พลังงานแสงอาทิตย์เค็ม

การสกัดและการใช้พลังงานแสงอาทิตย์ถือเป็นหนึ่งในความสำเร็จที่สำคัญที่สุดของมนุษย์ในแง่ของพลังงาน ปัญหาหลักในขณะนี้ไม่ได้อยู่ที่การรวบรวมพลังงานแสงอาทิตย์ แต่อยู่ที่การจัดเก็บและจำหน่าย หากปัญหานี้สามารถแก้ไขได้ อุตสาหกรรมเชื้อเพลิงฟอสซิลแบบเดิมๆ ก็สามารถยุติลงได้

SolarReserve เป็นบริษัทที่เสนอการใช้เกลือหลอมเหลวในโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ และกำลังดำเนินการหาทางเลือกอื่นในการแก้ปัญหาการจัดเก็บ แทนที่จะใช้พลังงานแสงอาทิตย์เพื่อผลิตไฟฟ้าแล้วเก็บไว้ในแผงโซลาร์เซลล์ SolarReserve เสนอให้เปลี่ยนเส้นทางไปยังอุปกรณ์กักเก็บความร้อน (อาคาร) หอพลังงานจะรับและกักเก็บพลังงาน ความสามารถของเกลือหลอมเหลวที่จะคงอยู่ในรูปของเหลวทำให้เป็นสื่อเก็บความร้อนในอุดมคติ.

เป้าหมายของบริษัทคือการพิสูจน์ว่าเทคโนโลยีของบริษัทสามารถทำให้พลังงานแสงอาทิตย์เป็นแหล่งพลังงานราคาไม่แพงที่ทำงานตลอดเวลา (เช่นเดียวกับโรงไฟฟ้าเชื้อเพลิงฟอสซิลอื่นๆ) แสงแดดที่เข้มข้นจะทำให้เกลือในหอคอยร้อนขึ้นถึง 566°C ซึ่งจะถูกเก็บไว้ในถังฉนวนขนาดยักษ์จนกระทั่งนำไปใช้สร้างไอน้ำเพื่อขับเคลื่อนกังหัน

อย่างไรก็ตามสิ่งแรกสุดก่อน

การเริ่มต้น

William Gould หัวหน้าฝ่ายเทคโนโลยีของ SolarReserve ใช้เวลามากกว่า 20 ปีในการพัฒนาเทคโนโลยี CSP ของเกลือหลอมเหลว (พลังงานแสงอาทิตย์เข้มข้น) ในช่วงทศวรรษ 1990 เขาเป็นผู้จัดการโครงการของศูนย์สาธิต Solar Two ที่ได้รับการสนับสนุนจากกระทรวงพลังงานสหรัฐฯ ในทะเลทรายโมฮาวี หนึ่งทศวรรษก่อนหน้านี้ มีการทดสอบโครงสร้างที่นั่น ซึ่งยืนยันการคำนวณทางทฤษฎีเกี่ยวกับความเป็นไปได้ของการผลิตพลังงานเชิงพาณิชย์โดยใช้เฮลิโอสแตต ความท้าทายของโกลด์คือการพัฒนาการออกแบบที่คล้ายกันซึ่งใช้เกลืออุ่นแทนไอน้ำ และเพื่อค้นหาหลักฐานว่าสามารถอนุรักษ์พลังงานได้

เมื่อเลือกภาชนะสำหรับเก็บเกลือหลอมเหลว Gould ลังเลระหว่างสองตัวเลือก ได้แก่ ผู้ผลิตหม้อไอน้ำที่มีประสบการณ์ในโรงไฟฟ้าเชื้อเพลิงฟอสซิลแบบดั้งเดิม และ Rocketdyne ซึ่งสร้างเครื่องยนต์จรวดให้กับ NASA ทางเลือกนี้เกิดขึ้นเพื่อประโยชน์ของนักวิทยาศาสตร์ด้านจรวด ส่วนหนึ่งเป็นเพราะโกลด์เคยทำงานในช่วงต้นอาชีพของเขาในตำแหน่งวิศวกรนิวเคลียร์ให้กับบริษัทก่อสร้างยักษ์ใหญ่ Bechtel ซึ่งทำงานในเครื่องปฏิกรณ์ San Onofre ของรัฐแคลิฟอร์เนีย และเขาเชื่อว่าเขาจะไม่พบเทคโนโลยีที่เชื่อถือได้มากกว่านี้

