Як працює найбільший в світі проєкт концентрованої сонячної електростанції

Сучасні технології створюють можливості для будь-якої держави перейти на поновлювані джерела дешевої енергії з води, вітру або сонця. Але для цього, звичайно, потрібно докласти зусиль і реалізувати ряд масштабних реформ і проектів, як це зробили, наприклад, в Марокко.

• Як же цій країні вдалося побудувати найбільшу електростанцію концентрованої сонячної енергії, яка виробляє електрику навіть вночі?
• І що дозволило Марокко, яке має мізерні запаси нафти і газу, стати найбільшим імпортером енергії в країнах Близького Сходу і Північної Африки?

 

Марокко єдина країна Північної Африки, яка не має власних запасів викопного палива і імпортує більше 90% енергоресурсів.

Спроби розвивати промисловість призводять до того, що споживання електроенергії збільшується на 5,6% в рік, а брати її в рамках країни ніде. Уряд витрачає мільярди доларів на імпорт палива.

 

Щоб позбавити державу від енергетичної залежності, король Мохаммед VI поставив за мету: до 2030 року генерувати 52% потреб в електриці за допомогою зеленої енергії.

 

Але з чого її отримувати?

 

З гідроресурсами в Марокко погано: більшість річок пересихає, а побудовані в 1960-і водосховища забезпечують населення питною водою, але їх енергетичний ресурс обмежений. У 2008 влада ухвалила Нову енергетичну стратегію. Відповідно до неї, пріоритетні для використання види енергії - сонце і вітер.

Логічно для країни, де кількість сонячних днів в році - понад 300.

 

В рамках стратегії створили Агентство з розвитку відновлюваної енергетики та енергоефективності, Марокканське агентство по сонячній енергетиці, а також ряд науково-дослідних організацій та інвестиційних фондів, що спеціалізуються на зеленій енергетиці.

 

Першим сонячним проектом, розробленим в рамках нової енергетичної стратегії Марокко, стала сонячна електростанція Нур Уарзазат.

 

Уарзазат — місто, розташоване в марокканської пустелі. Воно знамените тим, що тут знімалися відомі фільми і серіали: «Лоуренс Аравійський», «Мумія», «Гра престолів». Але тепер назва міста асоціюється не з кіно, а з найбільшою в світі електростанцією концентрованої сонячної енергії СЕС Нур-Уарзазат. Вона знаходиться в Атлаських горах в західній частині пустелі Сахара в 20 км від столиці провінції Сум-Маса-Драа Уарзазата.

 

Таке місце розташування було обране тому, що рівень річної сонячної радіації тут становить 2635 кВтг / м ². Це один з найбільш високих показників у світі. Сонце тут світить, за рідкісним винятком, 365 днів в році. Розташований на території площею 3000 гектарів (еквівалент 3500 футбольних полів), сонячний комплекс складається з чотирьох окремих сонячних електростанцій, кожна з яких використовує різні технології:

• Noor Ouarzazate I і II - циліндропараболічне дзеркало.
• Noor Ouarzazate III - баштова сонячна електростанція.
• Noor Ouarzazate IV - фотоелектрична станція.

 

Будівництво першої секції почалося в 2013 році, а робота над останньою завершилася в 2018.

 

В основу роботи електростанції покладена технологія концентрованої сонячної енергії. Система використовує великий масив дзеркал, або геліостатів, для концентрації сонячних променів. Ці промені нагрівають рідину, яка створює пар для приводу турбіни і вироблення електроенергії.  У деяких секціях станції вода також використовується як охолоджувач. Всього її витрата становить до 3 мільйонів кубометрів на рік.

Комплекс доповнюється ємностями з розчинами солей, в яких може зберігатися тепло, що дозволяє генерувати електрику після заходу сонця. Щоб підтримувати температуру сольової суміші вище 110 ° C, а температуру синтетичного масла, використовуваного як теплоносій — вище 80°C потрібно 19 тон дизельного палива на день.

Однак у кожної секції електростанції є свої особливості функціонування.

