Ang pagkuha at paggamit ng solar energy ay isa sa pinakamahalagang tagumpay ng tao sa mga tuntunin ng enerhiya. Ang pangunahing kahirapan ngayon ay namamalagi hindi kahit na sa pagkolekta ng solar energy, ngunit sa imbakan at pamamahagi nito. Kung malulutas ang isyung ito, maaaring ihinto ang tradisyonal na industriya ng fossil fuel.
Ang SolarReserve ay isang kumpanya na nagmumungkahi ng paggamit ng molten salt sa mga solar power plant at gumagawa ng alternatibong solusyon sa mga problema sa storage. Sa halip na gumamit ng solar energy upang makabuo ng kuryente at pagkatapos ay iimbak ito sa mga solar panel, iminumungkahi ng SolarReserve na i-redirect ito sa mga thermal storage device (mga tore). Ang energy tower ay tatanggap at mag-iimbak ng enerhiya. Ang kakayahan ng tinunaw na asin na manatili sa anyo ng likido ay ginagawa itong isang perpektong daluyan ng thermal storage..
Ang layunin ng kumpanya ay patunayan na ang teknolohiya nito ay maaaring gumawa ng solar energy na isang abot-kayang mapagkukunan ng enerhiya na nagpapatakbo sa buong orasan (tulad ng anumang fossil fuel power plant). Pinapainit ng puro sikat ng araw ang asin sa tore sa 566Β°C, na nakaimbak sa isang higanteng insulated tank hanggang sa ito ay magamit upang lumikha ng singaw upang patakbuhin ang turbine.
Gayunpaman, una sa lahat.
simula
Ang punong technologist ng SolarReserve, si William Gould, ay gumugol ng higit sa 20 taon sa pagbuo ng molten salt CSP (concentrated solar power) na teknolohiya. Noong 1990s, siya ay tagapamahala ng proyekto para sa pasilidad ng demonstrasyon ng Solar Two na sinusuportahan ng US Department of Energy sa Mojave Desert. Isang dekada mas maaga, isang istraktura ang nasubok doon, na nagkumpirma ng mga teoretikal na kalkulasyon tungkol sa posibilidad ng komersyal na henerasyon ng enerhiya gamit ang mga heliostat. Ang hamon ni Gould ay bumuo ng katulad na disenyo na gumamit ng pinainit na asin sa halip na singaw, at upang makahanap ng katibayan na ang enerhiya ay maaaring matipid.
Kapag pumipili ng lalagyan upang mag-imbak ng tinunaw na asin, nag-aalinlangan si Gould sa dalawang opsyon: isang boiler manufacturer na may karanasan sa tradisyonal na fossil fuel power plant, at Rocketdyne, na gumawa ng mga rocket engine para sa NASA. Ang pagpili ay ginawa pabor sa mga rocket scientist. Bahagyang dahil maagang nagtrabaho si Gould sa kanyang karera bilang isang nuclear engineer para sa construction giant na si Bechtel, na nagtatrabaho sa mga reactor ng San Onofre ng California. At naniniwala siya na hindi siya makakahanap ng mas maaasahang teknolohiya.
Ang nozzle ng isang jet engine, mula sa kung saan ang mga mainit na gas ay tumakas, ay talagang binubuo ng dalawang shell (panloob at panlabas), sa mga milled channel kung saan ang mga bahagi ng gasolina ay pumped sa liquid phase, pinapalamig ang metal at pinapanatili ang nozzle mula sa pagkatunaw. Ang karanasan ni Rocketdyne sa pagbuo ng mga katulad na device at pagtatrabaho sa high-temperature metalurgy ay naging kapaki-pakinabang sa pagbuo ng teknolohiya para sa paggamit ng molten salt sa isang solar power plant.
