Энергаспажыванне складае вялікую долю ў эксплуатацыйных выдатках ачышчальных збудаванняў. Як выкарыстоўваць новыя тэхналогіі і аднаўляльныя крыніцы энергіі для павышэння энергаэфектыўнасці і зніжэння спажывання энергіі ў працэсе водазабеспячэння і ачысткі вады стала ў цэнтры ўвагі многіх ачышчальных збудаванняў у свеце. Сёння мы пазнаёмім вас з прымяненнем сонечнай энергіі на некалькіх каналізацыйных заводах у Злучаных Штатах.

Вашынгтонская прыгарадная санітарная камісія, ачышчальная станцыя Сенека і Заходняга аддзялення, Джэрмантаун і Верхні Мальбара, штат Мэрыленд

Вашынгтонская прыгарадная санітарная камісія (WSSC) стварыла дзве незалежныя сонечныя фотаэлектрычныя электрастанцыі магутнасцю 2 МВт, кожная з якіх можа кампенсаваць штогадовую закупку электраэнергіі ў сетцы прыкладна 3278 МВт/год. Абедзве фотаэлектрычныя сістэмы вытворчасці электраэнергіі пабудаваныя на адкрытых пляцоўках над зямлёй, побач з ачышчальнымі збудаваннямі. Standard Solar быў абраны ў якасці падрадчыка EPC, а Washington Gas Energy Services (WGES) быў уладальнікам і пастаўшчыком PPA. AECOM дапамагае WSSC разглядаць праектную дакументацыю пастаўшчыкоў EPC для забеспячэння высокай якасці сістэмы.

AECOM таксама прадставіў дакументы на прыродаахоўны дазвол у Дэпартамент навакольнага асяроддзя штата Мэрыленд (MDE), каб пераканацца, што сонечная фотаэлектрычная сістэма адпавядае мясцовым прыродаахоўным правілам. Абедзве сістэмы падключаны да кліента паніжальнай прылады 13.2 кВ/480 В і размешчаны паміж трансфарматарам і любымі рэле або выключальнікамі, якія абараняюць ачышчальныя збудаванні. З-за выбару кропак падключэння і выпрацоўкі сонечнай энергіі, якая часам (хоць і рэдка) перавышае энергаспажыванне на месцы, былі ўстаноўлены новыя рэле, каб прадухіліць вяртанне выхадной энергіі ў сетку. Стратэгія ўзаемазлучэння ачышчальных збудаванняў сцёкавых вод DC Water’s Blue Plains моцна адрозніваецца ад ачышчальных збудаванняў WSSC і патрабуе некалькіх метадаў ўзаемазлучэння, галоўным чынам улічваючы, што ёсць два асноўных фідэра электраэнергіі, якія аддзяляюцца да трох асноўных электралічыльнікаў і адпаведных ланцугоў сярэдняга напружання.

Станцыя па ачыстцы сцёкавых вод Hill Canyon, Таузенд Оукс, Каліфорнія

Станцыя па ачыстцы сцёкавых вод Hill Canyon была пабудавана ў 1961 годзе з магутнасцю перапрацоўкі каля 38,000 65 тон у суткі і вядомая сваім выдатным кіраваннем навакольным асяроддзем. Каналізацыйная станцыя абсталявана трохступенчатай ачышчальнай прыладай, а вычышчаныя сцёкавыя воды могуць быць паўторна выкарыстаны ў якасці меліяраванай вады. 500% спажыванай электраэнергіі на пляцоўцы вырабляецца кагенерацыйнай устаноўкай магутнасцю 584 кілават і сонечнай фотаэлектрычнай сістэмай магутнасцю 500 кілават пастаяннага току (8 кілават пераменнага току). Сонечная фотаэлектрычная сістэма ўстаноўлена ў пераліўным рэзервуары ў якасці сушыльнага пласта біяцвёрдых рэчываў, як паказана на малюнку 2007. Гэтыя модульныя кампаненты ўстаноўлены на аднавосевым трэкеры над самым высокім узроўнем вады, а ўсе электрычныя прылады ўстаноўлены з аднаго боку канал, каб звесці да мінімуму пранікненне вады. Сістэма прызначана толькі для ўстаноўкі вертыкальных анкераў пірса на існуючую бетонную ніжнюю пліту басейна, што скарачае аб’ём канструкцыі, неабходнай для традыцыйных свай або падмуркаў. Сонечная фотаэлектрычная сістэма была ўстаноўлена ў пачатку 15 года і можа кампенсаваць XNUMX% бягучых закупак сеткі.

