Uchimbaji na matumizi ya nishati ya jua ni mojawapo ya mafanikio muhimu zaidi ya binadamu katika suala la nishati. Ugumu kuu sasa haupo hata katika kukusanya nishati ya jua, lakini katika uhifadhi na usambazaji wake. Ikiwa suala hili linaweza kutatuliwa, viwanda vya jadi vya mafuta vinaweza kustaafu.
SolarReserve ni kampuni inayopendekeza kutumia chumvi iliyoyeyushwa katika mitambo ya nishati ya jua na inashughulikia suluhisho mbadala la matatizo ya kuhifadhi. Badala ya kutumia nishati ya jua kuzalisha umeme na kisha kuihifadhi kwenye paneli za jua, SolarReserve inapendekeza kuielekeza kwenye vifaa vya kuhifadhia joto (minara). Mnara wa nishati utapokea na kuhifadhi nishati. Uwezo wa chumvi iliyoyeyuka kubaki katika hali ya kimiminika huifanya kuwa chombo bora cha kuhifadhia joto..
Lengo la kampuni ni kuthibitisha kwamba teknolojia yake inaweza kufanya nishati ya jua kuwa chanzo cha nishati cha bei nafuu kinachofanya kazi saa nzima (kama mtambo wowote wa nishati ya mafuta). Mwangaza wa jua uliokolea hupasha joto chumvi kwenye mnara hadi 566°C, ambayo huhifadhiwa kwenye tanki kubwa la maboksi hadi itumike kutengeneza mvuke kuendesha turbine.
Walakini, mambo ya kwanza kwanza.
mwanzo
Mtaalamu mkuu wa SolarReserve, William Gould, ametumia zaidi ya miaka 20 kutengeneza teknolojia ya chumvi iliyoyeyushwa ya CSP (nguvu za jua zilizokolea). Katika miaka ya 1990, alikuwa meneja wa mradi wa Idara ya Marekani ya kituo cha maonyesho kinachoungwa mkono na Nishati ya Solar Two katika Jangwa la Mojave. Muongo mmoja mapema, muundo ulijaribiwa huko, ambao ulithibitisha mahesabu ya kinadharia juu ya uwezekano wa uzalishaji wa nishati ya kibiashara kwa kutumia heliostats. Changamoto ya Gould ilikuwa kuunda muundo sawa ambao ulitumia chumvi iliyotiwa moto badala ya mvuke, na kupata ushahidi kwamba nishati inaweza kuhifadhiwa.
При выборе ёмкости для хранения расплавленной соли Гулд колебался между двумя вариантами: производителем котлов с опытом работы на традиционных электростанциях, работающих на ископаемом топливе, и компанией Rocketdyne, которая производила ракетные двигатели для НАСА. Выбор был сделан в пользу ракетостроителей. Отчасти из-за того, что в начале своей карьеры Гулд работал инженером-ядерщиком в гигантской строительной компании Bechtel, работавшей над калифорнийскими реакторами San Onofre. И считал, что не найдёт более надёжной технологии.
Pua ya injini ya ndege, ambayo gesi za moto hutoka, kwa kweli huwa na ganda mbili (ndani na nje), kwenye njia za kusaga ambazo vipengele vya mafuta hupigwa katika awamu ya kioevu, baridi ya chuma na kuzuia pua ya kuyeyuka. Uzoefu wa Rocketdyne katika kutengeneza vifaa sawa na kufanya kazi katika madini ya halijoto ya juu ulikuja kufaa wakati wa kuunda teknolojia ya kutumia chumvi iliyoyeyuka kwenye mtambo wa nishati ya jua.
Проект Solar Two мощностью 10 МВт успешно функционировал в течение нескольких лет и был выведен из эксплуатации в 1999 году, подтвердив жизнеспособность идеи. Как признаётся сам Уильям Гулд, у проекта были некоторые проблемы, которые нужно было решить. Но основная технология, используемая в Solar Two, работает и в современных станциях вроде Crescent Dunes. Смесь нитратных солей и рабочие температуры идентичны, отличие лишь в масштабах станции.
Преимущество технологии использования расплавленной соли заключается в том, что она позволяет поставлять мощность по требованию, а не только тогда, когда светит солнце. Соль может сохранять тепло в течение нескольких месяцев, поэтому иногда случающийся пасмурный день не влияет на доступность электроэнергии. Кроме того, выбросы электростанции минимальны, и, конечно же, нет никаких опасных отходов, созданных в качестве побочного продукта процесса.