หัวฉีดของเครื่องยนต์ไอพ่นซึ่งก๊าซร้อนหลบหนีออกมานั้น แท้จริงแล้วประกอบด้วยเปลือก XNUMX ชั้น (ด้านในและด้านนอก) ในช่องที่บดซึ่งส่วนประกอบเชื้อเพลิงจะถูกปั๊มในสถานะของเหลว ทำให้โลหะเย็นลงและป้องกันไม่ให้หัวฉีดหลอมละลาย ประสบการณ์ของ Rocketdyne ในการพัฒนาอุปกรณ์ที่คล้ายกันและการทำงานในโลหะวิทยาที่มีอุณหภูมิสูงนั้นมีประโยชน์เมื่อพัฒนาเทคโนโลยีสำหรับการใช้เกลือหลอมเหลวในโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์

โครงการโซลาร์ทูขนาด 10 เมกะวัตต์ดำเนินการอย่างประสบความสำเร็จเป็นเวลาหลายปีและถูกเลิกใช้งานในปี 1999 ซึ่งเป็นการยืนยันถึงความเป็นไปได้ของแนวคิดดังกล่าว ดังที่วิลเลียม โกลด์ยอมรับเอง โปรเจ็กต์นี้มีปัญหาบางอย่างที่ต้องแก้ไข แต่เทคโนโลยีหลักที่ใช้ใน Solar Two ยังใช้งานได้ในสถานีสมัยใหม่เช่น Crescent Dunes ส่วนผสมของเกลือไนเตรตและอุณหภูมิในการทำงานเหมือนกัน ความแตกต่างเพียงอย่างเดียวคือขนาดของสถานี

ข้อดีของเทคโนโลยีเกลือหลอมเหลวคือสามารถจ่ายพลังงานได้ตามความต้องการ ไม่ใช่แค่ในเวลาที่มีแสงแดดส่องถึงเท่านั้น เกลือสามารถกักเก็บความร้อนได้หลายเดือน ดังนั้น ในวันที่มีเมฆมากเป็นครั้งคราวจึงไม่ส่งผลกระทบต่อไฟฟ้า นอกจากนี้ การปล่อยก๊าซเรือนกระจกของโรงไฟฟ้ายังน้อยมาก และแน่นอนว่าไม่มีของเสียอันตรายที่เป็นผลพลอยได้จากกระบวนการนี้

หลักการทำงาน

โรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ใช้กระจก 10 ตัว (เฮลิโอสแตท) กระจายอยู่บนพื้นที่ 347 เฮกตาร์ (ซึ่งมีขนาดเท่ากับสนามฟุตบอล 647,5 บวก) เพื่อรวมแสงอาทิตย์ไปยังหอคอยกลางที่สูง 900 เมตรและเต็มไปด้วยเกลือ เกลือนี้ถูกทำให้ร้อนด้วยรังสีดวงอาทิตย์ถึง 195°C และความร้อนจะถูกกักเก็บเอาไว้และนำไปใช้เพื่อแปลงน้ำให้เป็นไอน้ำและเดินเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเพื่อผลิตไฟฟ้า

กระจกถูกเรียกว่าเฮลิโอสแตตเนื่องจากแต่ละกระจกสามารถเอียงและหมุนเพื่อกำหนดทิศทางลำแสงได้อย่างแม่นยำ จัดเรียงเป็นวงกลมศูนย์กลาง โดยเน้นแสงแดดไปที่ “ตัวรับ” ที่ด้านบนของหอคอยกลาง ตัวหอคอยไม่เรืองแสง ตัวรับเป็นสีดำด้าน เอฟเฟกต์เรืองแสงเกิดขึ้นอย่างแม่นยำเนื่องจากความเข้มข้นของแสงแดดที่ทำให้ภาชนะร้อน เกลือร้อนจะไหลลงถังสแตนเลสที่มีความจุ 16 ลบ.ม.

