Quyosh energiyasini qazib olish va undan foydalanish energiya jihatidan insoniyatning eng muhim yutuqlaridan biridir. Endi asosiy qiyinchilik hatto quyosh energiyasini yig'ishda emas, balki uni saqlash va tarqatishda. Agar bu muammoni hal qilish mumkin bo'lsa, an'anaviy yoqilg'i sanoati iste'foga chiqishi mumkin.
SolarReserve - quyosh elektr stantsiyalarida erigan tuzdan foydalanishni taklif qiluvchi va saqlash muammolarini muqobil yechim ustida ishlayotgan kompaniya. Quyosh energiyasidan elektr energiyasini ishlab chiqarish va keyin uni quyosh panellarida saqlash o'rniga, SolarReserve uni issiqlik saqlash qurilmalariga (minoralarga) yo'naltirishni taklif qiladi. Energiya minorasi energiyani qabul qiladi va saqlaydi. Eritilgan tuzning suyuq holatda qolish qobiliyati uni ideal termal saqlash muhitiga aylantiradi..
Kompaniyaning maqsadi - o'z texnologiyasi quyosh energiyasini (har qanday qazilma yoqilg'i elektr stantsiyasi kabi) kun bo'yi ishlaydigan arzon energiya manbaiga aylantirishi mumkinligini isbotlashdir. Konsentrlangan quyosh nuri minoradagi tuzni 566 ° S ga qizdiradi, u turbinani ishlatish uchun bug 'hosil qilish uchun ishlatilgunga qadar ulkan izolyatsiyalangan idishda saqlanadi.
Biroq, birinchi narsa.
start
SolarReserve bosh texnologi Uilyam Gould 20 yildan ortiq vaqt davomida erigan tuz CSP (kontsentrlangan quyosh energiyasi) texnologiyasini ishlab chiqdi. 1990-yillarda u AQSh Energetika departamenti tomonidan qo'llab-quvvatlanadigan Mojave cho'lidagi "Solar Two" namoyish ob'ektining loyiha menejeri bo'lgan. Bundan o'n yil oldin u erda tuzilma sinovdan o'tkazildi, bu geliostatlar yordamida tijorat energiyasini ishlab chiqarish imkoniyati haqidagi nazariy hisoblarni tasdiqladi. Gouldning muammosi bug' o'rniga qizdirilgan tuz ishlatadigan shunga o'xshash dizaynni ishlab chiqish va energiyani tejash mumkinligiga dalil topish edi.
Eritilgan tuzni saqlash uchun idishni tanlashda Gould ikkita variant o'rtasida o'zgarib turdi: an'anaviy qazib olinadigan yoqilg'i elektr stantsiyalarida tajribaga ega qozon ishlab chiqaruvchisi va NASA uchun raketa dvigatellarini ishlab chiqaruvchi Rocketdyne. Tanlov raketachi olimlar foydasiga qilingan. Qisman, chunki Gould o'z karerasining boshida Kaliforniyadagi San-Onofre reaktorlarida ishlaydigan qurilish giganti Bechtelda yadro muhandisi sifatida ishlagan. Va u ishonchli texnologiyani topa olmasligiga ishondi.
Issiq gazlar chiqadigan reaktiv dvigatelning ko'krak qafasi aslida ikkita qobiqdan (ichki va tashqi) iborat bo'lib, ularning frezalangan kanallarida yoqilg'i komponentlari suyuq fazada pompalanadi, metallni sovutadi va nozulni erishi oldini oladi. Rocketdyne kompaniyasining shunga o'xshash qurilmalarni yaratish va yuqori haroratli metallurgiyada ishlash tajribasi quyosh elektr stantsiyasida erigan tuzdan foydalanish texnologiyasini ishlab chiqishda foydali bo'ldi.