Акруга водазабеспячэння акругі Вентура, завод меліяраванай вады Мурпарк, Мурпарк, Каліфорнія

Прыкладна 2.2 мільёна галонаў (прыкладна 8330 м3) сцёкавых вод ад 9,200 карыстальнікаў сцякаюць у водазабеспячэнне Moorpark кожны дзень. У стратэгічным плане акругі Вентура на 2011-2016 гады падрабязна апісаны пяць «ключавых абласцей», у тым ліку «навакольнае асяроддзе, землекарыстанне і інфраструктура». Ніжэй прыведзены ключавыя стратэгічныя мэты ў гэтай канкрэтнай вобласці: «Укараненне эканамічна эфектыўных мер па энергазберажэнні і скарачэнні выкідаў шляхам незалежнай эксплуатацыі, рэгіянальнага планавання і дзяржаўнага і прыватнага супрацоўніцтва».

У 2010 годзе водны раён № 1 акругі Вентура супрацоўнічаў з AECOM для даследавання фотаэлектрычных сістэм. У ліпені 2011 г. рэгіён атрымаў 1.13 МВт прэміі па выніках праекта фотаэлектрычнай вытворчасці ў Мурпарк па рэкультывацыі адходаў. Рэгіён прайшоў доўгі працэс запыту прапаноў (RFP). Нарэшце, у пачатку 2012 года RECSolar атрымала дазвол на праект, каб пачаць праектаванне і будаўніцтва фотаэлектрычнай сістэмы. Фотаэлектрычная сістэма была ўведзена ў эксплуатацыю ў лістападзе 2012 года і атрымала дазвол на паралельную эксплуатацыю.

Цяперашняя сонечная фотаэлектрычная сістэма можа выпрацоўваць каля 2.3 мільёна кілават-гадзін электраэнергіі кожны год, што можа амаль кампенсаваць 80% электраэнергіі, якую закупляе вадаправод з сеткі. Як паказана на малюнку 9, аднавосевая сістэма адсочвання выпрацоўвае на 20% больш электраэнергіі, чым традыцыйная сістэма фіксаванага нахілу, таму агульная вытворчасць электраэнергіі была палепшана. Варта адзначыць, што калі вось знаходзіцца ў напрамку поўнач-поўдзень і разрадны масіў знаходзіцца ў адкрытай мясцовасці, аднавосевая сістэма сачэння мае найбольшую эфектыўнасць. Завод па перапрацоўцы адходаў Mookpark выкарыстоўвае прылеглыя сельскагаспадарчыя ўгоддзі, каб забяспечыць лепшае месца для фотаэлектрычных сістэм. Падмурак сістэмы адсочвання закладзены на шырокую падземную бэльку, што значна скарачае кошт і час будаўніцтва. За ўвесь жыццёвы цыкл праекта рэгіён зэканоміць прыкладна 4.5 мільёна долараў.

Адміністрацыя камунальных службаў акругі Камдэн, Нью-Джэрсі

У 2010 годзе муніцыпальнае ўпраўленне камунальных паслуг акругі Камдэн (CCMUA) паставіла перад сабой смелую мэту выкарыстоўваць 100% аднаўляльную энергію, якая таннейшая за мясцовую электраэнергію, для перапрацоўкі 60 мільёнаў галонаў, якія выпрацоўваюцца ў дзень (каля 220,000 XNUMX м³) сцёкавых вод. CCMUA разумее, што сонечныя фотаэлектрычныя сістэмы маюць такі патэнцыял. Тым не менш, ачышчальныя збудаванні CCMUA ў асноўным складаюцца з адкрытых рэакцыйных рэзервуараў, і традыцыйныя сонечныя батарэі на даху не могуць сфармаваць пэўны маштаб для падачы электраэнергіі.

