Energi Matahari Asin

Ekstraksi dan penggunaan energi matahari adalah salah satu pencapaian terpenting manusia dari sudut pandang energi. Kesulitan utama sekarang adalah bahkan dalam mengumpulkan energi matahari, tetapi dalam penyimpanan dan distribusinya. Jika masalah ini dapat diatasi, maka perusahaan bahan bakar fosil tradisional dapat pensiun.

SolarReserve adalah perusahaan yang menawarkan penggunaan garam cair di pembangkit listrik tenaga surya dan sedang mengerjakan solusi alternatif untuk masalah penyimpanan. Alih-alih menggunakan energi matahari untuk menghasilkan listrik dan kemudian menyimpannya di panel surya, SolarReserve menyarankan mengarahkannya ke perangkat penyimpanan panas (menara). Menara energi akan menerima dan menyimpan energi. Kemampuan garam cair untuk tetap dalam bentuk cair menjadikannya produk penyimpanan termal yang sempurna .

Tujuan perusahaan adalah untuk membuktikan bahwa teknologinya dapat membuat energi matahari menjadi sumber energi yang terjangkau yang bekerja sepanjang waktu (seperti pembangkit listrik berbahan bakar fosil). Sinar matahari pekat memanaskan garam di menara hingga 566 ° C, dan disimpan di dalam tangki terisolasi raksasa hingga digunakan untuk membuat uap untuk memulai turbin.

Namun, hal pertama yang pertama.

Mulai

Teknolog utama di SolarReserve, William Gould, menghabiskan lebih dari 20 tahun mengembangkan teknologi CSP (tenaga surya terkonsentrasi) dengan garam cair. Pada 1990-an, ia adalah manajer proyek untuk pabrik demonstrasi Solar Two, yang dibangun dengan dukungan dari Departemen Energi AS di Gurun Mojave. Satu dekade sebelumnya, bangunan diperiksa di sana, yang mengkonfirmasi perhitungan teoritis tentang kemungkinan produksi energi komersial menggunakan heliostats. Tugas Gould adalah mengembangkan proyek serupa di mana garam yang dipanaskan digunakan sebagai pengganti uap, dan juga untuk menemukan bukti bahwa energi dapat disimpan.

Ketika memilih tangki untuk menyimpan garam cair, Gould ragu-ragu antara dua opsi: produsen boiler dengan pengalaman dalam pembangkit listrik berbahan bakar fosil tradisional dan Rocketdyne, yang memproduksi mesin roket untuk NASA. Pilihan dibuat untuk mendukung ilmuwan roket. Sebagian karena kenyataan bahwa pada awal karirnya, Gould bekerja sebagai insinyur nuklir di perusahaan konstruksi raksasa Bechtel, yang bekerja pada reaktor San Onofre California. Dan dia berpikir bahwa dia tidak akan menemukan teknologi yang lebih dapat diandalkan.

Nozzle mesin jet, yang darinya gas panas keluar, sebenarnya terdiri dari dua cangkang (internal dan eksternal), dalam saluran giling yang komponen bahan bakarnya dipompa dalam fase cair, mendinginkan logam dan menjaga nozzle agar tidak meleleh. Pengalaman Rocketdyne dalam pengembangan perangkat seperti itu dan bekerja di bidang metalurgi suhu tinggi berguna dalam mengembangkan teknologi untuk menggunakan garam cair di pembangkit listrik tenaga surya.

Proyek 10 MW Solar Two telah beroperasi dengan sukses selama beberapa tahun dan dinonaktifkan pada tahun 1999, mengkonfirmasikan kelayakan ide tersebut. Seperti yang diakui oleh William Gould, proyek itu memiliki beberapa masalah yang perlu diselesaikan. Tetapi teknologi inti yang digunakan dalam Solar Two juga bekerja di stasiun modern seperti Crescent Dunes. Campuran garam nitrat dan suhu operasi identik, perbedaannya hanya pada skala stasiun.

Keuntungan dari teknologi garam cair adalah memungkinkan Anda untuk memasok daya sesuai permintaan, dan tidak hanya ketika matahari bersinar. Garam dapat menahan panas selama beberapa bulan, jadi terkadang hari berawan tidak mempengaruhi ketersediaan listrik. Selain itu, emisi dari pembangkit listrik sangat minim dan, tentu saja, tidak ada limbah berbahaya yang dihasilkan sebagai produk sampingan dari proses tersebut.