Kanuni za kufanya kazi
Kiwanda cha nishati ya jua kinatumia vioo 10 (heliostats) vilivyoenea zaidi ya hekta 347 (hiyo ni ukubwa wa uwanja wa mpira wa miguu 647,5-pamoja) ili kuelekeza mwanga wa jua kwenye mnara wa kati, wenye urefu wa mita 900 na kujaa chumvi. Chumvi hii hupashwa na miale ya jua hadi 195°C na joto huhifadhiwa na kisha kutumika kubadilisha maji kuwa mvuke na kuendesha jenereta kuzalisha umeme.
Зеркала называются гелиостатами, так как каждое из них может наклоняться и поворачиваться, чтобы точно направлять свой луч света. Расположенные в концентрических кругах, они фокусируют солнечный свет на «приемнике» в верхней части центральной башни. Сама башня не светится, приемник имеет матово-чёрный цвет. Эффект свечения возникает как раз-таки из-за концентрации солнечных лучей, нагревающих ёмкость. Горячая соль стекает в резервуар из нержавеющей стали ёмкостью 16 тыс. м³.
Гелиостат
Chumvi hiyo, ambayo inaonekana na kutiririka kama maji katika halijoto hizi, hupitia kichanganua joto ili kutoa mvuke ili kuendesha turbogenerator ya kawaida. Tangi ina chumvi iliyoyeyushwa ya kutosha kuendesha jenereta kwa masaa 10. Hii ni sawa na saa za megawati 1100 za uhifadhi, au karibu mara 10 zaidi ya mifumo mikubwa ya betri ya lithiamu-ioni ambayo imesakinishwa ili kuhifadhi nishati mbadala.
Njia ngumu
Licha ya ahadi ya wazo hilo, SolarReserve haiwezi kusemwa kuwa imepata mafanikio. Kwa njia nyingi, kampuni ilibaki kuwa mwanzo. Ingawa uanzishaji ni wa nguvu na mkali kwa kila maana. Baada ya yote, jambo la kwanza unaloona unapotazama kuelekea Kiwanda cha Nguvu cha Matuta ya Crescent ni nyepesi. Ni mkali sana kwamba haiwezekani kuiangalia. Chanzo cha mwanga ni mnara wa mita 195, unaoinuka kwa kiburi juu ya maeneo ya jangwa ya Nevada takriban nusu kati ya mji mdogo wa Reno na Las Vegas.
Kiwanda cha nguvu kilionekanaje katika hatua tofauti za ujenzi
2012, kuanza kwa ujenzi
2014, mradi unakaribia kukamilika
Desemba 2014, Crescent Dunes iko karibu kuwa tayari kutumika
Tayari kituo
Takriban mwendo wa saa moja kutoka hapa ni eneo maarufu la Area 51, kituo cha kijeshi cha siri ambacho mtandao mzima ulitishia kuvamia msimu huu wa joto ili "kuokoa" wageni kutoka kwa mikono ya serikali ya Amerika. Ukaribu huu unaongoza kwa ukweli kwamba wasafiri wanaoona mwanga mkali usio wa kawaida wakati mwingine huwauliza wakazi wa eneo hilo ikiwa wameona kitu kisicho cha kawaida au hata kigeni. Na kisha wanakasirika kwa dhati kujua kwamba hii ni mmea wa nishati ya jua, iliyozungukwa na uwanja wa vioo karibu kilomita 3 kwa upana.
Ujenzi wa Matuta ya Crescent ulianza mwaka wa 2011 kwa mikopo kutoka kwa serikali na uwekezaji kutoka kwa NV Energy, kampuni kuu ya shirika la Nevada. Na mmea wa nguvu ulijengwa mnamo 2015, karibu miaka miwili baadaye kuliko ilivyopangwa. Lakini hata baada ya ujenzi, sio kila kitu kilikwenda vizuri. Kwa mfano, katika miaka miwili ya kwanza, pampu na transfoma kwa heliostats, ambazo hazikuwa na nguvu za kutosha, mara nyingi zilivunjika na hazifanyi kazi vizuri. Kwa hivyo, pato la nguvu katika Matuta ya Crescent lilikuwa chini kuliko ilivyopangwa katika miaka ya mwanzo ya operesheni.
Kulikuwa na ugumu mwingine - na ndege. Kuanguka chini ya "kuona" kwa mwanga wa jua uliojilimbikizia, ndege wa bahati mbaya . По словам представителей SolarReserve, их электростанции удалось избежать регулярной и массовой «кремации» птиц. Совместно с несколькими национальными организациями был разработан специальный план, позволяющий смягчить любые потенциальные угрозы электростанции. Эта программа была утверждена в 2011 и предназначена для уменьшения потенциального риска для птиц и летучих мышей.