Нягледзячы на ​​гэта, CCMUA застаецца адкрытым тэндэрам. Спадар Хеліо Сейдж, які ўдзельнічаў у тэндэры, выказаў перакананне, што праз некаторыя дадатковыя праекты над адкрытым адстойнікам будзе разгорнута фотаэлектрычная сістэма, падобная да сонечнага гаража. Паколькі праект мае сэнс толькі ў тым выпадку, калі CCMUA можа дасягнуць неадкладнай эканоміі энергіі, дызайн схемы павінен быць не толькі надзейным, але і эканамічна эфектыўным.

У ліпені 2012 года Сонечны цэнтр CCMUA запусціў сонечную фотаэлектрычную сістэму вытворчасці электраэнергіі магутнасцю 1.8 МВт, якая складаецца з больш чым 7,200 сонечных панэляў і ахоплівае адкрыты басейн плошчай 7 акраў. Інавацыя канструкцыі заключаецца ва ўсталёўцы сістэмы навесаў вышынёй 8-9 футаў, якая не будзе перашкаджаць выкарыстанню, эксплуатацыі або абслугоўванню іншага абсталявання басейнаў.

Сонечная фотаэлектрычная канструкцыя ўяўляе сабой антыкаразійную (салёная вада, вуглякіслая кіслата і серавадарод) канструкцыю і мадыфікаваны навес для аўтамабіля вытворчасці кампаніі Schletter (вядомы пастаўшчык фотаэлектрычных кранштэйнаў, у тым ліку аўталаў). Згодна з PPA, CCMUA не мае капітальных выдаткаў і не нясе адказнасці за выдаткі на эксплуатацыю і тэхнічнае абслугоўванне. Адзіная фінансавая адказнасць CCMUA – плаціць фіксаваную цану за сонечную энергію на працягу 15 гадоў. CCMUA мяркуе, што гэта дазволіць зэканоміць мільёны долараў выдаткаў на энергію.

Мяркуецца, што сонечная фотаэлектрычная сістэма будзе выпрацоўваць каля 2.2 мільёна кілават-гадзін (кВт-гадз) электраэнергіі кожны год, і прадукцыйнасць на аснове інтэрактыўнага сайта CCMUA будзе лепшай. Вэб-сайт адлюстроўвае бягучую і назапашаную вытворчасць энергіі і атрыбуты навакольнага асяроддзя, а таксама адлюстроўвае бягучую вытворчасць энергіі ў рэжыме рэальнага часу, як паказана на малюнку ніжэй.

Муніцыпальны водны акруга Заходняга басейна, Э.І.Сегундо, Каліфорнія

Муніцыпальны водны акруга Заходняга басейна (West Basin Municipal Water District) – гэта дзяржаўная ўстанова, прысвечаная інавацыям з 1947 года, забяспечваючы пітной і апрацаванай вадой 186 квадратных міль заходняга Лос-Анджэлеса. Заходні басейн – шостая па велічыні акваторыя ў Каліфорніі, якая абслугоўвае амаль мільён чалавек.

У 2006 годзе West Basin вырашыў усталяваць сонечныя фотаэлектрычныя сістэмы вытворчасці электраэнергіі на сваіх збудаваннях для меліярацыі, спадзеючыся атрымаць доўгатэрміновыя фінансавыя і экалагічныя выгады. У лістападзе 2006 года Sun Power дапамагла West Basin ўсталяваць і завяршыць фотаэлектрычны масіў, які складаецца з 2,848 модуляў і выпрацоўвае 564 кілават пастаяннага току. Сістэма ўстаноўлена на верхняй частцы падземнага рэзервуара для апрацоўкі бетону ў гэтым раёне. Сонечная фотаэлектрычная сістэма вытворчасці электраэнергіі West Basin можа выпрацоўваць каля 783,000 10 кілават-гадзін чыстай аднаўляльнай энергіі штогод, зніжаючы пры гэтым кошт грамадскіх аб’ектаў больш чым на 2006%. З моманту ўстаноўкі фотаэлектрычнай сістэмы ў 2014 годзе сукупная выпрацоўка энергіі па стане на студзень 5.97 года склала XNUMX гігават (ГВт·г). На малюнку ніжэй паказана фотаэлектрычная сістэма ў Заходнім басейне.