Ang 10 MW Solar Two na proyekto ay matagumpay na nagpatakbo sa loob ng ilang taon at na-decommission noong 1999, na nagpapatunay sa posibilidad ng ideya. Tulad ng inamin mismo ni William Gould, ang proyekto ay may ilang mga problema na kailangang lutasin. Ngunit ang pangunahing teknolohiyang ginagamit sa Solar Two ay gumagana din sa mga modernong istasyon tulad ng Crescent Dunes. Ang pinaghalong mga nitrate salt at operating temperatura ay magkapareho, ang pagkakaiba lamang ay nasa sukat ng istasyon.
Ang bentahe ng teknolohiya ng molten salt ay pinapayagan nitong maihatid ang kuryente kapag hinihiling, hindi lamang kapag sumisikat ang araw. Maaaring mapanatili ng asin ang init sa loob ng ilang buwan, kaya ang paminsan-minsang maulap na araw ay hindi nakakaapekto sa pagkakaroon ng kuryente. Bukod pa rito, ang mga emisyon ng power plant ay kaunti, at siyempre walang mapanganib na basura na nilikha bilang isang byproduct ng proseso.
Mga prinsipyo sa pagtatrabaho
Gumagamit ang solar power plant ng 10 salamin (heliostats) na nakakalat sa 347 ektarya (iyan ang laki ng 647,5-plus football field) upang ituon ang sikat ng araw sa isang central tower, 900 metro ang taas at puno ng asin. Ang asin na ito ay pinainit ng sinag ng araw sa 195Β°C at ang init ay iniimbak at pagkatapos ay ginagamit upang gawing singaw ang tubig at magpatakbo ng mga generator upang makagawa ng kuryente.
Ang mga salamin ay tinatawag na mga heliostat dahil ang bawat isa ay maaaring tumagilid at umiikot upang tumpak na idirekta ang sinag ng liwanag nito. Nakaayos sa mga concentric na bilog, itinutuon nila ang sikat ng araw sa isang "receiver" sa tuktok ng gitnang tore. Ang tore mismo ay hindi kumikinang; ang receiver ay matte black. Ang epekto ng glow ay nangyayari nang tumpak dahil sa konsentrasyon ng sikat ng araw na nagpapainit sa lalagyan. Ang mainit na asin ay dumadaloy sa isang tangke ng hindi kinakalawang na asero na may kapasidad na 16 libong mΒ³.
Heliostat
Ang asin, na mukhang tubig at umaagos sa mga temperaturang ito, ay dumadaan sa isang heat exchanger upang makabuo ng singaw upang magpatakbo ng isang karaniwang turbogenerator. Ang tangke ay naglalaman ng sapat na tinunaw na asin upang patakbuhin ang generator sa loob ng 10 oras. Ito ay umaabot sa 1100 megawatt-hours ng storage, o halos 10 beses na higit pa kaysa sa pinakamalaking lithium-ion na mga sistema ng baterya na na-install upang mag-imbak ng renewable energy.
Mahirap na paraan
Sa kabila ng pangako ng ideya, hindi masasabing nakamit ng SolarReserve ang tagumpay. Sa maraming paraan, ang kumpanya ay nanatiling isang startup. Kahit na ang startup ay masigla at maliwanag sa lahat ng kahulugan. Pagkatapos ng lahat, ang unang bagay na makikita mo kapag tumingin ka sa Crescent Dunes Power Plant ay magaan. Napakaliwanag na imposibleng tingnan ito. Ang pinagmumulan ng liwanag ay isang 195 metrong tore, na buong pagmamalaki na tumataas sa ibabaw ng mga teritoryo ng disyerto ng Nevada humigit-kumulang sa kalahati sa pagitan ng maliit na bayan ng Reno at Las Vegas.
