Utvinning och användning av solenergi är en av de viktigaste mänskliga prestationerna när det gäller energi. Den största svårigheten ligger nu inte ens i att samla in solenergi, utan i dess lagring och distribution. Om detta problem kan lösas, kan traditionella fossilbränsleindustrier gå i pension.
SolarReserve är ett företag som föreslår användning av smält salt i solkraftverk och arbetar på en alternativ lösning på lagringsproblem. Istället för att använda solenergi för att generera elektricitet och sedan lagra den i solpaneler, föreslår SolarReserve att omdirigera den till värmelagringsenheter (torn). Energitornet kommer att ta emot och lagra energi. Smält salts förmåga att förbli i flytande form gör det till ett idealiskt termiskt lagringsmedium..
Företagets mål är att bevisa att dess teknologi kan göra solenergi till en överkomlig energikälla som fungerar dygnet runt (som alla fossilbränslekraftverk). Koncentrerat solljus värmer saltet i tornet till 566°C, som lagras i en gigantisk isolerad tank tills det används för att skapa ånga för att driva turbinen.
Men först till kvarn.
börjar
SolarReserves chefsteknolog, William Gould, har ägnat mer än 20 år åt att utveckla smältsalt CSP-teknik (koncentrerad solenergi). På 1990-talet var han projektledare för US Department of Energy-stödda Solar Two-demonstrationsanläggning i Mojaveöknen. Ett decennium tidigare testades en struktur där, som bekräftade teoretiska beräkningar om möjligheten till kommersiell energiproduktion med hjälp av heliostater. Goulds utmaning var att utveckla en liknande design som använde uppvärmt salt istället för ånga, och att hitta bevis för att energi kunde sparas.
När Gould valde en behållare för att lagra smält salt, pendlade Gould mellan två alternativ: en panntillverkare med erfarenhet av traditionella fossilbränslekraftverk och Rocketdyne, som tillverkade raketmotorer åt NASA. Valet gjordes till förmån för raketforskare. Dels för att Gould tidigt i sin karriär hade arbetat som kärnkraftsingenjör för byggjätten Bechtel, där han arbetade på Kaliforniens San Onofre-reaktorer. Och han trodde att han inte skulle hitta en mer pålitlig teknik.
Munstycket på en jetmotor, från vilket heta gaser strömmar ut, består faktiskt av två skal (inre och yttre), i vilkas malda kanaler bränslekomponenter pumpas i vätskefasen, kyler metallen och förhindrar att munstycket smälter. Rocketdynes erfarenhet av att utveckla liknande enheter och arbeta inom högtemperaturmetallurgi kom väl till pass när man utvecklade teknik för att använda smält salt i ett solkraftverk.
10 MW Solar Two-projektet fungerade framgångsrikt i flera år och avvecklades 1999, vilket bekräftar idéns hållbarhet. Som William Gould själv erkänner hade projektet några problem som behövde lösas. Men kärntekniken som används i Solar Two fungerar också i moderna stationer som Crescent Dunes. Blandningen av nitratsalter och driftstemperaturer är identiska, den enda skillnaden är på stationens skala.
Fördelen med smältsaltteknik är att den gör att ström kan levereras på begäran, inte bara när solen skiner. Salt kan hålla värmen i månader, så en och annan molnig dag påverkar inte tillgången på el. Dessutom är kraftverkets utsläpp minimala, och det skapas naturligtvis inget farligt avfall som en biprodukt av processen.
Principer för arbete
Solkraftverket använder 10 347 speglar (heliostater) fördelade på 647,5 hektar (det är storleken på över 900 fotbollsplaner) för att koncentrera solljuset till ett centralt torn, 195 meter högt och fyllt med salt. Detta salt värms upp av solens strålar till 565°C och värmen lagras och används sedan för att omvandla vatten till ånga och driva generatorer för att producera el.
Speglarna kallas heliostater eftersom var och en kan luta och rotera för att exakt rikta sin ljusstråle. Arrangerade i koncentriska cirklar fokuserar de solljus på en "mottagare" högst upp i det centrala tornet. Själva tornet lyser inte, mottagaren är mattsvart. Glödeffekten uppstår just på grund av koncentrationen av solljus som värmer behållaren. Hett salt flödar in i en rostfri ståltank med en kapacitet på 16 tusen m³.
Heliostat
Saltet, som ser ut och flyter ungefär som vatten vid dessa temperaturer, passerar genom en värmeväxlare för att producera ånga för att driva en vanlig turbogenerator. Tanken innehåller tillräckligt med smält salt för att driva generatorn i 10 timmar. Detta motsvarar 1100 10 megawattimmars lagring, eller nästan XNUMX gånger mer än de största litiumjonbatterisystemen som har installerats för att lagra förnybar energi.
Svårt sätt
Trots idéns löfte kan SolarReserve inte sägas ha nått framgång. På många sätt förblev företaget en startup. Även om startupen är energisk och ljus på alla sätt. När allt kommer omkring är det första du ser när du tittar mot Crescent Dunes Power Plant ljus. Så ljus att det är omöjligt att titta på det. Ljuskällan är ett 195 meter högt torn, som stolt reser sig över Nevadas ökenterritorier ungefär halvvägs mellan den lilla staden Reno och Las Vegas.
