Nishati ya jua inakuaje nchini Urusi na nje ya nchi? Kiwanda kikubwa zaidi cha nishati ya jua cha Ivanpah duniani

Wiki iliyopita katika Jangwa la Mojave California, mtambo mkubwa wa kuzalisha umeme wa jua, unaovutia kwa uzuri wake, ulianza kazi rasmi. Uwezo wa kubuni wa kiwanda cha nguvu ni megawati 400, ambayo, kulingana na wataalam, itakuwa ya kutosha kwa nyumba 140,000 huko California. Hebu tujue zaidi kumhusu.

Wataalamu wanasisitiza kuwa kituo hicho kipya kitapunguza kwa kiasi kikubwa utoaji wa hewa ukaa: kana kwamba magari 72,000 yaliondolewa kwenye barabara za California. Katika majimbo ya "jua" kama vile Arizona, Nevada, California na zingine, tovuti 17 tayari zimetengwa kwa ajili ya ujenzi wa mitambo sawa ya nishati ya jua.

Wakati huo huo, miradi inatekelezwa polepole zaidi kuliko ilivyopangwa, kukutana, isiyo ya kawaida, maandamano kutoka kwa "kijani". Ukweli ni kwamba ingawa kwa muda mrefu vituo hivyo vinanufaisha mazingira, kwa kweli ujenzi wa vituo wenyewe unachafua maeneo yaliyotengwa kwa ajili yao, na kuwanyima kasa na wawakilishi wengine wa wanyama wa jangwani makazi yao ya kawaida.

Kituo hiki ndicho kikubwa zaidi duniani, kikiwa na eneo la kilomita za mraba 14.24 (maili za mraba 5.5). Kituo hiki kinaitwa Ivanpah Solar Electric Generating System. Kituo hiki ni cha aina ya mitambo ya nishati ya jua ya joto.

Kituo hiki kina uwezo wa kuzalisha karibu 30% ya "nishati ya joto" yote inayozalishwa nchini Marekani. Kituo kina minara 3 yenye urefu wa mita 140, iliyozungukwa na vioo 300,000 saizi ya mlango wa karakana. Vioo hivi vyote vinalenga miale ya jua kwenye mtozaji ulio juu ya mnara. Katika sehemu ya juu ya mnara pia kuna hifadhi ya maji, ambapo nishati yote ya joto iliyokusanywa na vioo inaelekezwa.

Kila mnara una kituo chake cha udhibiti, pamoja na kuna kituo cha udhibiti cha kawaida kutoka ambapo uendeshaji wa mfumo mzima unadhibitiwa. Wakati huo huo, kulingana na kampuni iliyounda kituo hicho, hakuna uhifadhi wa chumvi iliyoyeyuka kwenye mfumo, kama ilivyo kwa miradi midogo kama vile Crescent Dunes.

Ni muhimu kuzingatia kwamba kila moja ya vioo inaweza kubadilisha angle ya mwelekeo na mwelekeo wa mwelekeo kwa amri kutoka katikati. Vioo huoshwa mara moja kila baada ya wiki mbili. Kwa kadiri unavyoweza kuelewa, mfumo maalum wa kuosha kioo hutumiwa + timu maalum ya washers ambao husafisha vioo usiku. Ili kudhibiti vioo vyote, mfumo wa wamiliki wa SFINCS (Mfumo wa Udhibiti Uliounganishwa wa Sehemu ya Jua) uliundwa.

Mfumo mzima una sehemu milioni 22 za mtu binafsi (rivets, bolts, nk usihesabu).

Gharama ya jumla ya mradi huo ilikuwa dola za kimarekani bilioni 2.2, ambapo 1.4 ni mkopo wa shirikisho.

Wakati huo huo, mvuke wa maji huzalishwa katika mfumo, unaoelekezwa kwa vile vya turbines zinazozalisha nishati, ambayo ni ya kutosha kwa mahitaji ya kaya 140,000 za California.

Kweli, haikuwa bila matatizo. Kwa mfano, mwanga wa jua unaolenga huwachoma ndege wanaoruka juu ya kituo. Ukweli huu ndio sababu ya maandamano ya mashirika ya mazingira ya Amerika. Lakini, licha ya maandamano yote, mradi huo ulikamilika na kuanza kutumika.

