HISPAANIA LÄBIMURRE PÄIKESEENERGIA RAKENDAMISEL

Andaluusia roheliste nisupõldude, tammepuude ja iidsete oliivipuude keskel sädeleb hiiglaslik päikeseenergiafarm nagu hõbemeri. Isegi pilves taeva all on peeglimassiivid ja massiivsed tornid, mis sirguvad üle kolme ruutmeetri, on arreteeriv vaatepilt.

Seotud sisu

Midagi uut päikese all

Kakskümmend miili Sevillast läänes asub ettevõtte Abengoa ehitatud Solúcari päikesefarm, mis on osa Hispaania püüdlusest taastuvatest energiaallikatest rohkem energiat toota. Praegu toodab rahvas päikesest kuni 3, 65 gigavatti võimsust, mis on maailmas Saksamaa järel teine. Need gigavatid moodustavad umbes 3 protsenti riigi võimust, mis on kõrgeim protsent maailmas. (Ameerika Ühendriigid toodavad päikesest vähem kui ühe protsendi oma energiast.) Eeldatakse, et Hispaania päikeseenergia võimsus tõuseb järgmise kolme aasta jooksul seitsme gigavatini, mis on piisav, et varustada umbes kümmet miljonit inimest - Madridi ja Barcelona elanikkonnaga - elekter päeva jooksul.

Solúcari kasvandus on teedrajav tehnoloogia, mida USA-s korratakse, sealhulgas kontsentreeritud päikeseenergia ehk CSP. Kui traditsioonilised päikesepaneelid kasutavad päikesekiirte otse elektrienergiaks muundamiseks fotogalvaanilisi elemente, siis CSP kasutab päikesekiirguse fokuseerimiseks tohutult palju peegleid. intensiivne kuumus ajab auruturbiine, tootes elektrit söe- või õliküttega tehastes kasutatavaga sarnases protsessis, kuid ilma kasvuhoonegaaside heitkogusteta.

Solúcari platsil koguvad kaks betoonist torni - üks umbes 50 korrust, teine 35 - valgust, mida peegeldavad 1879 tohutult klaasist peeglid, millest igaüks on 33 jalga kõrge ja 40 jalga lai. Peeglid, mida nimetatakse heliostaatideks, katavad umbes 345 aakrit. Nad on suunatud lõuna poole ja on pööratud päikese poole, kui ta ületab taeva.

Väiksem CSP torn hakkas energiat andma 2007. aastal, suurem 2009. aasta mais. Kokku toodavad nad 31 megavatti. 2013. aastaks, kui Solúcar on lõpetanud veel ühe tornitehase ja muude rajatiste lisamise, loodab Abengoa CSP rajatisest toota 300 megavatti energiat, piisavalt energiat 220 000 majapidamise või kogu Sevilla suurlinna toiteks.

“Need kaubanduslikud torni taimed on maailmas ainulaadsed, ” ütles Solúcari operatsioonijuht Valerio Fernández mulle oma kabinetis vaatega peegelpõldudele. (Ta ei arvestanud väikest, viie megavatise võimsusega torni, mida käitas Ameerika Ühendriikide ettevõte eSolar Californias Lancasteris, ega demonstratsioonitorni, mida Hispaania valitsus Almerías juhib.) "Täna on nad siiski puhkusel, " ütles ta lisas õlgu kehitades.

Kui sajab vihma või on pilves - nagu jahe hall märtsipäev, mida külastasin, siis päikeseseade lülitub välja. Kuid CSP saidi fotod on parimal juhul muust maailmast: tornid, mis hõõguvad valgusvõllidega - efekti põhjustavad veeauru läbiva peegeldunud päikesevalgus ja õhus olev tolm. Ehkki võite arvata, et Hispaania lõunaosa on ideaalne päikeseenergia koht, ütles Fernández, et ettevõtte hinnangul halvad ilmastikuolud vähendavad või peatavad energiatootmise umbes 80 päeva aastas, tavaliselt novembrist märtsini.

"Kui soovime päikeseenergia efektiivsemaks muuta, on seal paremaid kohti kui Sevillas, " rääkis Fernández mulle. Ta osutas päikseenergia potentsiaali esindavate varjutatud ribadega maailma seinakaardile: Andaluusia oli päevitunud, California Mojave kõrb ja Nevada pruunid ning Sahara veel tumedam.

"Mojaves on umbes 30 protsenti suurem päikesekiirgus kui meil siin, nii et samade jaamade sinna paigaldamine vähendab elektrienergia maksumust 30 protsenti, " ütles ta. Kasutegur on veelgi suurem kõrvetava Sahara piirkonnas, kus Abengoa ja Euroopa konsortsiumi Desertec eesmärk on ehitada päikeseelektrijaamad, mis tarnivad Euroopast energiat Vahemere all asuvate kaablite kaudu.

Fernández noppis raamaturiiulilt maha kolme tolli laiuse terastoru ja andis selle mulle kätte. See oli torust, milles vesi muudeti CSP torni kohal auruks, ja see oli värvitud mustaks. "Mida mustemad nad on, " selgitas ta, "seda paremini neelavad nad kiirgust."

