Skip to main content

Article Category

Article available in the folowing languages:

Technologia zarządzania zasobami wodnymi mająca prowadzić do uzyskania bardziej zrównoważonych finansowo i środowiskowo elektrowni słonecznych

Skoncentrowana energia słoneczna (CSP) to jedna z najbardziej obiecujących i zrównoważonych technologii pozyskiwania energii ze źródeł odnawialnych, ponieważ umożliwia magazynowanie ciepła przechwyconego z energii słonecznej i przekształcania go na energię elektryczną w miarę rosnących potrzeb. Jednakże skuteczne masowe wprowadzenie zasilania przez systemy CSP będzie ostatecznie zależeć od pokonania głównych przeszkód, takich jak brak rentowności ekonomicznej i ograniczony dostęp do wody.

Zmiana klimatu i środowisko
Technologie przemysłowe
Energia

Do poprawnej pracy elektrowni parowych, takich jak elektrownie CSP, wymagana jest znaczna ilość wody. Elektrownie tego rodzaju zużywają do 3 000 m3/GWh, a działają w obszarach ubogich w źródła wody. Większość tych zakładów zużywa wodę w ilości wystarczającej do zapełnienia jednego basenu olimpijskiego dziennie. Ponadto obszary o dużym nasłonecznieniu, gdzie elektrownie CSP sprawdzają się najlepiej, są zazwyczaj jałowe. Dlatego oszczędne gospodarowanie wodą ma tak zasadnicze znaczenie w zapewnieniu elektrowniom CSP konkurencyjności ekonomicznej i zrównoważonej pracy. Aby ograniczyć zużycie wody w elektrowniach CSP, zespół pracujący nad finansowanym ze środków UE projektem WASCOP rozwinął bardziej elastyczne i lepsze w adaptacji rozwiązanie zintegrowane. Na opracowany zestaw narzędzi składają się różne innowacyjne technologie i zoptymalizowane strategie służące ochładzaniu bloków mocy i czyszczeniu powierzchni optycznych pola słonecznego. Koordynatorka projektu Delphine Bourdon mówi: „To całościowe rozwiązanie, które gwarantuje skuteczne łączenie technologii mogących znaleźć zastosowanie na dowolnym polu słonecznym, w dowolnym układzie chłodzenia bloku mocy i niezależne od położenia elektrowni CSP. Proponowana innowacja przyczynia się do zmniejszenia zużycia wody w zakresie od 70 % do 90 % i znacznie poprawia zarządzenie gospodarką wodną w zakładzie CSP”.

Optymalizacja metod chłodzenia i czyszczenia w procesach stosowanych w elektrowniach CSP

Partnerzy projektu stworzyli modele komponentów zestawu narzędzi do przeprowadzania działań związanych z chłodzeniem i czyszczeniem. W kwestii chłodzenia ich uwaga skupiła się na technologiach takich, jak opóźnione odprowadzanie ciepła za pomocą różnych metod jego magazynowania, hybrydowe chłodnice mokro-suche oraz innowacyjna chłodnica wszechstronnego zastosowania. W każdym z tych przypadków zaprojektowali i przetestowali funkcjonalne prototypy, a następnie opisali je modelami wykorzystującymi metody numeryczne. Krok ten umożliwił przewidzenie ilości wody i energii, jakie zostaną zaoszczędzone w przypadku zastosowania każdej z tych technologii oraz wskazanie powiązanych z nimi parametrów ekonomicznych dla dowolnej lokalizacji elektrowni i zastosowanych w jej obrębie konfiguracji. Bourdon wyjaśnia: „Ilość wody, jaką zazwyczaj pochłania chłodzenie bloku mocy, została zmniejszona o 90 %, a wydajność elektrowni chłodzonych na sucho w wysokich temperaturach roboczych wzrosła”. Aby rozwiązać problem czyszczenia, opracowano szereg laboratoryjnych prototypów czujników zabrudzenia. Uzyskiwane przez nie wyniki wydają się obiecujące – czujniki oferują odpowiednio dokładne poziomy informacji o zabrudzeniach. Korzystając z tych danych oraz po przygotowaniu opracowanego modelu zabrudzenia i zaroszenia, właściciele elektrowni będą mogli łatwiej i wygodniej planować prace w ramach cykli czyszczenia, a także oszczędzać wodę. Ponadto technologie zapobiegające zapyleniu, na które składają się bariery przeciwpyłowe wokół pól słonecznych oraz powłoki zapobiegające zabrudzeniom nanoszone na szklane powierzchnie absorbujące oraz reflektory, po sprawdzeniu w warunkach pracy poza pomieszczeniami również dają wyraźne efekty. Bourdon mówi: „Działania polegające na czyszczeniu wodą prowadzone na terenie CSP po wdrożeniu proponowanych technologii powinny być o połowę rzadsze niż w elektrowniach niekorzystających z naszych rozwiązań”.

Znaczna oszczędność wody, lepsza generacja energii

Zespół WASCOP skutecznie przetestował i ocenił działanie zestawu narzędzi w warunkach rzeczywistych w trzech zakładach testowych we Francji, Hiszpanii i Maroku. Członkowie zespołu ocenili techniczny, ekonomiczny i środowiskowy wpływ na działanie zakładów CSP dla wszystkich opracowanych rozwiązań technologicznych. Operatorzy elektrowni, ich właściciele oraz dostawcy usług już wyrazili zainteresowanie tymi technologiami. Bourdon podsumowuje: „Projekt WASCOP umożliwił odbiorcy końcowemu uzyskanie bardziej ogólnego oglądu problemu obecnego zużycia wody w elektrowniach CSP oraz potencjału technologii CSP i ich zastosowania. Udało się nam wskazać różne kierunki poprawy stanu zużycia wody i potencjału komercyjnego. Wyniki będą wspierać rozwój korzystania z energii odnawialnej CSP w obszarach, w których konkurencja o dostęp do wody z lokalną ludnością staje się coraz bardziej zauważalna”.

Słowa kluczowe

WASCOP, woda, CSP, elektrownia CSP, energia, chłodzenie, blok mocy, pole słoneczne, energia słoneczna

Znajdź inne artykuły w tej samej dziedzinie zastosowania