10 MVt quvvatga ega Solar Two loyihasi bir necha yil davomida muvaffaqiyatli ishladi va 1999 yilda foydalanishdan chiqarildi, bu g'oyaning hayotiyligini tasdiqladi. Uilyam Gouldning o'zi e'tirof etganidek, loyihada hal qilinishi kerak bo'lgan ba'zi muammolar bor edi. Ammo Solar Two-da qo'llaniladigan asosiy texnologiya Crescent Dunes kabi zamonaviy stantsiyalarda ham ishlaydi. Nitrat tuzlari aralashmasi va ish harorati bir xil, farq faqat stansiya miqyosida.
Eritilgan tuz texnologiyasining afzalligi shundaki, u energiyani quyosh porlayotgan paytda emas, balki talab bo'yicha etkazib berish imkonini beradi. Tuz bir necha oy davomida issiqlikni saqlab qolishi mumkin, shuning uchun vaqti-vaqti bilan bulutli kun elektr energiyasining mavjudligiga ta'sir qilmaydi. Bundan tashqari, elektr stantsiyasining chiqindilari minimaldir va, albatta, jarayonning yon mahsuloti sifatida hosil bo'ladigan xavfli chiqindilar yo'q.
Ish tamoyillari
Quyosh elektr stansiyasi quyosh nurini 10 metr balandlikdagi va tuz bilan to‘ldirilgan markaziy minoraga to‘plash uchun 347 gektar maydonga (bu 647,5 dan ortiq futbol maydoniga teng) yoyilgan 900 195 ta ko‘zgudan (geliostat) foydalanadi. Ushbu tuz quyosh nurlari bilan 565 ° C ga qadar isitiladi va issiqlik saqlanadi va keyin suvni bug'ga aylantirish va elektr energiyasini ishlab chiqarish uchun generatorlarni ishga tushirish uchun ishlatiladi.
Ko'zgularga geliostatlar deyiladi, chunki ularning har biri o'zining yorug'lik nurini aniq yo'naltirish uchun egilishi va aylanishi mumkin. Konsentrik doiralarda joylashgan bo'lib, ular quyosh nurini markaziy minora tepasidagi "qabul qiluvchi" ga qaratadi. Minoraning o'zi porlamaydi, qabul qiluvchi mat qora rangda. Yorqinlik effekti aniq konteynerni isitadigan quyosh nuri kontsentratsiyasi tufayli yuzaga keladi. Issiq tuz 16 ming m³ sig'imli zanglamaydigan po'latdan yasalgan idishga oqadi.
Heliostat
Bu haroratlarda suvga o'xshash va oqadigan tuz standart turbogeneratorni ishlatish uchun bug 'ishlab chiqarish uchun issiqlik almashtirgichdan o'tadi. Tankda generatorni 10 soat davomida ishlatish uchun etarli miqdorda eritilgan tuz mavjud. Bu 1100 megavatt-soat saqlashni tashkil etadi yoki qayta tiklanadigan energiyani saqlash uchun o'rnatilgan eng yirik litiy-ion batareya tizimlaridan qariyb 10 baravar ko'p.
Qiyin yo'l
G'oya va'da qilinganiga qaramay, SolarReserve muvaffaqiyatga erishdi deb bo'lmaydi. Ko'p jihatdan kompaniya startap bo'lib qoldi. Garchi startap har jihatdan baquvvat va yorqin bo'lsa-da. Negaki, Crescent Dunes elektr stansiyasiga qaraganingizda birinchi ko'rinadigan narsa yorug'likdir. Shu qadar yorqinki, unga qarashning iloji yo'q. Yorug'lik manbai 195 metrli minora bo'lib, u Nevada cho'l hududlari ustidan g'urur bilan ko'tarilib, kichik Reno va Las-Vegas shaharlari o'rtasida taxminan yarmida joylashgan.
