太陽能的提取和利用是人類在能源方面最重要的成就之一。 現在的主要困難甚至不在於收集太陽能，而是其儲存和分配。 如果這個問題能夠解決，傳統化石燃料產業就可以退出。
SolarReserve 是一家建議在太陽能發電廠中使用熔鹽的公司，並正在研究儲存問題的替代解決方案。 SolarReserve建議將其重新定向到熱儲存設備（塔），而不是使用太陽能發電然後將其儲存在太陽能電池板中。 能量塔將接收並儲存能量。 熔鹽保持液態的能力使其成為理想的蓄熱介質。.
該公司的目標是證明其技術可以使太陽能成為全天候運作的經濟實惠的能源（就像任何化石燃料發電廠一樣）。 集中的陽光將塔中的鹽加熱至 566°C，並將其存放在一個巨大的隔熱罐中，直到用於產生蒸汽來運行渦輪機。
不過，首先要說的是第一件事。
開始
SolarReserve 的技術專家 William Gould 花了 20 多年的時間開發熔鹽 CSP（聚光太陽能發電）技術。 1990 年代，他擔任美國能源部支持的莫哈韋沙漠太陽能二號示範設施的專案經理。 十年前，在那裡對一個結構進行了測試，證實了關於使用定日鏡進行商業能源發電的可能性的理論計算。 古爾德面臨的挑戰是開發一種類似的設計，使用加熱的鹽代替蒸汽，並找到可以節省能源的證據。
在選擇儲存熔鹽的容器時，古爾德在兩個選擇之間猶豫不決：一家是擁有傳統化石燃料發電廠經驗的鍋爐製造商，另一家是為 NASA 製造火箭發動機的 Rocketdyne。 這項選擇有利於火箭科學家。 部分原因是古爾德在職業生涯早期曾擔任建築巨頭柏克德公司的核子工程師，負責加州的聖奧諾弗雷反應器工作。 而且他相信他不會找到更可靠的技術。
噴射引擎的噴嘴（熱氣體從中逸出）實際上由兩個外殼（內部和外部）組成，在銑削通道中，燃料成分以液相泵送，冷卻金屬並防止噴嘴熔化。 當開發在太陽能發電廠使用熔鹽的技術時，Rocketdyne 在開發類似設備和高溫冶金方面的經驗派上了用場。
10 兆瓦 Solar Two 專案成功運行了數年，並於 1999 年退役，證實了該想法的可行性。 正如威廉·古爾德本人所承認的那樣，該項目存在一些需要解決的問題。 但太陽能二號使用的核心技術也適用於新月沙丘等現代化電站。 硝酸鹽的混合物和操作溫度是相同的，唯一的區別在於站的規模。
熔鹽技術的優點在於它可以按需提供電力，而不僅僅是在陽光明媚的時候提供電力。 鹽可以保留熱量數月，因此偶爾的陰天不會影響電力的供應。 此外，發電廠的排放量極低，當然也不會產生作為該過程副產品的危險廢棄物。
工作原理
該太陽能發電廠使用 10 個鏡子（定日鏡），分佈在 347 公頃（相當於 647,5 多個足球場的大小）上，將陽光集中到一座高 900 公尺、充滿鹽的中央塔上。 這種鹽被太陽光線加熱到 195°C，熱量被儲存起來，然後用於將水轉化為蒸汽並運行發電機發電。
這些鏡子被稱為定日鏡，因為每個鏡子都可以傾斜和旋轉以精確引導光束。 它們排列成同心圓，將陽光聚焦到中央塔頂部的「接收器」上。 塔本身不發光；接收器是啞光黑色的。 發光效果正是由於陽光的集中加熱容器而發生的。 熱鹽流入容量為 16 立方公尺的不銹鋼槽中。
定日鏡
在這些溫度下，鹽的外觀和流動方式很像水，透過熱交換器產生蒸汽來運作標準渦輪發電機。 罐內裝有足夠發電機運轉 10 小時的熔鹽。 這相當於 1100 兆瓦時的儲存量，幾乎是已安裝的用於儲存再生能源的最大鋰離子電池系統的 10 倍。
艱難的方式
儘管這個想法很有希望，但 SolarReserve 並不能說已經成功了。 從很多方面來說，該公司仍然是一家新創公司。 儘管這家新創公司在各個方面都充滿活力和光明。 畢竟，當你看向新月沙丘發電廠時，你首先看到的就是光。 如此明亮，以至於無法直視。 光源是一座 195 公尺高的塔樓，傲然矗立在內華達州沙漠地區上方，大約位於裡諾小鎮和拉斯維加斯之間的中間位置。
發電廠在不同建設階段的樣子
2012年，開工建設
2014年，工程已接近完工
2014年XNUMX月，新月沙丘即將投入使用
準備站
