loji tenaga solar.

Projek Solar Two 10 MW beroperasi dengan jayanya selama beberapa tahun dan telah ditamatkan perkhidmatannya pada tahun 1999, mengesahkan daya maju idea itu. Seperti yang diakui oleh William Gould sendiri, projek itu mempunyai beberapa masalah yang perlu diselesaikan. Tetapi teknologi teras yang digunakan dalam Solar Two juga berfungsi di stesen moden seperti Crescent Dunes. Campuran garam nitrat dan suhu operasi adalah sama, satu-satunya perbezaan adalah pada skala stesen.

Kelebihan teknologi garam cair ialah ia membolehkan kuasa dihantar mengikut permintaan, bukan hanya apabila matahari bersinar. Garam boleh mengekalkan haba selama berbulan-bulan, jadi hari mendung sekali-sekala tidak menjejaskan ketersediaan elektrik. Selain itu, pelepasan loji janakuasa adalah minimum, dan sudah tentu tiada sisa berbahaya yang dihasilkan sebagai hasil sampingan daripada proses tersebut.

Prinsip kerja

Loji tenaga suria menggunakan 10 cermin (heliostat) yang tersebar di 347 hektar (iaitu saiz 647,5 lebih padang bola) untuk menumpukan cahaya matahari ke menara tengah, setinggi 900 meter dan dipenuhi garam. Garam ini dipanaskan oleh sinaran matahari hingga 195°C dan haba itu disimpan dan kemudian digunakan untuk menukar air menjadi wap dan menjalankan penjana untuk menghasilkan tenaga elektrik.

Cermin itu dipanggil heliostat kerana setiap satu boleh mencondongkan dan berputar untuk mengarahkan pancaran cahayanya dengan tepat. Disusun dalam bulatan sepusat, mereka memfokuskan cahaya matahari ke "penerima" di bahagian atas menara tengah. Menara itu sendiri tidak bercahaya; penerima berwarna hitam matte. Kesan cahaya berlaku tepat kerana kepekatan cahaya matahari memanaskan bekas. Garam panas mengalir ke dalam tangki keluli tahan karat dengan kapasiti 16 ribu m³.

heliostat

Garam, yang kelihatan dan mengalir seperti air pada suhu ini, melalui penukar haba untuk menghasilkan wap untuk menjalankan penjana turbo standard. Tangki itu mengandungi garam cair yang cukup untuk menjalankan penjana selama 10 jam. Ini berjumlah 1100 megawatt-jam penyimpanan, atau hampir 10 kali lebih banyak daripada sistem bateri litium-ion terbesar yang telah dipasang untuk menyimpan tenaga boleh diperbaharui.

Cara yang sukar

Di sebalik janji idea itu, SolarReserve tidak boleh dikatakan telah mencapai kejayaan. Dalam banyak cara, syarikat itu kekal sebagai permulaan. Walaupun permulaan itu bertenaga dan cerah dalam semua segi. Lagipun, perkara pertama yang anda lihat apabila anda melihat ke arah Loji Kuasa Crescent Dunes adalah ringan. Begitu terang sehingga mustahil untuk melihatnya. Sumber cahaya adalah menara 195 meter, dengan bangganya menjulang di atas wilayah padang pasir Nevada kira-kira separuh jalan antara bandar kecil Reno dan Las Vegas.

Bagaimana rupa loji janakuasa pada peringkat pembinaan yang berbeza
2012, permulaan pembinaan

2014, projek itu hampir siap

Disember 2014, Crescent Dunes hampir sedia untuk digunakan

Stesen sedia

Kira-kira sejam pemanduan dari sini ialah Area 51 yang terkenal, kemudahan ketenteraan rahsia yang diancam seluruh Internet untuk menyerbu musim panas ini untuk "menyelamatkan" makhluk asing daripada tangan kerajaan Amerika. Kedekatan ini membawa kepada fakta bahawa pengembara yang melihat cahaya terang yang luar biasa kadangkala bertanya kepada penduduk setempat jika mereka telah menyaksikan sesuatu yang luar biasa atau bahkan asing. Dan kemudian mereka benar-benar kecewa apabila mengetahui bahawa ini hanyalah loji tenaga solar, dikelilingi oleh bidang cermin selebar hampir 3 km.

Pembinaan Crescent Dunes bermula pada 2011 dengan pinjaman daripada kerajaan dan pelaburan daripada NV Energy, syarikat utiliti utama Nevada. Dan loji janakuasa itu dibina pada 2015, kira-kira dua tahun lewat daripada yang dirancang. Tetapi walaupun selepas pembinaan, tidak semuanya berjalan lancar. Sebagai contoh, dalam dua tahun pertama, pam dan pengubah untuk heliostat, yang tidak cukup kuat, sering rosak dan tidak berfungsi dengan baik. Oleh itu, output kuasa di Crescent Dunes adalah lebih rendah daripada yang dirancang pada tahun-tahun awal operasi.

Terdapat satu lagi kesukaran - dengan burung. Jatuh di bawah "penglihatan" cahaya matahari pekat, burung malang bertukar menjadi debu. Menurut wakil SolarReserve, loji janakuasa mereka berjaya mengelakkan "kremasi" burung yang kerap dan besar-besaran. Pelan khas telah dibangunkan bersama beberapa organisasi kebangsaan untuk mengurangkan sebarang potensi ancaman kepada loji kuasa. Program ini telah diluluskan pada tahun 2011 dan direka untuk mengurangkan potensi risiko kepada burung dan kelawar.