เฮลิโอสแตท

เกลือซึ่งมีลักษณะและไหลเหมือนน้ำที่อุณหภูมิเหล่านี้ จะผ่านตัวแลกเปลี่ยนความร้อนเพื่อผลิตไอน้ำเพื่อใช้งานเครื่องเทอร์โบเจนเนอเรเตอร์มาตรฐาน ถังมีเกลือหลอมเหลวเพียงพอสำหรับให้เครื่องกำเนิดไฟฟ้าทำงานเป็นเวลา 10 ชั่วโมง ซึ่งคิดเป็นพื้นที่จัดเก็บ 1100 เมกะวัตต์-ชั่วโมง หรือมากกว่าระบบแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนที่ใหญ่ที่สุดที่ติดตั้งเพื่อกักเก็บพลังงานหมุนเวียนเกือบ 10 เท่า

วิธีที่ยาก

แม้จะมีคำมั่นสัญญาในแนวคิดนี้ แต่ SolarReserve ก็ไม่อาจกล่าวได้ว่าประสบความสำเร็จ ในหลาย ๆ ด้าน บริษัทยังคงเป็นสตาร์ทอัพ แม้ว่าสตาร์ทอัพจะมีความกระตือรือร้นและสดใสในทุกด้าน ท้ายที่สุดแล้ว สิ่งแรกที่คุณเห็นเมื่อมองไปยังโรงไฟฟ้า Crescent Dunes ก็คือแสงสว่าง สดใสจนไม่อาจมองดูได้ แหล่งกำเนิดแสงคือหอคอยสูง 195 เมตรที่ตั้งตระหง่านเหนือดินแดนทะเลทรายของเนวาดาอย่างภาคภูมิใจ ซึ่งอยู่กึ่งกลางระหว่างเมืองเล็กๆ อย่างรีโนและลาสเวกัส

โรงไฟฟ้ามีลักษณะอย่างไรในขั้นตอนการก่อสร้างต่างๆ
ปี 2012 เริ่มก่อสร้าง

ปี 2014 โครงการใกล้จะแล้วเสร็จ

ธันวาคม 2014 Crescent Dunes ใกล้จะพร้อมใช้งานแล้ว

สถานีพร้อม

ขับรถจากที่นี่ไปประมาณหนึ่งชั่วโมงก็จะถึง Area 51 อันโด่งดัง ซึ่งเป็นสถานที่ทางทหารลับที่อินเทอร์เน็ตขู่ว่าจะโจมตีในฤดูร้อนนี้เพื่อ "ช่วย" มนุษย์ต่างดาวจากเงื้อมมือของรัฐบาลอเมริกัน ความใกล้ชิดนี้นำไปสู่ความจริงที่ว่าบางครั้งนักเดินทางที่เห็นแสงจ้าผิดปกติบางครั้งถามคนในท้องถิ่นว่าพวกเขาได้เห็นสิ่งผิดปกติหรือแม้แต่สิ่งแปลกปลอมหรือไม่ แล้วพวกเขาก็เสียใจอย่างยิ่งที่รู้ว่านี่เป็นเพียงโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ที่ล้อมรอบด้วยทุ่งกระจกกว้างเกือบ 3 กม.

การก่อสร้าง Crescent Dunes เริ่มขึ้นในปี 2011 ด้วยเงินกู้จากรัฐบาลและการลงทุนจาก NV Energy ซึ่งเป็นบริษัทสาธารณูปโภคหลักของเนวาดา และโรงไฟฟ้าแห่งนี้สร้างขึ้นในปี 2015 ช้ากว่าที่วางแผนไว้ประมาณสองปี แต่แม้หลังจากการก่อสร้างแล้ว ทุกอย่างก็ไม่ได้ราบรื่น ตัวอย่างเช่น ในช่วงสองปีแรก ปั๊มและหม้อแปลงสำหรับเฮลิโอสแตตซึ่งมีกำลังไม่เพียงพอ มักจะพังและทำงานไม่ถูกต้อง ดังนั้นกำลังการผลิตไฟฟ้าที่ Crescent Dunes จึงต่ำกว่าที่วางแผนไว้ในช่วงปีแรก ๆ ของการดำเนินงาน