Qurilishning turli bosqichlarida elektr stantsiyasi qanday ko'rinishga ega edi
2012 yil, qurilish boshlanishi
2014 yil, loyiha tugallanish arafasida
2014 yil dekabr, Crescent Dunes foydalanishga deyarli tayyor
Tayyor stantsiya
Bu yerdan taxminan bir soatlik yo'l masofada mashhur 51-maydon, maxfiy harbiy ob'ekt bo'lib, bu yozda butun Internet o'zga sayyoraliklarni Amerika hukumati qo'lidan "qutqarish" uchun hujum qilish bilan tahdid qilgan. Bunday yaqinlik, g'ayrioddiy yorqin nurni ko'rgan sayohatchilar ba'zan mahalliy aholidan g'ayrioddiy yoki hatto begona narsaning guvohi bo'lganmi yoki yo'qligini so'rashiga olib keladi. Va keyin ular bu shunchaki quyosh elektr stantsiyasi ekanligini bilib, chin dildan xafa bo'lishadi, uning kengligi deyarli 3 km bo'lgan ko'zgu maydoni bilan o'ralgan.
Crescent Dunes qurilishi 2011 yilda hukumat kreditlari va Nevadaning asosiy kommunal kompaniyasi NV Energy investitsiyalari hisobidan boshlangan. Elektr stansiyasi esa 2015 yilda, rejalashtirilganidan taxminan ikki yil kechroq qurilgan. Ammo qurilishdan keyin ham hamma narsa silliq kechmadi. Masalan, dastlabki ikki yilda yetarlicha quvvatga ega bo‘lmagan geliostatlar uchun nasoslar va transformatorlar tez-tez buzilib, to‘g‘ri ishlamay qolgan. Shu sababli, Crescent Dunesda quvvat ishlab chiqarish dastlabki yillarida rejalashtirilganidan past edi.
Yana bir qiyinchilik bor edi - qushlar bilan. Konsentrlangan quyosh nurining "ko'rinishi" ostida, baxtsiz qush . SolarReserve vakillarining so'zlariga ko'ra, ularning elektr stantsiyasi qushlarni muntazam va ommaviy "krematsiya qilish" dan qochishga muvaffaq bo'ldi. Elektr stansiyasiga yuzaga kelishi mumkin bo'lgan har qanday tahdidlarni yumshatish uchun bir nechta milliy tashkilotlar bilan birgalikda maxsus reja ishlab chiqilgan. Ushbu dastur 2011 yilda tasdiqlangan va qushlar va yarasalar uchun potentsial xavflarni kamaytirishga qaratilgan.
Ammo Crescent Dunes uchun eng katta muammo 2016 yil oxirida aniqlangan issiq tuz saqlash idishidagi sizib ketish edi. Texnologiya erigan tuzni idishdan oqib chiqayotganda tarqatish uchun idishning pastki qismidagi ustunlar bilan quvvatlanadigan ulkan halqadan foydalanadi. Ustunlarning o'zi polga payvandlanishi kerak edi va harorat o'zgarishi materiallarning kengayishiga / qisqarishiga olib kelganligi sababli halqa harakatlanishi kerak edi. Buning o'rniga, muhandislarning xatosi tufayli, hamma narsa bir-biriga mahkam payvandlangan. Natijada, harorat o'zgarishi bilan tankning pastki qismi cho'kdi va oqdi.
Eritilgan tuzning oqib chiqishi ayniqsa xavfli emas. Tank ostidagi shag'al qatlamiga urilganda, eritma darhol soviydi va tuzga aylandi. Biroq, elektr stantsiyasining to'xtatilishi sakkiz oyga cho'zildi. Oqish sabablari, hodisa uchun javobgarlar, favqulodda holat oqibatlari va boshqa masalalar o‘rganildi.
SolarReserve muammolari shu bilan tugamadi. Zavodning ishlashi 2018 yilda belgilangan ko'rsatkichdan pastga tushdi, o'rtacha quvvat koeffitsienti rejalashtirilgan quvvat koeffitsienti 20,3%ga nisbatan 51,9% ni tashkil etdi, C. Natijada, AQShning qayta tiklanadigan energiya manbalari milliy laboratoriyasi (NREL) 12 oylik xarajatlarni o'rganishni boshladi. loyiha CSP, ishlash muammolari va kutilmagan xarajatlarga qaratilgan. Natijada, kompaniya birinchi bo'lib sudga tortildi va boshqaruvni o'zgartirishga majbur bo'ldi va 2019 yilda ular o'zlarini butunlay tan olishga majbur bo'lishdi. .