 

Перша фаза комплексу, Нур Уарзазат I була урочисто відкрита королем Мохаммедом VI в 2016 році. Перша черга сонячної електростанції включає 480 гектарів циліндропараболічних дзеркал SENERtrough компанії Sener. Встановлена потужність становить 160 МВт. Об'єкт забезпечує зберігання електричної енергії в сольовому резервуарі протягом 3-х годин.

 

Друга черга Уарзазат займає площу 610 га. Її встановлена потужність становить 200 МВт. Вона використовує технологію концентрації сонячної енергії з параболічними дзеркалами з сухим (повітряним) охолодженням без води. Система дозволяє зберігати електроенергію протягом 7-8 годин.

 

Нур Уарзазат III, введена в експлуатацію в 2018 році, стала першою електростанцією в Марокко, що використовує технологію сонячної вежі з сухим охолодженням. Замість рядів дзеркал ця черга збирає сонячну енергію за допомогою однієї великої вежі висотою 243 метри. Таким чином вдається домогтися істотної економії місця.

Система використовує 7400 геліостатів (дзеркал) HE54 виробництва Sener, кожен з яких має ефективну площу 178,5 м ² і оснащений високоточною системою стеження за сонцем з гідравлічним механізмом. Дзеркала повертаються слідом за Сонцем і направляють його світло на приймач вежі, встановлений на верхній частині конструкції. Вежа заповнена сольовий сумішшю, яка нагрівається сонячними променями до 565 ° C. Це вище, ніж при використанні полів дзеркал, тому станція не вимагає використання палива для підтримки температури сольової суміші.

Гаряча сіль проходить через теплообмінник, щоб нагрівати воду і виробляти пар для роботи турбогенератора і стікає в резервуар з нержавіючої сталі. Ємність резервуара дозволяє накопичити кількість розплавленої солі достатню, щоб гарантувати подачу енергії до 7 годин після заходу сонця.

Об'єкт займає площу 582 га, а встановлена потужність становить 150 МВт. Річне виробництво електроенергії 500 ГВтг Ціна виробленої енергії становить 1,42 дирхама ( 0,14 дол. США ) за кВтг. Після введення в експлуатацію станція генерує зелену енергію, достатню для живлення 120 000 домівок.

 

Інвесторами Нур Уарзазат III є Фонд чистих технологій, KFW, Африканський банк розвитку, Французьке агентство розвитку, Світовий банк і Європейський інвестиційний банк. Вартість проекту становить близько 700 тисяч доларів.

 

Сонячна електростанція, яка виробляє електроенергію навіть вночі! Що може бути більш дивного!

 

Зауважимо, що четверта і остання станція сонячного комплексу площею 137 га і має встановлену потужність 72 МВт також є технологічною новинкою. Тут вперше застосована гібридна фотоелектрична технологія, яка об'єднує традиційні фотогальванічні елементи (використовуються на звичних нам сонячних панелях) з системами концентрованої сонячної енергії (які застосовані на трьох інших станціях Нур Уарзазар . Завдяки всьому цьому, комплекс Нур Уарзазат по праву вважається найбільшим мультитехнологічним майданчиком з виробництва сонячної енергії в світі з потужністю 580 МВт і загальним обсягом інвестицій понад 24 мільярдів дирхамів (близько 2,5 млрд. дол.).

 

Будь-хто може насолодитися футуристичними видами електростанцій, оскільки, крім інфраструктурного, це ще і туристичний об'єкт. У комплексі розмістився тематичний туристичний парк площею 16 гектарів, планування якого відтворює карту Марокко, а також оглядові зали, медіа-бібліотека і вежа, звідки відкривається панорамний вид. Але, звичайно, це не головне.

 

У 2020 році 37% електроенергії Марокко надійшли з поновлюваних джерел. Країна отримала високі оцінки від Євросоюзу і всесвітніх організацій за зусилля в боротьбі з глобальним потеплінням.

Більш того, оскільки СЕС Уарзазат щорічно виробляє безвуглецеву енергію, еквівалентну 2,5 мільйонам тонн нафти, що імпортується, Марокко має величезний потенціал для експорту зеленої енергії в сусідні країни. І країна вже приступила до реалізації деяких масштабних проектів. Тому очевидно, що в найближчі роки СЕС Нур Уарзазат буде сприяти ослабленню енергетичної залежності Марокко і матиме позитивний вплив на місцеву економіку.