Prinsip kerja

Pembangkit listrik tenaga surya menggunakan 10.347 cermin (heliostats) dipasang di 647,5 hektar (ini lebih dari 900 lapangan sepak bola) untuk memusatkan sinar matahari pada menara pusat setinggi 195 meter dan diisi dengan "isian" garam. Garam ini dipanaskan oleh matahari hingga 565 ° C, dan panas disimpan dan kemudian digunakan untuk mengubah air menjadi uap dan untuk mengoperasikan generator yang menghasilkan listrik.



Cermin disebut heliostats, karena masing-masing dapat dimiringkan dan diputar untuk secara akurat mengarahkan sinarnya. Terletak di lingkaran konsentris, mereka memfokuskan sinar matahari pada "penerima" di bagian atas menara pusat. Menara itu sendiri tidak menyala, penerima memiliki warna hitam matte. Efek cahaya muncul justru karena konsentrasi sinar matahari yang memanaskan tangki. Garam panas mengalir ke tangki stainless steel dengan kapasitas 16 ribu m³.


Heliostat

Garam, yang terlihat dan mengalir pada suhu ini dengan cara yang hampir sama dengan air, melewati penukar panas untuk menghasilkan uap untuk generator turbo standar. Tangki berisi cukup garam cair untuk mengoperasikan generator selama 10 jam. Ini berjumlah 1.100 megawatt-jam penyimpanan, atau hampir 10 kali lebih banyak dari sistem baterai lithium-ion terbesar yang dipasang untuk menyimpan energi terbarukan.

Cara yang sulit

Terlepas dari janji ide itu, tidak dapat dikatakan bahwa SolarReserve berhasil. Dalam banyak hal, perusahaan tetap menjadi startup. Meskipun startup energik dan bersemangat dalam segala hal. Bagaimanapun, hal pertama yang akan Anda lihat ketika Anda melihat ke arah pembangkit listrik Crescent Dunes adalah cahaya. Begitu cerah sehingga tidak mungkin untuk melihatnya. Menara 195 meter, dengan bangga menjulang tinggi di atas wilayah gurun Nevada sekitar setengah jalan antara kota kecil Reno dan Las Vegas, berfungsi sebagai sumber cahaya.


Sekitar satu jam perjalanan dari sini adalah Zone 51 yang terkenal, fasilitas militer rahasia yang terancam akan menyerbu seluruh Internet musim panas ini untuk "menyelamatkan" alien dari tangan pemerintah Amerika. Lingkungan seperti itu mengarah pada fakta bahwa para pelancong yang melihat cahaya yang luar biasa terang kadang bertanya kepada penduduk setempat apakah mereka telah menyaksikan sesuatu yang tidak biasa atau bahkan alien. Dan kemudian mereka dengan tulus kesal mengetahui bahwa ini hanyalah stasiun tenaga surya, dikelilingi oleh bidang cermin seluas hampir 3 km.

Pembangunan Crescent Dunes dimulai pada 2011 dengan pinjaman dari pemerintah dan investasi dari NV Energy, perusahaan utilitas utama Nevada. Dan mereka membangun pembangkit listrik pada tahun 2015, sekitar dua tahun lebih lambat dari yang direncanakan. Tetapi bahkan setelah konstruksi, tidak semuanya berjalan lancar. Misalnya, dalam dua tahun pertama, pompa dan transformer untuk heliostat, yang tidak cukup kuat, sering rusak dan tidak berfungsi dengan baik. Oleh karena itu, output daya pada Crescent Dunes lebih rendah dari yang direncanakan pada tahun-tahun pertama operasi.

Ada satu kesulitan lagi - dengan burung-burung. Di bawah "pandangan" sinar matahari terkonsentrasi, burung malang berubah menjadi debu . Menurut perwakilan dari SolarReserve, pembangkit listrik mereka berhasil menghindari “kremasi” burung secara teratur dan masif. Bersama dengan beberapa organisasi nasional, rencana khusus telah dikembangkan untuk mengurangi potensi ancaman terhadap pembangkit listrik. Program ini disetujui pada 2011 dan dirancang untuk mengurangi potensi risiko pada burung dan kelelawar.

Tetapi masalah terbesar bagi Crescent Dunes adalah kebocoran di tangki penyimpanan garam panas, yang ditemukan pada akhir 2016. Menurut teknologi, sebuah cincin raksasa yang diletakkan di tiang di bagian bawah tangki mendistribusikan garam cair saat tiba dari penerima. Tiang itu sendiri harus dilas ke lantai, dan kemungkinan perpindahan diperlukan untuk cincin, karena perubahan suhu menyebabkan ekspansi / kontraksi material. Sebaliknya, karena kesalahan yang dilakukan oleh para insinyur, seluruh pertanian direbus bersama. Akibatnya, dengan perubahan suhu, bagian bawah tangki merosot dan bocor.