Ano ang hitsura ng power plant sa iba't ibang yugto ng konstruksiyon
2012, simula ng konstruksiyon
2014, malapit nang matapos ang proyekto
Disyembre 2014, halos handa nang gamitin ang Crescent Dunes
Handa na istasyon
Humigit-kumulang isang oras na biyahe mula rito ay ang sikat na Area 51, isang lihim na pasilidad ng militar na binantaan ng buong Internet na bumagyo ngayong tag-init upang "iligtas" ang mga dayuhan mula sa mga kamay ng gobyerno ng Amerika. Ang kalapit na ito ay humahantong sa katotohanan na ang mga manlalakbay na nakakakita ng hindi pangkaraniwang maliwanag na liwanag ay minsan ay nagtatanong sa mga lokal na residente kung sila ay nakasaksi ng isang bagay na hindi karaniwan o kahit na dayuhan. At pagkatapos ay taos-puso silang nabalisa nang malaman na ito ay isang solar power plant lamang, na napapalibutan ng isang larangan ng mga salamin na halos 3 km ang lapad.
Ang pagtatayo ng Crescent Dunes ay nagsimula noong 2011 na may mga pautang mula sa gobyerno at pamumuhunan mula sa NV Energy, ang pangunahing kumpanya ng utility ng Nevada. At ang planta ng kuryente ay itinayo noong 2015, mga dalawang taon mamaya kaysa sa binalak. Ngunit kahit na pagkatapos ng konstruksiyon, hindi lahat ay naging maayos. Halimbawa, sa unang dalawang taon, ang mga bomba at mga transformer para sa mga heliostat, na hindi sapat ang lakas, ay madalas na nasira at hindi gumagana ng maayos. Samakatuwid, ang output ng kuryente sa Crescent Dunes ay mas mababa kaysa sa binalak sa mga unang taon ng operasyon.
Nagkaroon ng isa pang kahirapan - sa mga ibon. Nahuhulog sa ilalim ng "paningin" ng puro sikat ng araw, ang kapus-palad na ibon . Ayon sa mga kinatawan ng SolarReserve, nagawa ng kanilang power plant na maiwasan ang regular at mass "cremation" ng mga ibon. Ang isang espesyal na plano ay binuo kasabay ng ilang mga pambansang organisasyon upang pagaanin ang anumang potensyal na banta sa planta ng kuryente. Ang programang ito ay naaprubahan noong 2011 at idinisenyo upang mabawasan ang mga potensyal na panganib sa mga ibon at paniki.
Ngunit ang pinakamalaking problema para sa Crescent Dunes ay ang pagtagas sa isang hot salt storage tank na natuklasan noong huling bahagi ng 2016. Gumagamit ang teknolohiya ng higanteng singsing na sinusuportahan ng mga pylon sa ilalim ng tangke upang ipamahagi ang tinunaw na asin habang umaagos ito mula sa isang sisidlan. Ang mga pylon mismo ay kailangang i-welded sa sahig, at ang singsing ay kailangang makagalaw habang ang mga pagbabago sa temperatura ay nagiging sanhi ng paglawak/pagkontrata ng mga materyales. Sa halip, dahil sa isang pagkakamali ng mga inhinyero, ang buong bagay ay pinaghalo nang mahigpit. Bilang isang resulta, sa mga pagbabago sa temperatura, ang ilalim ng tangke ay lumubog at tumagas.
Ang pagtagas ng tinunaw na asin mismo ay hindi partikular na mapanganib. Kapag tumama ito sa layer ng graba sa ilalim ng tangke, agad na lumamig ang natunaw, na nagiging asin. Gayunpaman, ang pagsara ng planta ng kuryente ay tumagal ng walong buwan. Ang mga sanhi ng pagtagas, ang mga responsable sa insidente, ang mga kahihinatnan ng emergency at iba pang mga isyu ay pinag-aralan.
Hindi doon natapos ang mga problema ng SolarReserve. Bumaba ang performance ng planta sa target noong 2018, na may average capacity factor na 20,3% kumpara sa nakaplanong capacity factor na 51,9%, C. Bilang resulta, sinimulan ng US National Renewable Energy Laboratory (NREL) ang isang 12-buwan na pag-aaral sa gastos ng ang proyektong CSP, na nakatuon sa mga isyu sa pagganap at hindi inaasahang gastos. Bilang isang resulta, ang kumpanya ay unang idinemanda at napilitang magpalit ng pamamahala, at noong 2019 sila ay ganap na napilitang aminin ang kanilang .