Hatimaye, muundo bado una nafasi ya kuendeleza. Wahandisi wa Nishati ya BrightSource tayari wanapendekeza kuondokana na boilers za maji na matumizi ya ufumbuzi maalum wa brine ili kuongeza zaidi ufanisi wa mfumo wakati wa kudumisha sifa zake za mazingira na nishati.

Kituo kinaajiri wafanyikazi 86. Muda unaokadiriwa wa kufanya kazi ni miaka 30, ambapo kituo hicho kitatoa umeme kwa nyumba 140,000 kutoka miji ya wilaya hiyo.

Katika umri wetu, vyanzo vya nishati mbadala vinazidi kuwa maarufu. Mji wa mfano kwa kuanzishwa kwa teknolojia za ubunifu unaweza kuitwa Seville, mji mkuu wa kifedha na kitamaduni wa kusini mwa Uhispania. Kiwanda cha kwanza cha kibiashara cha nishati ya jua duniani kimewekwa hapa.

Mazingira ya Seville, ambapo mtambo wa nishati ya jua umewekwa, unafanana na kioo cha kuangalia halisi. Katikati kuna minara miwili mikubwa PS10 na PS20, urefu wake ambao unalinganishwa na majengo ya hadithi 40. Kuzunguka mnara wa PS10 kuna heliostati 624, vioo vikubwa vinavyofuatilia miale ya jua na kuielekeza kwenye sehemu ya juu ya minara. Kuna mitambo ya mvuke inayobadilisha mwanga wa jua kuwa umeme. Mnara wa PS20, ambao utafanya kazi kabla ya mwisho wa 2013, una nguvu zaidi, umezungukwa na vioo 1255. Inafikiriwa kuwa uendeshaji wa minara hiyo itazuia utoaji wa kaboni dioksidi angani kwa kiasi cha tani 600,000 kila mwaka kwa miaka 25.

Sasa kituo cha umeme wa jua kinatoa nyumba 60,000, mradi utakapokamilika, takwimu hii itakua hadi 180,000. Imepangwa kuwa uwezo wa jumla wa minara yote miwili utafikia MW 300. Bila shaka, bei za umeme huo bado ni kubwa zaidi kuliko vyanzo vya jadi. Walakini, baada ya muda, bei hubadilika kwa sababu ya kuongezeka kwa viwango vya uzalishaji.

Nishati ya jua usiku sio tena fantasy, lakini ukweli. Angalau huko California, ambapo imepangwa kupokea angalau 33% ya nishati yote kutoka kwa upepo na jua katika miaka 5. Jimbo linazidi kuongeza uwezo wa vyanzo mbadala vya nishati kwa lengo la kutoa theluthi moja ya umeme kutoka kwao mapema 2020. Haishangazi kwamba mtambo mkubwa zaidi wa nishati ya jua wa jua duniani ulionekana hapa. Kwa sasa, kituo hiki si cha majaribio tena - ni mtambo wa kawaida wa kufanya kazi.

Takriban vituo 100 vya mafuta ya jua tayari vimejengwa duniani kote, na angalau vinatarajiwa zaidi 50. Baadhi yao wanaweza kutoa umeme hata usiku. Ivanpah Solar Generating System, kiwanda kipya cha nishati ya jua huko California, hutoa umeme kwa nyumba 140,000. Iko katika Jangwa la Mojave, si zaidi ya saa 3 mashariki mwa Los Angeles. Kituo kilijengwa ndani ya miaka 3, gharama yake ilifikia dola bilioni 2 milioni 200. Inazalisha nishati safi kutoka kwa jua. Katika kesi hiyo, mwako wa mafuta yoyote hauhitajiki kabisa.

Inashangaza, badala ya paneli za jua zinazotumiwa sana, kituo cha Ivanpah Solar Electric kinatumia vioo vya kawaida.

Kuna moduli 173,000 za kioo kama hizo, au heliostats, kwenye kituo. Kila moduli ni mfumo unaojumuisha vioo viwili vikubwa (kila ukubwa wa mlango wa karakana).

