Utvinning og bruk av solenergi er en av de viktigste menneskelige prestasjonene når det gjelder energi. Den største vanskeligheten nå ligger ikke engang i å samle inn solenergi, men i dens lagring og distribusjon. Hvis dette problemet kan løses, kan tradisjonelle fossile brenselindustrier pensjoneres.
SolarReserve er et selskap som foreslår å bruke smeltet salt i solkraftverk og jobber med en alternativ løsning på lagringsproblemer. I stedet for å bruke solenergi til å generere elektrisitet og deretter lagre den i solcellepaneler, foreslår SolarReserve å omdirigere den til termiske lagringsenheter (tårn). Energitårnet vil motta og lagre energi. Smeltet salts evne til å forbli i flytende form gjør det til et ideelt termisk lagringsmedium..
Selskapets mål er å bevise at teknologien kan gjøre solenergi til en rimelig energikilde som opererer døgnet rundt (som ethvert fossilt kraftverk). Konsentrert sollys varmer opp saltet i tårnet til 566°C, som lagres i en gigantisk isolert tank til det brukes til å lage damp for å drive turbinen.
Men først ting først.
begynner
SolarReserves sjefteknolog, William Gould, har brukt mer enn 20 år på å utvikle smeltet salt CSP (concentrated solar power) teknologi. På 1990-tallet var han prosjektleder for US Department of Energy-støttet Solar Two-demonstrasjonsanlegg i Mojave-ørkenen. Et tiår tidligere ble en struktur testet der, som bekreftet teoretiske beregninger om muligheten for kommersiell energiproduksjon ved bruk av heliostater. Goulds utfordring var å utvikle et lignende design som brukte oppvarmet salt i stedet for damp, og å finne bevis på at energi kunne bevares.
Da han valgte en beholder for å lagre smeltet salt, vaklet Gould mellom to alternativer: en kjeleprodusent med erfaring fra tradisjonelle kraftverk med fossilt brensel, og Rocketdyne, som laget rakettmotorer for NASA. Valget ble tatt til fordel for rakettforskere. Delvis fordi Gould hadde jobbet tidlig i karrieren som atomingeniør for konstruksjonsgiganten Bechtel, og jobbet på Californias San Onofre-reaktorer. Og han trodde at han ikke ville finne en mer pålitelig teknologi.
Dysen til en jetmotor, som varme gasser slipper ut fra, består faktisk av to skall (indre og ytre), i de freste kanalene som drivstoffkomponenter pumpes i væskefasen, som avkjøler metallet og hindrer dysen i å smelte. Rocketdynes erfaring med å utvikle lignende enheter og arbeid i høytemperaturmetallurgi kom godt med når man utviklet teknologi for bruk av smeltet salt i et solkraftverk.
10 MW Solar Two-prosjektet opererte med suksess i flere år og ble tatt ut i 1999, noe som bekrefter ideens levedyktighet. Som William Gould selv innrømmer, hadde prosjektet noen problemer som måtte løses. Men kjerneteknologien som brukes i Solar Two fungerer også på moderne stasjoner som Crescent Dunes. Blandingen av nitratsalter og driftstemperaturer er identiske, den eneste forskjellen er på skalaen til stasjonen.
Fordelen med smeltet saltteknologi er at den lar strøm leveres på forespørsel, ikke bare når solen skinner. Salt kan holde på varmen i flere måneder, så en og annen overskyet dag påvirker ikke tilgjengeligheten av elektrisitet. I tillegg er utslippene fra kraftverket minimale, og det er selvfølgelig ikke noe farlig avfall som skapes som et biprodukt av prosessen.
Prinsipper for arbeid
Solkraftverket bruker 10 347 speil (heliostater) fordelt på 647,5 hektar (det er på størrelse med 900 pluss fotballbaner) for å konsentrere sollys til et sentralt tårn, 195 meter høyt og fylt med salt. Dette saltet varmes opp av solens stråler til 565°C og varmen lagres og brukes deretter til å omdanne vann til damp og kjøre generatorer for å produsere elektrisitet.
Speilene kalles heliostater fordi hver kan vippe og rotere for å rette lysstrålen nøyaktig. Ordnet i konsentriske sirkler fokuserer de sollys på en "mottaker" på toppen av det sentrale tårnet. Selve tårnet lyser ikke, mottakeren er matt svart. Glødeeffekten oppstår nettopp på grunn av konsentrasjonen av sollys som varmer opp beholderen. Varmt salt strømmer inn i en rustfri ståltank med en kapasitet på 16 tusen m³.
Heliostat
Saltet, som ser ut og flyter omtrent som vann ved disse temperaturene, passerer gjennom en varmeveksler for å produsere damp for å drive en standard turbogenerator. Tanken inneholder nok smeltet salt til å kjøre generatoren i 10 timer. Dette utgjør 1100 megawattimer med lagring, eller nesten 10 ganger mer enn de største litiumionbatterisystemene som er installert for å lagre fornybar energi.
Vanskelig måte
Til tross for løftet om ideen, kan ikke SolarReserve sies å ha oppnådd suksess. På mange måter forble selskapet en startup. Selv om oppstarten er energisk og lys på alle måter. Tross alt, det første du ser når du ser mot Crescent Dunes Power Plant er lys. Så lyst at det er umulig å se på det. Lyskilden er et 195 meter høyt tårn, som stolt hever seg over Nevadas ørkenterritorier omtrent halvveis mellom den lille byen Reno og Las Vegas.