Но самой большой проблемой для Crescent Dunes стала утечка в резервуаре для хранения горячей соли, обнаруженная в конце 2016 года. Согласно технологии, гигантское кольцо, опирающееся на пилоны на дне резервуара, распределяет расплавленную соль по мере ее поступления из приемника. Сами пилоны должны были быть приварены к полу, а для кольца необходима возможность смещения, так как изменения температуры вызывают расширение/сжатие материалов. Вместо этого, из-за ошибки инженеров, все это хозяйство крепко-накрепко сварили вместе. Как результат, при температурных изменениях днище резервуара прогибалось и протекало.
Uvujaji wa chumvi iliyoyeyuka yenyewe sio hatari sana. Ilipopiga safu ya changarawe chini ya tangi, kuyeyuka mara moja kilichopozwa, na kugeuka kuwa chumvi. Hata hivyo, kuzimwa kwa mtambo huo wa umeme kuliendelea kwa muda wa miezi minane. Sababu za uvujaji huo, waliohusika na tukio hilo, matokeo ya dharura na masuala mengine yalijifunza.
Shida za SolarReserve hazikuishia hapo. Utendaji wa kiwanda hicho ulishuka chini ya lengo mwaka wa 2018, kwa wastani wa kipengele cha uwezo wa 20,3% ikilinganishwa na kipengele cha uwezo kilichopangwa cha 51,9%, C. Matokeo yake, Maabara ya Taifa ya Nishati Mbadala ya Marekani (NREL) ilianza utafiti wa gharama ya miezi 12 ya CSP ya mradi, inayozingatia masuala ya utendaji na gharama zisizotarajiwa. Kama matokeo, kampuni hiyo ilishtakiwa kwanza na kulazimishwa kubadili usimamizi, na mnamo 2019 walilazimishwa kabisa kukubali .
Это ещё не конец
Lakini hata hii haikukomesha maendeleo ya teknolojia. Baada ya yote, kuna miradi kama hiyo katika nchi zingine. Kwa mfano, teknolojia zinazofanana zinatumika katika Mbuga ya jua ya Mohammed bin Rashid Al Maktoum - mtandao mkubwa zaidi wa mitambo ya nishati ya jua, iliyounganishwa katika nafasi moja huko Dubai. Au, sema, Moroko. Kuna siku nyingi zaidi za jua huko kuliko huko USA, na kwa hivyo ufanisi wa kiwanda cha nguvu unapaswa kuwa juu. Na matokeo ya kwanza yanaonyesha kuwa hii ni kweli.
Mnara wa CSP Noor III wa MW 150 nchini Moroko ulivuka malengo ya uwezo wa utendakazi na uhifadhi katika miezi yake michache ya kwanza ya kufanya kazi. Na gharama ya kufadhili miradi ya kuhifadhi nishati ya minara inalingana na makadirio yanayotarajiwa, anahakikishia Xavier Lara, mshauri mkuu katika CSP Engineering Group Empresarios Agrupados (EA).
Kituo cha Umeme cha Noor III
Запущенная в декабре минувшего года, электростанция Noor III демонстрирует замечательную производительность. Noor III, установленный испанской SENER и китайской энергетической строительной корпорацией SEPCO, является крупнейшим в мире эксплуатационным башенным заводом и вторым по интеграции технологии хранения расплавленной соли.
Эксперты считают, что надежные ранние данные о производительности Noor III о производительности, гибкости генерации и интеграции хранилищ должны снизить проблемы с надежностью CSP-башни и хранилищ и снизить стоимость капитала для будущих проектов. В Китае правительство уже объявило о программе по созданию 6000 МВт CSP с хранилищем. SolarReserve сотрудничает с государственной компанией Shenhua Group, которая занимается строительством электростанций, работающих на угле, для разработки 1000 МВт выработки расплавленной соли CSP. Но будут ли строить такие башни-накопители дальше? Вопрос.
Впрочем, буквально на днях компания Heliogen, принадлежащая Биллу Гейтсу, заявила о своём прорыве в использовании концентрированной солнечной энергии. Heliogen смогли повысить температуру с 565 °C до 1000°C. Тем самым открыв возможность использования солнечной энергии в производстве цемента, стали, нефтехимической продукции.
Nini kingine unaweza kusoma kwenye blogi?
→
→
→
→
→
Jiandikishe kwa yetu -channel ili usikose makala inayofuata! Hatuandiki zaidi ya mara mbili kwa wiki na kwa biashara tu. Pia tunakukumbusha kuwa unaweza ufumbuzi wa wingu Cloud4Y.
Watumiaji waliojiandikisha pekee ndio wanaweza kushiriki katika utafiti. tafadhali.
Электростанция на жидкой соли — это
-
Teknolojia ya kufa
-
Перспективное направление
-
Hapo awali ujinga
-
Toleo lako (katika maoni)
Watumiaji 97 walipiga kura. Watumiaji 36 walijizuia.
Chanzo: mapenzi.com