Vioo-heliostats huonyesha miale ya jua hadi vilele vya minara ya juu, ambayo iko katikati. Heliostats inaweza kuzunguka na kutokana na hili, kutafakari kwa mionzi ya jua kwenye vilele vya minara hutokea mfululizo hadi jua linakwenda chini ya upeo wa macho.

Juu ya minara ni boilers yenye kioevu ambacho hugeuka kuwa mvuke inapokanzwa. Kanuni ya operesheni yao ni sawa na kwenye mmea wa kawaida wa nguvu ya mafuta, maji tu huwashwa hapa sio kwa kuchoma mafuta, lakini kwa jua. Uwezo wa kituo cha Umeme cha Ivanpah Solar, ambacho ni megawati 392, ni sawa na uwezo wa kituo cha wastani cha nguvu za joto cha Moscow.

Minara hujengwa juu iwezekanavyo (angalau mita 148), kwa sababu juu ya mnara, vioo zaidi vinaweza kuwekwa karibu nayo. Katikati ya siku, boilers zinaweza joto hadi zaidi ya digrii 700. Mvuke unaosababishwa unapita chini, unazunguka turbine na hivyo kuzalisha umeme. Kanuni hii ya kuzalisha nishati ya umeme inaitwa joto la jua.

Kituo hicho cha mafuta ya jua kinaweza kufanya kazi hata baada ya jua, kutokana na uwezo wa kuhifadhi nishati ya ziada. Kwa kufanya hivyo, sehemu ya kioevu chenye joto hupigwa ndani ya vituo maalum vya kuhifadhi, ambayo hutolewa kutoka kwao baada ya jua. Kwa hivyo, mzunguko wa turbine unaendelea, uhifadhi kama huo kwa uwezo kamili unaweza kuhakikisha uendeshaji wa turbines kwa masaa 15. Shukrani kwa vifaa vile vya kuhifadhi mafuta, vituo vingine vya joto vinaweza kufanya kazi karibu na saa. Kituo cha Umeme cha Ivanpah Solar bado hakina vifaa hivi vya kuhifadhi, lakini video ifuatayo inaweza kuonekana kama mfano. Mfano huu unaangalia mtambo wa joto wa jua ulioko Uhispania, na maelezo ya kina jinsi inavyofanya kazi.

Wakati wa ujenzi wa kituo, waumbaji wake walitunza ulinzi wa mazingira. Baada ya yote, ingawa kituo chenyewe ni salama kabisa, ujenzi wake ulitishia kutoweka kwa aina adimu za kasa wanaoishi jangwani. Kwa hiyo, programu maalum ilitengenezwa, wakati ambapo kampuni ya mmiliki wa kituo hicho ilinunua shamba kubwa karibu na kituo, ambapo turtles 200 za kipekee zilihamia. Gharama za kuwahamisha wakazi hao adimu wa jangwani ziligharimu kampuni hiyo dola milioni 22, zikiwemo ununuzi wa ardhi, mishahara ya wanabiolojia na uhamisho halisi wa kasa.