Kebocoran garam cair per se tidak terlalu berbahaya. Ketika memasuki lapisan kerikil di bawah tangki, lelehan segera didinginkan, berubah menjadi garam. Namun, penutupan pembangkit listrik tertunda selama delapan bulan. Penyebab kebocoran, para pelaku insiden, konsekuensi dari keadaan darurat dan masalah lainnya dipelajari.

Masalah SolarReserve tidak berakhir di sana. Kapasitas pabrik lebih rendah dari yang direncanakan pada tahun 2018, dengan faktor daya rata-rata 20,3% dibandingkan dengan faktor daya yang direncanakan 51,9%, C. Sebagai hasilnya, Laboratorium Energi Terbarukan Nasional AS (NREL) meluncurkan studi 12 bulan tentang biaya proyek CSP, dengan fokus pada masalah kinerja dan kontinjensi. Akibatnya, pada awalnya perusahaan dituntut dan dipaksa untuk mengubah kepemimpinannya, dan pada 2019 mereka dipaksa untuk mengakui kebangkrutan mereka.

Ini belum berakhir

Tetapi bahkan ini tidak mengakhiri perkembangan teknologi. Lagi pula, ada proyek serupa di negara lain. Sebagai contoh, teknologi serupa digunakan di taman surya yang dinamai Mohammed Ibn Rashid Al Maktoum - jaringan pembangkit tenaga surya terbesar di dunia, disatukan dalam satu ruang tunggal di Dubai. Atau, katakanlah, Maroko. Bahkan ada hari-hari yang lebih cerah daripada di AS, dan karena itu efisiensi pembangkit listrik harus lebih tinggi. Dan hasil pertama menunjukkan bahwa ini benar.

Menara CSP Noor III 150-megawatt di Maroko melebihi kapasitas yang direncanakan dan kapasitas penyimpanan dalam beberapa bulan pertama operasi. Dan biaya pembiayaan proyek penyimpanan energi menara sesuai dengan harapan, kata Xavier Lara, Konsultan Senior, CSP Empresarios Agrupados Engineering Group (EA).


Diluncurkan pada bulan Desember tahun lalu, pembangkit listrik Noor III menunjukkan kinerja yang luar biasa. Noor III, didirikan oleh SENER Spanyol dan perusahaan konstruksi energi Cina SEPCO, adalah pabrik menara operasional terbesar di dunia dan integrasi kedua terbesar dari teknologi penyimpanan garam cair.

Para ahli percaya bahwa data kinerja Noor III awal yang andal tentang kinerja, fleksibilitas pembangkitan, dan integrasi penyimpanan harus mengurangi masalah keandalan menara dan penyimpanan CSP dan mengurangi biaya modal untuk proyek-proyek masa depan. Di Cina, pemerintah telah mengumumkan program untuk membuat CSP 6.000 MW dengan penyimpanan. SolarReserve telah bermitra dengan Grup Shenhua milik negara, pembangkit listrik tenaga batu bara, untuk mengembangkan 1.000 MW produksi garam cair CSP. Tetapi apakah menara penyimpanan seperti itu akan dibangun lebih lanjut? Pertanyaan

Namun, beberapa hari yang lalu, Heliogen, yang dimiliki oleh Bill Gates, mengumumkan terobosannya dalam penggunaan energi surya terkonsentrasi. Heliogen mampu menaikkan suhu dari 565 ° C hingga 1000 ° C. Dengan demikian, membuka kemungkinan menggunakan energi surya dalam produksi semen, baja, produk petrokimia.

Apa lagi yang berguna untuk dibaca di blog Cloud4Y

→ Mengkonfigurasi top di GNU / Linux
→ Pentester di garis depan keamanan dunia maya
→ Startup yang dapat mengejutkan
→ Ecofantasticism untuk melindungi planet ini
→ Keamanan informasi pusat data

Berlangganan saluran Telegram kami agar tidak ketinggalan artikel lain! Kami menulis tidak lebih dari dua kali seminggu dan hanya untuk bisnis. Kami juga mengingatkan Anda bahwa Anda dapat menguji solusi cloud Cloud4Y secara gratis.