Ранча Каліфорнія водны раён, Санта-Роза завод меліяраваных вады, Мурыета, Каліфорнія

З моманту свайго заснавання ў 1965 годзе, Ранча Каліфорнійскі водны акруга (Rancho California Water District, RCWD) прадастаўляе паслугі пітной вады, ачысткі сцёкавых вод і паўторнага выкарыстання вады ў раёнах у радыусе 150 квадратных міль. Тэрыторыяй абслугоўвання з’яўляецца Тэмекула / Ранча Каліфорнія, уключаючы Тэмекула-Сіці, часткі горада Мурыета і іншыя раёны акругі Рыверсайд.

RCWD мае перспектыўнае бачанне і вельмі адчувальны да навакольнага асяроддзя і стратэгічных выдаткаў. Сутыкнуўшыся з павелічэннем выдаткаў на грамадскія аб’екты і гадавых выдаткаў на энергію больш за 5 мільёнаў долараў ЗША, яны разглядалі выпрацоўку сонечнай фотаэлектрычнай энергіі ў якасці альтэрнатывы. Перш чым разглядаць сонечныя фотаэлектрычныя сістэмы, савет дырэктараў RCWD ацаніў шэраг варыянтаў аднаўляльных крыніц энергіі, уключаючы энергію ветру, перапампаваныя рэзервуары і г.д.

У студзені 2007 г., кіруючыся Каліфарнійскай праграмай сонечнай энергіі, RCWD атрымаў узнагароду за прадукцыйнасць – усяго 0.34 долара за кілават-гадзіну электраэнергіі на працягу пяці гадоў пад юрысдыкцыяй мясцовай камунальнай службы. RCWD ажыццяўляе PPA праз SunPower без капітальных выдаткаў. RCWD трэба плаціць толькі за электрычнасць, выпрацоўваемую фотаэлектрычнай сістэмай. Фотаэлектрычная сістэма фінансуецца, належыць і кіруецца SunPower.

З моманту ўстаноўкі фотаэлектрычнай сістэмы пастаяннага току RCWD магутнасцю 1.1 МВт у 2009 годзе гэты раён карыстаецца мноствам пераваг. Напрыклад, установа рэкультывацыі вады Санта-Роза (Santa Rosa Water Reclamation Facility) можа зэканоміць 152,000 30 долараў ЗША ў год, кампенсуючы прыблізна 73% патрэбаў завода ў энергіі. Акрамя таго, паколькі RCWD выбірае крэдыты на аднаўляльныя крыніцы энергіі (REC), звязаныя з яго фотаэлектрычнай сістэмай, ён можа скараціць больш чым 30 мільёны фунтаў шкодных выкідаў вуглякіслага газу ў бліжэйшыя XNUMX гадоў і аказваць станоўчы ўплыў на рынак на навакольнае асяроддзе.

Чакаецца, што сонечная фотаэлектрычная сістэма дазволіць зэканоміць да 6.8 мільёна долараў ЗША на электраэнергіі ў рэгіёне ў бліжэйшыя 20 гадоў. Сонечная фотаэлектрычная сістэма, усталяваная на заводзе RCWD Santa Rosa, з’яўляецца сістэмай сачэння за нахілам. У параўнанні з традыцыйнай сістэмай фіксаванага нахілу, яе рэнтабельнасць вытворчасці энергіі прыкладна на 25% вышэй. Такім чынам, ён падобны да аднавосевай фотаэлектрычнай сістэмы і фіксаваны. У параўнанні з сістэмай нахілу, эканамічная эфектыўнасць таксама значна палепшылася. Акрамя таго, сістэма нахільнага сачэння патрабуе большай плошчы, каб не закрываць цень па лініі, і павінна быць арыентавана па прамой лініі. Касая сістэма сачэння мае свае абмежаванні. Як і аднавосевая сістэма адсочвання, яна павінна быць пабудавана на адкрытай і неабмежаванай прастакутнай зоне.