Tetapi masalah terbesar bagi Crescent Dunes ialah kebocoran dalam tangki simpanan garam panas yang ditemui pada akhir 2016. Teknologi ini menggunakan cincin gergasi yang disokong oleh tiang di bahagian bawah tangki untuk mengedarkan garam cair semasa ia mengalir dari bekas. Tiang itu sendiri perlu dikimpal ke lantai, dan gelang itu perlu boleh bergerak kerana perubahan suhu menyebabkan bahan mengembang/menguncut. Sebaliknya, disebabkan kesilapan jurutera, semuanya dikimpal rapat. Akibatnya, dengan perubahan suhu, bahagian bawah tangki kendur dan bocor.

Kebocoran garam cair itu sendiri tidak begitu berbahaya. Apabila ia mencecah lapisan kerikil di bawah tangki, leburan segera disejukkan, bertukar menjadi garam. Bagaimanapun, penutupan loji janakuasa itu berlarutan selama lapan bulan. Punca kebocoran, mereka yang bertanggungjawab atas kejadian itu, akibat kecemasan dan isu-isu lain telah dikaji.

Masalah SolarReserve tidak berakhir di situ. Prestasi loji itu jatuh di bawah sasaran pada 2018, dengan faktor kapasiti purata 20,3% berbanding faktor kapasiti yang dirancang sebanyak 51,9%, C. Hasilnya, Makmal Tenaga Diperbaharui Kebangsaan (NREL) AS memulakan kajian kos selama 12 bulan terhadap CSP projek, memberi tumpuan kepada isu prestasi dan kos yang tidak dijangka. Akibatnya, syarikat itu mula-mula disaman dan terpaksa menukar pengurusan, dan pada 2019 mereka dipaksa sepenuhnya untuk mengakui mereka muflis.

Belum habis lagi

Tetapi ini tidak menghentikan perkembangan teknologi. Lagipun, terdapat projek serupa di negara lain. Sebagai contoh, teknologi serupa digunakan di Taman Suria Mohammed bin Rashid Al Maktoum - rangkaian loji tenaga solar terbesar di dunia, bersatu dalam satu ruang di Dubai. Atau, katakan, Maghribi. Terdapat lebih banyak hari cerah di sana daripada di Amerika Syarikat, dan oleh itu kecekapan loji kuasa harus lebih tinggi. Dan keputusan pertama menunjukkan bahawa ini memang berlaku.

Menara CSP Noor III 150 MW di Maghribi melebihi sasaran prestasi dan kapasiti penyimpanan dalam beberapa bulan pertama operasinya. Dan kos untuk membiayai projek penyimpanan tenaga menara adalah sejajar dengan unjuran yang dijangkakan, meyakinkan Xavier Lara, perunding kanan di CSP Engineering Group Empresarios Agrupados (EA).

Loji Janakuasa Noor III



Ditugaskan pada Disember tahun lepas, loji janakuasa Noor III telah menunjukkan prestasi yang luar biasa. Noor III, dipasang oleh SENER Sepanyol dan perbadanan pembinaan tenaga China SEPCO, ialah loji menara operasi terbesar di dunia dan yang kedua untuk menyepadukan teknologi penyimpanan garam cair.

Pakar percaya data prestasi awal Noor III yang teguh mengenai prestasi, fleksibiliti penjanaan dan penyepaduan storan seharusnya mengurangkan isu kebolehpercayaan menara CSP dan storan serta menurunkan kos modal untuk projek masa depan. Di China, kerajaan telah pun mengumumkan program untuk mencipta 6000 MW CSP dengan storan. SolarReserve bekerjasama dengan Kumpulan Shenhua milik kerajaan, yang membina loji janakuasa arang batu, untuk membangunkan 1000 MW penjanaan garam cair CSP. Tetapi adakah menara penyimpanan sebegini akan terus dibina? soalan.

Bagaimanapun, pada hari yang lain, syarikat Heliogen, yang dimiliki oleh Bill Gates, mengumumkan kejayaannya dalam penggunaan tenaga suria pekat. Heliogen mampu meningkatkan suhu daripada 565°C kepada 1000°C. Oleh itu, membuka kemungkinan menggunakan tenaga solar dalam pengeluaran simen, keluli, dan produk petrokimia.

Apa lagi yang anda boleh baca di blog? Cloud4Y

→ Menyediakan bahagian atas dalam GNU/Linux
→ Pentesters di barisan hadapan keselamatan siber
→ Startup yang boleh mengejutkan
→ Ekofiksi untuk melindungi planet ini
→ Keselamatan maklumat pusat data

Langgan kami Telegram-saluran supaya anda tidak terlepas artikel seterusnya! Kami menulis tidak lebih daripada dua kali seminggu dan hanya mengenai perniagaan. Kami juga mengingatkan anda bahawa anda boleh ujian secara percuma penyelesaian awan Cloud4Y.

Hanya pengguna berdaftar boleh mengambil bahagian dalam tinjauan. Log masuk, Sama-sama.

Loji janakuasa garam cecair adalah

• Teknologi mati

• Arah yang menjanjikan

• Mulanya mengarut

• Versi anda (dalam ulasan)

97 pengguna mengundi. 36 pengguna berpantang.

Sumber: www.habr.com