Heliostaadid kontsentreerivad päikesekiirgust nii tõhusalt, et temperatuurid vastuvõtjatorude pinnal võivad potentsiaalselt ulatuda 3600 kraadi Fahrenheiti järgi, mis on umbes üks kolmandik päikese pinnatemperatuurist. "Kahjuks sulaks teras ja vastuvõtja laguneks, " ütles Fernández kuivalt. Ehkki keraamilised materjalid taluvad sellist kuumust, jätkas ta, kuid neid pole veel välja töötatud ja katsetatud. Nii et helgetel päevadel kohandavad taimeoperaatorid heelostaate, et piirata tornidesse suunatud päikesevalgust ja hoida temperatuur umbes 570 kraadi juures - palju kuuma, et veest välja auruda, mis keeb temperatuuril 212 kraadi.

Kuna Fernández sõidutas mind Solúcari ülikoolilinnakus ringi, peatusime Solnova 1 ehitusplatsil, mis on esimene viiest siin kavandatud CSP rajatisest, kus kasutatakse niinimetatud parabooli küna tehnoloogiat. Solnova 1 võtab kasutusele madalate künakujuliste peeglitega, igaüks neist mõnesaja jardise pikkusega ja umbes kahe jardise kõrgusega, paralleelsetes ridades nagu tohutult läikivate paelte rida. Iga peegli fookuspunktis töötab läbipaistev toru, mis on täidetud sünteetilise õliga. Peeglid suunavad torudesse päikesevalgust ja kuumutatud õli kasutatakse vee keetmiseks turbiini vedava auru jaoks.

Solnova 1-st lahkudes sattusin silma suure hulga fotogalvaaniliste paneelidega. Ehkki paneelid varustavad umbes kolm megavatti elektrienergiat - see on piisav 2200 leibkonna toiteks -, pole Solúcar fotogalvaanikat rõhutanud. "Fotogalvaanika ei vii tehnoloogiani, mis salvestaks energiat, välja arvatud akudes, " ütles Fernández. See on liiga kulukas.

Tõhusam salvestussüsteem on välja pandud Solúcari TES-is (soojusenergia salvestamiseks), mis kasutab kontsentreeritud päikeseenergiat tohutute sulatatud soolade, peamiselt naatriumi- ja kaaliumnitraatide, soojendamiseks umbes 570 kraadini. Soolad säilitavad kuumust kuni kuus tundi, mis tähendab, et see võib vabaneda pärast päikese loojumist. See salvestusmeetod võiks vähemalt osaliselt lahendada päikeseenergia raskeima väljakutse: toita energiat öösel.

Hispaania õitsev päikesevõimsus on sõltunud kopsakast valitsuse toetusest. (Näiteks maaelu arendamise strateegiajaamade ehitamine ja käitamine maksab umbes kaks korda rohkem kui tavaliste söeküttel töötavate elektrijaamade ehitamine ja käitamine.) Hispaania valitsuse toetus päikeseenergia pakkujatele - maailma heldeimate hulgas - ulatub enam kui 1, 5 miljardi euroni ehk peaaegu 1, 9 miljardit dollarit aastas.

Ameerika Ühendriikides pakuvad föderaal- ja osariikide valitsused eraisikutele, päikeseenergia ettevõtetele ja kommunaalteenuste osutajatele väiksemaid rahalisi stiimuleid. Parabooli künarajatised Californias ja Nevada toodavad juba enam kui 370 megavatti ning Abengoa kavandab Phoenixi lähedal samasugust tehnoloogiat kasutavat 282-megavatist jaama, ütles Massachusettsi osariigis Cambridge'is tekkiva energia uuringute päikeseenergia uuringute juht Reese Tisdale. Uued paraboolsed kütte-, fotogalvaanilised ja CSP taimed on kavandatud Californias, Nevada, New Mexico, Colorados, Põhja-Carolinas ja Floridas.

Jah, Lõuna-Californias asuvasse Mojave kõrbe, kui see läbib osariikide ja föderaalse keskkonnaülevaate, ehitatakse üks massiivne päikesefarm, mis kasutab torne ja heliostaate ning lubab toota 392 megavatti võimsust.

"Kui soovite olla optimistlikud, " ütles Tisdale, "2025. aastaks võiks [Ameerika Ühendriikides] päikeseelektrijaamades olla kuni kaheksa gigavatti toidet." Sellest piisab kuue miljoni USA suuruse linna (ameeriklased) toiteks. kasuta rohkem elektrit kui hispaanlased) ja säästa päevas 37 260 barrelit naftat või 11 000 tonni kivisütt.

Richard Covington kirjutab oma kodust Pariisi lähedal.

Päikesetornide kohal aurustatud ja tolmu kaudu hajutatud kontsentreeritud päikesevalgus keedab auruturbiinide juhtimiseks vett. (Denis Doyle / Getty Images)

Solúcari rajatise aakrilised heliostaadid ehk peeglid keskenduvad päikesekiirtele temperatuuril 570 kraadi, tekitades küll energiat, kuid mitte kahjulikke heitmeid. (Michael Melford / Riiklik Geograafia Selts / Corbis)

Eraldi elektrijaam kasutab päikesekiirte kogumiseks künakujulisi peegleid ja auru tekitamiseks sünteetilist õli. (Markel Redondo / Bloomberg / Getty Images)

Hispaanias Sevillas asuv päikesetorni tehas on maailmas esimene kaubanduslik päikesetorn. See võib pakkuda elektrit kuni 6000 kodu jaoks. (Denis Doyle / Getty Images)