Hur kraftverket såg ut i olika byggskeden
2012, byggstart
2014 är projektet nära att slutföras
December 2014, Crescent Dunes är nästan redo att användas
Klar station
Ungefär en timmes bilresa härifrån ligger den berömda Area 51, en hemlig militäranläggning som hela Internet hotade att storma i somras för att "rädda" utomjordingar från den amerikanska regeringens händer. Denna närhet leder till att resenärer som ser ett ovanligt starkt sken ibland frågar lokalbefolkningen om de har sett något ovanligt eller till och med främmande. Och så blir de uppriktigt upprörda över att få veta att det här bara är ett solkraftverk, omgivet av ett nästan 3 km brett speglarfält.
Byggandet av Crescent Dunes började 2011 med lån från regeringen och investeringar från NV Energy, Nevadas största elbolag. Och kraftverket byggdes 2015, cirka två år senare än planerat. Men även efter bygget gick inte allt smidigt. Till exempel, under de första två åren, gick pumpar och transformatorer för heliostater, som inte var tillräckligt kraftfulla, ofta sönder och fungerade inte ordentligt. Därför var effektuttaget vid Crescent Dunes lägre än planerat under de första verksamhetsåren.
Det fanns en annan svårighet - med fåglar. Faller under "synen" av koncentrerat solljus, den olyckliga fågeln . Enligt representanter för SolarReserve lyckades deras kraftverk undvika regelbunden och mass-"kremering" av fåglar. En särskild plan har tagits fram i samarbete med flera nationella organisationer för att mildra eventuella hot mot kraftverket. Detta program godkändes 2011 och är utformat för att minska potentiella risker för fåglar och fladdermöss.
Men det största problemet för Crescent Dunes var en läcka i en het saltlagringstank som upptäcktes i slutet av 2016. Tekniken använder en gigantisk ring som stöds av pyloner i botten av tanken för att distribuera smält salt när det strömmar från en behållare. Själva pylonerna fick svetsas fast i golvet och ringen behövde kunna röra sig då temperaturförändringar gör att materialen expanderar/drar ihop sig. Istället, på grund av ett fel från ingenjörerna, svetsades det hela tätt ihop. Som ett resultat, med temperaturförändringar, föll tankens botten och läckte.
Läckaget av smält salt i sig är inte särskilt farligt. När den träffade gruslagret under tanken, svalnade smältan omedelbart och förvandlades till salt. Stängningen av kraftverket drog dock ut på tiden i åtta månader. Orsakerna till läckan, de ansvariga för händelsen, konsekvenserna av nödsituationen och andra frågor studerades.
SolarReserves problem slutade inte där. Anläggningens prestanda föll under målet 2018, med en genomsnittlig kapacitetsfaktor på 20,3 % jämfört med en planerad kapacitetsfaktor på 51,9 %, C. Som ett resultat påbörjade US National Renewable Energy Laboratory (NREL) en 12-månaders kostnadsstudie av projektet CSP, med fokus på prestationsfrågor och oväntade kostnader. Som ett resultat stämdes företaget först och tvingades byta ledning, och 2019 var de helt tvungna att erkänna sina .
Det är inte över än
Men inte ens detta satte stopp för teknikutvecklingen. Det finns trots allt liknande projekt i andra länder. Till exempel används liknande teknik i Mohammed bin Rashid Al Maktoum Solar Park - världens största nätverk av solkraftverk, förenade i ett enda utrymme i Dubai. Eller, säg, Marocko. Det finns ännu fler soliga dagar där än i USA, och därför borde effektiviteten i kraftverket vara högre. Och de första resultaten visar att så verkligen är fallet.
CSP Noor III-tornet på 150 MW i Marocko överträffade målen för prestanda och lagringskapacitet under de första månaderna i drift. Och kostnaden för att finansiera energilagringsprojekt i tornet ligger i linje med förväntade prognoser, försäkrar Xavier Lara, senior konsult på CSP Engineering Group Empresarios Agrupados (EA).
Noor III kraftverk
Noor III-kraftverket togs i drift i december förra året och har uppvisat enastående prestanda. Noor III, installerad av Spaniens SENER och Kinas energibyggnadsföretag SEPCO, är världens största operativa tornfabrik och den andra som integrerar lagringsteknik för smält salt.
Experter tror att Noor III:s robusta tidiga prestandadata om prestanda, generationsflexibilitet och lagringsintegration bör minska CSP-tornet och lagringspålitlighetsproblemen och sänka kapitalkostnaden för framtida projekt. I Kina har regeringen redan tillkännagett ett program för att skapa 6000 1000 MW CSP med lagring. SolarReserve samarbetar med statsägda Shenhua Group, som bygger koleldade kraftverk, för att utveckla XNUMX XNUMX MW CSP-smält saltproduktion. Men kommer sådana lagringstorn att fortsätta byggas? Fråga.
Men bara häromdagen tillkännagav Heliogen-företaget, som ägs av Bill Gates, sitt genombrott i användningen av koncentrerad solenergi. Heliogen kunde höja temperaturen från 565°C till 1000°C. Därmed öppnar möjligheten att använda solenergi i produktionen av cement, stål och petrokemiska produkter.
Vad mer kan du läsa på bloggen?
→
→
→
→
→
Prenumerera på vår -kanal, för att inte missa nästa artikel! Vi skriver inte mer än två gånger i veckan och endast i affärer. Vi påminner dig också om att du kan molnlösningar Cloud4Y.
Endast registrerade användare kan delta i undersökningen. , Snälla du.
Flytande salt kraftverk är
-
Döende teknologi
-
Lovande riktning
-
Inledningsvis nonsens
-
Din version (i kommentarerna)
97 användare röstade. 36 användare avstod från att rösta.
Källa: will.com