Hvordan kraftverket så ut i ulike byggetrinn
2012, byggestart
2014 er prosjektet nær ferdigstillelse
desember 2014 er Crescent Dunes nesten klar til bruk
Klar stasjon
Omtrent en times kjøretur herfra ligger det berømte Area 51, et hemmelig militært anlegg som hele Internett i sommer truet med å storme for å "redde" romvesener fra den amerikanske regjeringens hender. Denne nærheten fører til det faktum at reisende som ser en uvanlig sterk glød noen ganger spør lokale innbyggere om de har vært vitne til noe uvanlig eller til og med fremmed. Og så blir de oppriktig opprørt over å få vite at dette bare er et solkraftverk, omgitt av et nesten 3 km bredt speilfelt.
Byggingen av Crescent Dunes begynte i 2011 med lån fra myndighetene og investeringer fra NV Energy, Nevadas viktigste energiselskap. Og kraftverket ble bygget i 2015, om lag to år senere enn planlagt. Men selv etter bygging gikk ikke alt på skinner. For eksempel, i de to første årene gikk pumper og transformatorer for heliostater, som ikke var kraftige nok, ofte i stykker og fungerte ikke som de skal. Derfor var kraftuttaket ved Crescent Dunes lavere enn planlagt i de første årene av driften.
Det var en annen vanskelighet - med fugler. Faller under "synet" av konsentrert sollys, den uheldige fuglen . I følge representanter for SolarReserve klarte kraftverket deres å unngå regelmessig og masse "kremering" av fugler. En spesiell plan ble utviklet i samarbeid med flere nasjonale organisasjoner for å redusere potensielle trusler mot kraftverket. Dette programmet ble godkjent i 2011 og er utformet for å redusere potensiell risiko for fugler og flaggermus.
Men det største problemet for Crescent Dunes var en lekkasje i en varm salttank oppdaget i slutten av 2016. Teknologien bruker en gigantisk ring støttet av pyloner i bunnen av tanken for å distribuere smeltet salt når det strømmer fra en beholder. Selve pylonene måtte sveises til gulvet, og ringen måtte kunne bevege seg ettersom temperaturendringer får materialene til å utvide seg/trekke seg sammen. I stedet, på grunn av en feil fra ingeniørene, ble det hele sveiset tett sammen. Som et resultat, med temperaturendringer, sank bunnen av tanken og lekket.
Selve lekkasjen av smeltet salt er ikke spesielt farlig. Da den traff gruslaget under tanken, ble smelten umiddelbart avkjølt og ble til salt. Stengingen av kraftverket trakk imidlertid ut i åtte måneder. Årsakene til lekkasjen, de ansvarlige for hendelsen, konsekvensene av nødssituasjonen og andre forhold ble studert.
SolarReserves problemer sluttet ikke der. Anleggets ytelse falt under målet i 2018, med en gjennomsnittlig kapasitetsfaktor på 20,3 % sammenlignet med en planlagt kapasitetsfaktor på 51,9 %, C. Som et resultat startet US National Renewable Energy Laboratory (NREL) en 12-måneders kostnadsstudie av prosjektet CSP, med fokus på ytelsesproblemer og uventede kostnader. Som et resultat ble selskapet først saksøkt og tvunget til å endre ledelse, og i 2019 ble de fullstendig tvunget til å innrømme sine .
Det er ikke over ennå
Men selv dette satte ikke en stopper for teknologiutviklingen. Det finnes tross alt lignende prosjekter i andre land. For eksempel brukes lignende teknologier i Mohammed bin Rashid Al Maktoum Solar Park - verdens største nettverk av solkraftverk, samlet i et enkelt rom i Dubai. Eller si, Marokko. Det er enda flere soldager der enn i USA, og derfor bør virkningsgraden på kraftverket være høyere. Og de første resultatene viser at dette faktisk er tilfelle.
150 MW CSP Noor III-tårnet i Marokko overgikk målene for ytelse og lagringskapasitet i de første månedene av drift. Og kostnadene for å finansiere energilagringsprosjekter i tårnet er i tråd med forventede anslag, forsikrer Xavier Lara, seniorkonsulent i CSP Engineering Group Empresarios Agrupados (EA).
Noor III kraftverk
Noor III-kraftverket ble tatt i bruk i desember i fjor, og har vist bemerkelsesverdig ytelse. Noor III, installert av Spanias SENER og Kinas energikonstruksjonsselskap SEPCO, er verdens største operative tårnanlegg og det andre som har integrert teknologi for lagring av smeltet salt.
Eksperter mener at Noor IIIs robuste tidlige ytelsesdata om ytelse, generasjonsfleksibilitet og lagringsintegrasjon bør redusere CSP-tårnet og lagringspålitelighetsproblemer og redusere kapitalkostnadene for fremtidige prosjekter. I Kina har regjeringen allerede annonsert et program for å lage 6000 MW CSP med lagring. SolarReserve samarbeider med statseide Shenhua Group, som bygger kullfyrte kraftverk, for å utvikle 1000 MW CSP-smeltet saltproduksjon. Men vil slike lagertårn fortsatt bygges? Spørsmål.
Forleden annonserte imidlertid Heliogen-selskapet, eid av Bill Gates, sitt gjennombrudd i bruken av konsentrert solenergi. Heliogen var i stand til å øke temperaturen fra 565°C til 1000°C. Dermed åpnes muligheten for å bruke solenergi i produksjon av sement, stål og petrokjemiske produkter.
Hva annet kan du lese på bloggen?
→
→
→
→
→
Abonner på vår -kanal slik at du ikke går glipp av neste artikkel! Vi skriver ikke mer enn to ganger i uken og kun på forretningsreise. Vi minner også om at du kan skyløsninger Cloud4Y.
Kun registrerte brukere kan delta i undersøkelsen. , vær så snill.
Flytende salt kraftverk er
-
Døende teknologi
-
Lovende retning
-
I utgangspunktet tull
-
Din versjon (i kommentarfeltet)
97 brukere stemte. 36 brukere avsto.
Kilde: www.habr.com