距離這裡大約一個小時的車程是著名的 51 區，這是一個秘密軍事設施，整個互聯網都威脅要在今年夏天攻擊它，以便從美國政府手中“拯救”外星人。 這種接近導致了這樣一個事實：看到異常明亮的光芒的旅行者有時會詢問當地居民是否目睹了不尋常甚至外星人的東西。 然後，當他們得知這只是一座太陽能發電廠，周圍環繞著近 3 公里寬的鏡子時，他們感到由衷的沮喪。
新月沙丘的建設於 2011 年開始，由政府貸款和內華達州主要公用事業公司 NV Energy 投資。 該發電廠於2015年建成，比原計劃晚了大約兩年。 但即使施工結束後，一切並非一帆風順。 例如，前兩年，定日鏡用的水泵和變壓器功率不夠，經常故障，無法正常運作。 因此，新月沙丘的發電量低於營運初期的計畫。
還有另一個困難——鳥類。 落在集中陽光的「視線」下，不幸的鳥 。 SolarReserve 的代表表示，他們的發電廠成功避免了定期大規模「火葬」鳥類。 與幾個國家組織聯合製定了一項特別計劃，以減輕對發電廠的任何潛在威脅。 該計劃於 2011 年獲得批准，旨在減少鳥類和蝙蝠的潛在風險。
但新月沙丘面臨的最大問題是 2016 年底發現的熱鹽儲存槽洩漏。 該技術使用一個由儲罐底部的塔支撐的巨大環來分配從容器流出的熔鹽。 塔架本身必須焊接到地板上，當溫度變化導致材料膨脹/收縮時，環需要能夠移動。 相反，由於工程師的錯誤，整個東西被緊密地焊接在一起。 結果，隨著溫度的變化，罐底下垂並洩漏。
熔鹽洩漏本身並不是特別危險。 當它碰到罐下的礫石層時，熔體立即冷卻，變成鹽。 然而，發電廠的關閉卻拖延了八個月。 對洩漏原因、事故責任人、緊急情況的後果等問題進行了研究。
SolarReserve 的麻煩並沒有就此結束。 該工廠 2018 年的表現低於目標，平均容量係數為 20,3%，而計劃容量係數為 51,9%，C。因此，美國國家可再生能源實驗室 (NREL) 開始了為期 12 個月的成本研究項目CSP ，重點關注性能問題和意外成本。 結果，公司先被起訴，被迫更換管理階層，到了2019年，他們才徹底被迫承認自己的錯誤。 .
還沒結束
但即便如此，也沒有阻止技術的發展。 畢竟其他國家也有類似的項目。 例如，穆罕默德·本·拉希德·阿勒馬克圖姆太陽能園區（Mohammed bin Rashid Al Maktoum Solar Park）採用了類似的技術——世界上最大的太陽能發電廠網絡，集中在杜拜的一個空間內。 或者說，摩洛哥。 那裡的晴天比美國還要多，因此發電廠的效率應該更高。 初步結果顯示情況確實如此。
摩洛哥 150 兆瓦 CSP Noor III 塔在運作的頭幾個月就超出了效能和儲存容量目標。 CSP Engineering Group Empresarios Agrupados (EA) 的高級顧問 Xavier Lara 保證，塔式儲能專案的融資成本符合預期。
努爾三號發電廠
努爾三期電站於去年XNUMX月投入運行，表現優異。 Noor III由西班牙SENER公司和中國能源建設集團公司SEPCO安裝，是世界上最大的營運塔式電站，也是第二個整合熔鹽儲存技術的塔式電站。
專家認為，Noor III 在效能、發電靈活性和儲存整合方面的可靠早期效能資料應該會減少 CSP 塔和儲存可靠性問題，並降低未來專案的資本成本。 在中國，政府已經宣布了一項建設 6000 兆瓦帶儲能 CSP 的計畫。 SolarReserve 正在與國有燃煤電廠開發商神華集團合作開發 1000 兆瓦的 CSP 熔鹽發電。 但這樣的儲存塔會繼續建造嗎？ 問題。
然而就在前幾天，比爾蓋茲旗下的Heliogen公司宣佈在聚光太陽能的利用上取得了突破。 Heliogen 能夠將溫度從 565°C 提高到 1000°C。 因此，開啟了利用太陽能生產水泥、鋼鐵和石化產品的可能性。
您還可以在博客上閱讀什麼？
→
→
→
→
→
訂閱我們的 -頻道，這樣您就不會錯過下一篇文章！ 我們每週寫信不超過兩次，而且僅限於公務。 我們也提醒您，您可以 雲端解決方案Cloud4Y。
只有註冊用戶才能參與調查。 ， 請。
液鹽發電廠是
-
染色技術
-
有前途的方向
-
最初是廢話
-
你的版本（在評論中）
97 位用戶投票。 36 名用戶棄權。
來源： www.habr.com