Hali tugamadi
Ammo bu ham texnologiya rivojlanishiga chek qo'ymadi. Axir boshqa mamlakatlarda ham shunday loyihalar bor. Misol uchun, xuddi shunday texnologiyalar Muhammad bin Rashid Al Maktum quyosh parkida - Dubaydagi yagona fazoda birlashtirilgan dunyodagi eng yirik quyosh elektr stansiyalari tarmog'ida qo'llaniladi. Yoki, aytaylik, Marokash. U erda quyoshli kunlar AQShga qaraganda ko'proq, shuning uchun elektr stantsiyasining samaradorligi yuqori bo'lishi kerak. Va birinchi natijalar shuni ko'rsatadiki, bu haqiqatan ham shunday.
Marokashdagi 150 MVt quvvatga ega CSP Noor III minorasi o'zining dastlabki bir necha oylarida ishlash va saqlash quvvati ko'rsatkichlaridan oshib ketdi. CSP Engineering Group Empresarios Agrupados (EA) katta maslahatchisi Xavier Lara, minora energiya saqlash loyihalarini moliyalashtirish qiymati kutilgan prognozlarga mos keladi, deb ishontirmoqda.
Nur III elektr stansiyasi
O'tgan yilning dekabr oyida foydalanishga topshirilgan Nur III elektr stansiyasi ajoyib ko'rsatkichlarni namoyish etdi. Ispaniyaning SENER va Xitoyning SEPCO energiya qurilish korporatsiyasi tomonidan o'rnatilgan Noor III dunyodagi eng yirik ekspluatatsion minora zavodi va erigan tuzni saqlash texnologiyasini birlashtirgan ikkinchi zavoddir.
Mutaxassislarning fikricha, Noor III ning ishlash, ishlab chiqarish moslashuvchanligi va saqlash integratsiyasi bo'yicha ishonchli dastlabki ishlash ma'lumotlari CSP minorasi va saqlash ishonchliligi muammolarini kamaytirishi va kelajakdagi loyihalar uchun kapital narxini kamaytirishi kerak. Xitoyda hukumat allaqachon 6000 MVt quvvatga ega CSPni saqlash dasturini e'lon qildi. SolarReserve 1000 MVt quvvatga ega CSP erigan tuz ishlab chiqarishni rivojlantirish uchun ko'mirda ishlaydigan elektr stantsiyalarini quruvchi davlatga tegishli Shenhua Group bilan hamkorlik qiladi. Ammo bunday saqlash minoralari qurilishi davom etadimi? Savol.
Biroq, bir kun oldin, Bill Geytsga tegishli Heliogen kompaniyasi konsentrlangan quyosh energiyasidan foydalanish bo'yicha o'zining yutuqlarini e'lon qildi. Heliogen haroratni 565 ° C dan 1000 ° C gacha oshirishga muvaffaq bo'ldi. Shunday qilib, tsement, po'lat va neft-kimyo mahsulotlari ishlab chiqarishda quyosh energiyasidan foydalanish imkoniyati ochiladi.
Blogda yana nimani o'qishingiz mumkin?
→
→
→
→
→
Bizning kanalimizga obuna bo'ling Keyingi maqolani o'tkazib yubormaslik uchun kanal! Biz haftasiga ikki martadan ko'p bo'lmagan va faqat ish haqida yozamiz. Siz ham qilishingiz mumkinligini eslatib o'tamiz bulutli yechimlar Cloud4Y.
So'rovda faqat ro'yxatdan o'tgan foydalanuvchilar ishtirok etishlari mumkin. iltimos.
Suyuq tuz elektr stansiyasi hisoblanadi
-
O'lim texnologiyasi
-
Istiqbolli yo'nalish
-
Dastlab bema'nilik
-
Sizning versiyangiz (sharhlarda)
97 foydalanuvchi ovoz berdi. 36 nafar foydalanuvchi betaraf qolgan.
Manba: www.habr.com