Mpito kwa vyanzo mbadala vya nishati huko California unaweza kuitwa mapinduzi ya nishati mbadala bila kutia chumvi. Pato la Taifa la California ni kubwa kuliko Pato la Taifa la nchi nyingi katika jumuiya ya ulimwengu. Thamani ya kiashiria hiki ni dola trilioni 2.2, ambayo ni zaidi ya ile ya Urusi, India, Kanada, Italia, Uhispania au Australia, ambayo inachukuliwa kuwa nchi zenye nguvu kabisa. Kwa hiyo, California inahitaji nishati nyingi, na 33%, ambayo kwa 2020 imepangwa kupokea kutoka kwa vyanzo mbadala, ni kiasi kikubwa. Wachambuzi na vyombo vya habari tayari wametangaza enzi ya wazi ya nishati mbadala. Na ukweli kwamba paneli za miale ya jua huko California tayari zinauzwa katika maduka ya matofali na chokaa na bei zinashuka kwa kasi inathibitisha tu taarifa hii.Kulingana na jarida la TIME, angalau nyumba moja ya Marekani hubadilisha nishati ya jua kutoka kwa paneli za paa kila baada ya dakika 3. Na baada ya muda, nguvu hii inaongezeka tu. Serikali ya Marekani inahakikisha maendeleo ya nishati mbadala kwa kila njia iwezekanayo. Watu wa kawaida hupewa mikopo isiyo na riba kwa paneli za jua, na makampuni makubwa yanahitajika kununua nishati mbadala kwa mujibu wa sheria zilizotolewa kwa busara. Shukrani kwa uzinduzi wa taratibu wa mitambo zaidi ya nishati ya jua nchini Marekani, kiasi cha uzalishaji wa madhara hapa kinapungua hatua kwa hatua: tangu 2005 tayari imepungua kwa 17%. huko California katika miaka ya hivi karibuni. Kuzinduliwa kwa kila kituo hicho ni sawa na kutoweka kwa angalau tani 400,000 za hewa ya ukaa kutoka angahewa kila mwaka. Hii inalinganishwa na kutoweka kwa magari 77,000 yanayochafua barabara mara moja.

Katika video hii nzuri, unaweza kuona maoni ya kituo cha jua dhidi ya mandhari ya Los Angeles usiku, ikipokea nishati safi kabisa kutoka kwayo.

Kiwanda kikubwa zaidi cha nishati ya jua duniani Februari 18, 2014

Kituo cha Kuzalisha Umeme cha Ivanpah, mtambo mkubwa zaidi wa umeme wa jua duniani, kilifunguliwa wiki iliyopita katika Jangwa la Mojave la California. Uwezo wake wa kubuni ni takriban megawati 400: kiasi hiki cha nishati kitatosha kwa nyumba 140,000 huko California.

Mradi huo wenye thamani ya dola bilioni 2.2 ulitekelezwa na kampuni ya Marekani ya NRG Energy kwa usaidizi wa Idara ya Nishati ya Marekani. Vioo elfu 350 vikubwa vilivyo kwenye shamba la mita 13 za mraba. kilomita, huakisi mwanga wa jua, kupasha joto maji na kuyageuza kuwa mvuke, ambayo nayo huzunguka turbine inayozalisha umeme.

Wacha tujue zaidi juu yake ...

Picha 2.

Picha 3.

Hata hivyo, Marekani inapanga kuwa kinara wa dunia katika matumizi ya nishati safi. Sasa haichukui zaidi ya 1% ya soko la jumla la nishati nchini, lakini ifikapo 2020, kulingana na mpango uliopitishwa wa serikali, theluthi ya jumla ya nishati inayozalishwa inapaswa kuhamishiwa kwa vyanzo mbadala.
Kituo hiki ndicho kikubwa zaidi duniani, kikiwa na eneo la kilomita za mraba 14.24 (maili za mraba 5.5). Kituo hiki kinaitwa Ivanpah Solar Electric Generating System. Kituo hiki ni cha aina ya mitambo ya nishati ya jua ya joto.

Picha 4.

Mfumo mzima una sehemu milioni 22 za mtu binafsi (rivets, bolts, nk usihesabu).

Gharama ya jumla ya mradi huo ilikuwa dola za kimarekani bilioni 2.2, ambapo 1.4 ni mkopo wa shirikisho.

Wakati huo huo, mvuke wa maji huzalishwa katika mfumo, unaoelekezwa kwa vile vya turbines zinazozalisha nishati, ambayo ni ya kutosha kwa mahitaji ya kaya 140,000 za California.

Picha 6.

Hatimaye, muundo bado una nafasi ya kuendeleza. Wahandisi wa Nishati ya BrightSource tayari wanapendekeza kuondokana na boilers za maji na matumizi ya ufumbuzi maalum wa brine ili kuongeza zaidi ufanisi wa mfumo wakati wa kudumisha sifa zake za mazingira na nishati.

Kituo kinaajiri wafanyikazi 86. Muda unaokadiriwa wa kufanya kazi ni miaka 30, ambapo kituo hicho kitatoa umeme kwa nyumba 140,000 kutoka miji ya wilaya hiyo.

Picha 7.