Hindi pa tapos
Ngunit kahit na ito ay hindi nagtapos sa pag-unlad ng teknolohiya. Kung tutuusin, may mga katulad na proyekto sa ibang bansa. Halimbawa, ang mga katulad na teknolohiya ay ginagamit sa Mohammed bin Rashid Al Maktoum Solar Park - ang pinakamalaking network ng mga solar power plant sa mundo, na nagkakaisa sa isang espasyo sa Dubai. O, sabihin, Morocco. Mayroong mas maaraw na araw doon kaysa sa USA, at samakatuwid ang kahusayan ng planta ng kuryente ay dapat na mas mataas. At ang mga unang resulta ay nagpapakita na ito nga ang kaso.
Ang 150 MW CSP Noor III tower sa Morocco ay lumampas sa performance at storage capacity target sa unang ilang buwan ng operasyon nito. At ang halaga ng pagpopondo sa mga proyekto ng pag-iimbak ng enerhiya ng tore ay naaayon sa inaasahang mga projection, tiniyak ni Xavier Lara, senior consultant sa CSP Engineering Group Empresarios Agrupados (EA).
Noor III Power Plant
Inatasan noong Disyembre noong nakaraang taon, ang Noor III power plant ay nagpakita ng kahanga-hangang pagganap. Ang Noor III, na ini-install ng SENER ng Spain at ng SEPCO ng energy construction corporation ng China, ay ang pinakamalaking operational tower plant sa buong mundo at ang pangalawa sa pinagsama-samang teknolohiya ng molten salt storage.
Naniniwala ang mga eksperto na ang matatag na data ng maagang pagganap ng Noor III sa pagganap, kakayahang umangkop ng henerasyon at pagsasama ng imbakan ay dapat mabawasan ang mga isyu sa pagiging maaasahan ng CSP tower at imbakan at babaan ang halaga ng kapital para sa mga proyekto sa hinaharap. Sa Tsina, nag-anunsyo na ang gobyerno ng programa para lumikha ng 6000 MW ng CSP na may imbakan. Ang SolarReserve ay nakikipagtulungan sa Shenhua Group na pag-aari ng estado, na nagtatayo ng mga planta ng kuryente na pinagagahan ng karbon, upang bumuo ng 1000 MW ng CSP na natunaw na henerasyon ng asin. Ngunit magpapatuloy ba ang pagtatayo ng mga naturang storage tower? Tanong.
Gayunpaman, noong isang araw, ang kumpanya ng Heliogen, na pag-aari ni Bill Gates, ay nagpahayag ng tagumpay nito sa paggamit ng puro solar energy. Nagawa ni Heliogen na taasan ang temperatura mula 565Β°C hanggang 1000Β°C. Kaya, binubuksan ang posibilidad ng paggamit ng solar energy sa paggawa ng mga produktong semento, bakal, at petrochemical.
Ano pa ang mababasa mo sa blog?
β
β
β
β
β
Mag-subscribe sa aming -channel para hindi mo makaligtaan ang susunod na artikulo! Nagsusulat kami ng hindi hihigit sa dalawang beses sa isang linggo at sa negosyo lamang. Pinapaalalahanan ka rin namin na kaya mo mga solusyon sa ulap Cloud4Y.
Ang mga rehistradong user lamang ang maaaring lumahok sa survey. , pakiusap
Liquid salt power plant ay
-
Namamatay na teknolohiya
-
Promising direksyon
-
Sa una walang kwenta
-
Ang iyong bersyon (sa mga komento)
97 user ang bumoto. 36 na user ang umiwas.
Pinagmulan: www.habr.com