มีปัญหาอีกอย่างหนึ่งคือกับนก ตกอยู่ภายใต้ “สายตา” แสงแดดอันเข้มข้นนกโชคร้าย กลายเป็นฝุ่น. ตามที่ตัวแทนของ SolarReserve ระบุ โรงไฟฟ้าของพวกเขาสามารถหลีกเลี่ยงการ "เผาศพ" ของนกได้เป็นจำนวนมาก แผนพิเศษได้รับการพัฒนาร่วมกับองค์กรระดับชาติหลายแห่งเพื่อบรรเทาภัยคุกคามที่อาจเกิดขึ้นกับโรงไฟฟ้า โปรแกรมนี้ได้รับการอนุมัติในปี 2011 และออกแบบมาเพื่อลดความเสี่ยงที่อาจเกิดขึ้นกับนกและค้างคาว

แต่ปัญหาที่ใหญ่ที่สุดสำหรับ Crescent Dunes คือการรั่วไหลในถังเก็บเกลือร้อนที่ถูกค้นพบเมื่อปลายปี 2016 เทคโนโลยีนี้ใช้วงแหวนขนาดยักษ์ที่รองรับด้วยเสาที่ด้านล่างของถังเพื่อกระจายเกลือหลอมเหลวในขณะที่ไหลจากเต้ารับ ตัวเสาจะต้องเชื่อมติดกับพื้น และวงแหวนต้องสามารถเคลื่อนที่ได้เมื่ออุณหภูมิเปลี่ยนแปลงส่งผลให้วัสดุขยายตัว/หดตัว แต่เนื่องจากข้อผิดพลาดของวิศวกร สิ่งของทั้งหมดจึงถูกเชื่อมเข้าด้วยกันอย่างแน่นหนา ผลก็คือเมื่ออุณหภูมิเปลี่ยนแปลง ก้นถังจึงยุบตัวและรั่วไหล

การรั่วไหลของเกลือหลอมเหลวนั้นไม่ได้เป็นอันตรายอย่างยิ่ง เมื่อกระทบกับชั้นกรวดใต้ถัง สารที่ละลายจะเย็นลงทันทีและกลายเป็นเกลือ อย่างไรก็ตาม การปิดโรงไฟฟ้ายืดเยื้อยาวนานถึงแปดเดือน ได้มีการศึกษาสาเหตุของการรั่วไหล ผู้ที่รับผิดชอบต่อเหตุการณ์ ผลที่ตามมาของเหตุฉุกเฉิน และประเด็นอื่นๆ

ปัญหาของ SolarReserve ไม่ได้จบเพียงแค่นั้น ผลการดำเนินงานของโรงงานลดลงต่ำกว่าเป้าหมายในปี 2018 โดยมีปัจจัยด้านกำลังการผลิตเฉลี่ย 20,3% เมื่อเทียบกับปัจจัยด้านกำลังการผลิตที่วางแผนไว้ที่ 51,9% C. ด้วยเหตุนี้ ห้องปฏิบัติการพลังงานทดแทนแห่งชาติของสหรัฐอเมริกา (NREL) จึงเริ่มการศึกษาต้นทุนของโรงงานเป็นเวลา 12 เดือน โครงการ CSP มุ่งเน้นไปที่ปัญหาด้านประสิทธิภาพและต้นทุนที่ไม่คาดคิด ส่งผลให้บริษัทถูกฟ้องร้องและถูกบังคับให้เปลี่ยนผู้บริหารเป็นครั้งแรก และในปี 2019 พวกเขาถูกบังคับให้ยอมรับโดยสิ้นเชิง การล้มละลาย.

มันยังไม่จบ

แต่ถึงอย่างนี้ก็ไม่ได้ทำให้การพัฒนาเทคโนโลยีสิ้นสุดลง ในที่สุดก็มีโครงการที่คล้ายกันในประเทศอื่น ๆ ตัวอย่างเช่น มีการใช้เทคโนโลยีที่คล้ายกันในอุทยานพลังงานแสงอาทิตย์ Mohammed bin Rashid Al Maktoum ซึ่งเป็นเครือข่ายโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ที่ใหญ่ที่สุดในโลก ซึ่งรวมกันเป็นหนึ่งเดียวในดูไบ หรือพูดว่าโมร็อกโก ที่นั่นมีวันที่อากาศสดใสมากกว่าในสหรัฐอเมริกา ดังนั้นประสิทธิภาพของโรงไฟฟ้าจึงควรสูงกว่านี้ และผลลัพธ์แรกแสดงให้เห็นว่าเป็นเช่นนั้นจริงๆ

