211service.com
Słoneczna technologia termiczna stanowi wyzwanie dla dotkniętej suszą Kalifornii
Ambitny cel Kalifornii polegający na pozyskiwaniu jednej trzeciej energii elektrycznej ze źródeł odnawialnych do 2030 r. jest testowany w najsuchszym roku w historii, będącym częścią wieloletniej suszy, która poważnie nadweręża dostawy wody. Plan stanowy w dużej mierze opiera się na słonecznej technologii cieplnej, ale ten rodzaj energii słonecznej również zwykle zużywa ogromne ilości wody.
Moc suszarki : W elektrowni słonecznej Ivanpah na pustyni w Kalifornii wieża jest oświetlona skoncentrowanym światłem słonecznym z tysięcy luster.
Susza już zmusza deweloperów elektrowni słonecznych do stosowania alternatywnych metod chłodzenia w celu zmniejszenia zużycia wody. Podniesie to zarówno koszty, jak i zmniejszy produkcję energii elektrycznej, zwłaszcza w miesiącach letnich, kiedy zapotrzebowanie na energię elektryczną jest duże. Kilka grup badawczych w całym kraju opracowuje sposoby obniżenia tych kosztów i uniknięcia redukcji mocy wyjściowej.
Elektrownie słoneczne wykorzystują duże pola luster do koncentracji światła słonecznego i podgrzewania wody, wytwarzając parę, która obraca turbiny elektrowni. Przedsiębiorstwa użyteczności publicznej je lubią, ponieważ ich moc wyjściowa jest znacznie mniej zmienna niż moc z baterii paneli słonecznych (patrz BrightSource posuwa się naprzód w sprawie kolejnej ogromnej elektrowni słonecznej i ostrzejsze modele komputerowe torują drogę do większej energii wiatrowej).
Wadą jest to, że elektrownie słoneczne wytwarzają duże ilości ciepła odpadowego i zużywają dużo wody do chłodzenia, co zwykle odbywa się poprzez odparowanie wody. Elektrownie słoneczne mogą zużywać dwa razy więcej wody niż elektrownie na paliwa kopalne, a jeden z niedawno zaproponowanych projektów wykorzystujących energię słoneczną wymagałby zużycia około 500 milionów galonów wody rocznie.
Technologia zwana suchym chłodzeniem, która zaczęła pojawiać się w elektrowniach w ciągu ostatnich 10 lat, może zmniejszyć zużycie wody o 90 procent. Zamiast odparowywania wody w celu schłodzenia instalacji, technologia utrzymuje wodę zawartą w systemie zamkniętym. Podczas chłodzenia elektrowni woda nagrzewa się, a następnie przepływa przez ogromne, ośmiopiętrowe wieże chłodnicze, które działają podobnie jak chłodnica w samochodzie.
Technologia chłodzenia na sucho kosztuje od dwóch i pół do pięciu razy więcej niż konwencjonalne systemy chłodzenia wyparnego. I nie działa dobrze w upalne dni, czasami zmuszając operatorów elektrowni do ograniczenia produkcji energii. W lecie może to zmniejszyć produkcję energii o 10 do 15 procent, mówi Jessica Shi , kierownik programu technicznego w Instytucie Badawczym Elektroenergetyki. W wyjątkowo upalne dni produkcja energii może zostać zmniejszona jeszcze bardziej.
Jednym ze sposobów rozwiązania tego problemu jest przewymiarowanie systemu chłodzenia, aby mógł on zapewnić wystarczające chłodzenie nawet w upalne dni. Takie podejście przyjęli twórcy nowej kalifornijskiej elektrowni słonecznej Ivanpah, która niedługo rozpocznie produkcję (zob. Największa na świecie elektrownia słoneczna dostarcza energię po raz pierwszy). Ale zwiększa to koszt i tak już drogiego systemu.
Kilkanaście grup badawczych finansowanych przez Instytut Badawczy Energetyki i Narodowa Fundacja Naukowa opracowują sposoby na uniknięcie obecnych problemów związanych z suchą technologią chłodzenia. Jeden projekt wykorzystuje konwencjonalny system chłodzenia wyparnego, ale wychwytuje parę wodną w celu jej ponownego wykorzystania. Inni pracują nad poprawą wydajności suchych wież chłodniczych, aby można było je zmniejszyć i zmniejszyć. Trzecie podejście polega na zastosowaniu nanocząsteczek w płynie chłodzącym w celu poprawy jego zdolności do pochłaniania ciepła. A nowe projekty, które poprawiają cyrkulację powietrza, mogą zmniejszyć rozmiar i koszt wież chłodniczych.
Susza i niedobory wody, które przeżywa Kalifornia, zwiększą koszty związane z energią słoneczną, ale prawdopodobnie nie powstrzymają rozprzestrzeniania się piskliwej technologii. Chociaż chłodzenie na sucho kosztuje znacznie więcej niż konwencjonalne chłodzenie wodą, stanowi stosunkowo niewielką część całkowitych kosztów zakładu — około pięć procent z około 2 miliardów dolarów.