หอคอย CSP Noor III ขนาด 150 เมกะวัตต์ในโมร็อกโกมีประสิทธิภาพและความจุเกินเป้าหมายในช่วงสองสามเดือนแรกของการดำเนินงาน และต้นทุนของโครงการจัดหาเงินทุนสำหรับโครงการจัดเก็บพลังงานของอาคารนั้นสอดคล้องกับการคาดการณ์ Xavier Lara ที่ปรึกษาอาวุโสของ CSP Engineering Group Empresarios Agrupados (EA) มั่นใจ

โรงไฟฟ้านูร์ XNUMX



โรงไฟฟ้า Noor III เริ่มดำเนินการเมื่อเดือนธันวาคมปีที่แล้ว และแสดงให้เห็นประสิทธิภาพที่โดดเด่น Noor III ซึ่งติดตั้งโดย SENER ของสเปนและบริษัทก่อสร้างพลังงานของจีน SEPCO ถือเป็นโรงงานแบบทาวเวอร์ปฏิบัติการที่ใหญ่ที่สุดในโลก และเป็นแห่งที่สองที่บูรณาการเทคโนโลยีการเก็บเกลือหลอมเหลว

ผู้เชี่ยวชาญเชื่อว่าข้อมูลประสิทธิภาพในช่วงเริ่มต้นที่แข็งแกร่งของ Noor III ในด้านประสิทธิภาพ ความยืดหยุ่นในการสร้าง และการบูรณาการระบบจัดเก็บข้อมูล จะช่วยลดปัญหาความน่าเชื่อถือของทาวเวอร์ CSP และระบบจัดเก็บข้อมูล และลดต้นทุนเงินทุนสำหรับโครงการในอนาคต ในประเทศจีน รัฐบาลได้ประกาศโครงการสร้าง CSP พร้อมพื้นที่จัดเก็บขนาด 6000 เมกะวัตต์แล้ว SolarReserve ร่วมมือกับรัฐวิสาหกิจ Shenhua Group ซึ่งสร้างโรงไฟฟ้าถ่านหิน เพื่อพัฒนาการผลิตเกลือหลอมเหลว CSP ขนาด 1000 เมกะวัตต์ แต่หอเก็บของดังกล่าวจะยังคงสร้างต่อไปหรือไม่? คำถาม.

อย่างไรก็ตาม เมื่อวันก่อน บริษัท Heliogen ซึ่งมี Bill Gates เป็นเจ้าของ ได้ประกาศความก้าวหน้าในการใช้พลังงานแสงอาทิตย์แบบเข้มข้น เฮลิโอเจนสามารถเพิ่มอุณหภูมิจาก 565°C เป็น 1000°C จึงเปิดโอกาสการใช้พลังงานแสงอาทิตย์ในการผลิตปูนซีเมนต์ เหล็ก และผลิตภัณฑ์ปิโตรเคมี

คุณสามารถอ่านอะไรได้อีกในบล็อก คลาวด์4วาย

→ การตั้งค่าระดับบนสุดใน GNU/Linux
→ Pentesters อยู่ในระดับแนวหน้าของความปลอดภัยทางไซเบอร์
→ สตาร์ทอัพที่สามารถเซอร์ไพรส์ได้
→ นิยายเชิงนิเวศน์เพื่อปกป้องโลก
→ ความปลอดภัยของข้อมูลศูนย์ข้อมูล

สมัครสมาชิกของเรา Telegram-channel เพื่อให้คุณไม่พลาดบทความถัดไป! เราเขียนไม่เกินสัปดาห์ละสองครั้งและเขียนเกี่ยวกับธุรกิจเท่านั้น เรายังเตือนคุณว่าคุณสามารถทำได้ ทดสอบฟรี โซลูชั่นคลาวด์ Cloud4Y

เฉพาะผู้ใช้ที่ลงทะเบียนเท่านั้นที่สามารถเข้าร่วมในการสำรวจได้ เข้าสู่ระบบ, โปรด.

โรงไฟฟ้าเกลือเหลวคือ

• เทคโนโลยีกำลังจะตาย

• ทิศทางที่มีแนวโน้ม

• ตอนแรกไร้สาระ

• เวอร์ชันของคุณ (ในความคิดเห็น)

ผู้ใช้ 97 คนโหวต ผู้ใช้ 36 รายงดออกเสียง

ที่มา: will.com