Suure osa reoveepuhastite tegevuskuludest moodustab energiatarbimine. Uute tehnoloogiate ja taastuvenergia kasutamine veevarustus- ja veepuhastusprotsessis energiatõhususe parandamiseks ja energiatarbimise vähendamiseks on muutunud paljude maailma reoveepuhastite fookuseks. Täna tutvustame teile päikeseenergia rakendamist mitmetes Ameerika Ühendriikide kanalisatsioonijaamades.

Washingtoni eeslinna sanitaarkomisjon, Seneca ja Western Branchi reoveepuhastusjaam, Germantown ja Upper Marlboro, Maryland

Washingtoni äärelinna sanitaarkomisjon (WSSC) on loonud kaks sõltumatut 2 MW päikeseenergia elektrijaama, millest igaüks suudab kompenseerida iga-aastast võrguga ühendatud elektrienergia ostu ligikaudu 3278 MWh aastas. Mõlemad fotogalvaanilised elektritootmissüsteemid on ehitatud maapinnast kõrgemale avatud aladele, reoveepuhasti kõrvale. Standard Solar valiti EPC töövõtjaks ning Washington Gas Energy Services (WGES) oli omanik ja PPA pakkuja. AECOM abistab WSSC-d EPC tarnijate projekteerimisdokumentide ülevaatamisel, et tagada süsteemi kõrge kvaliteet.

AECOM esitas ka Marylandi keskkonnaministeeriumile (MDE) keskkonnaloa dokumendid tagamaks, et fotogalvaaniline päikesesüsteem vastab kohalikele keskkonnaeeskirjadele. Mõlemad süsteemid on ühendatud 13.2kV/480V alandusseadme kliendiga ja asuvad trafo ja reoveepuhastit kaitsvate releede või kaitselülitite vahel. Seoses ühenduspunktide valikuga ja päikeseenergia tootmisega, mis kohati (kuigi harva) ületab kohapealset energiatarbimist, on paigaldatud uued releed, mis takistavad väljundvõimsuse naasmist võrku. DC Wateri Blue Plainsi reoveepuhasti rajatiste ühendamise strateegia on väga erinev WSSC omast ja nõuab mitut ühendusmeetodit, arvestades peamiselt seda, et kolme peamise elektriarvesti ja vastavate keskpingeahelatega hargnevad kaks peamist elektritoiteallikat.

Hill Canyoni reoveepuhastusjaam, Thousand Oaks, California

Hill Canyoni reoveepuhastusjaam ehitati 1961. aastal, selle igapäevane töötlemisvõimsus on ligikaudu 38,000 65 tonni ja mis on tuntud oma suurepärase keskkonnajuhtimise poolest. Reoveejaam on varustatud kolmeastmelise puhastusseadmega ning puhastatud heitvett saab taaskasutada taaskasutatud veena. 500% kohapealsest elektritarbimisest toodab 584-kilovatine koostootmisagregaat ja 500-kilovatine alalisvoolu (8-kilovatine vahelduvvoolu) päikeseenergiasüsteem. Fotogalvaaniline päikesesüsteem paigaldatakse ülevoolureservuaari biotahkete ainete kuivatuskihina, nagu on näidatud joonisel 2007. Need moodulkomponendid paigaldatakse üheteljelisele jälgimisseadmele kõrgeima veetaseme kohal ja kõik elektriseadmed on paigaldatud veepinna ühele küljele. kanal, et minimeerida vee sissetungi. Süsteem on loodud nii, et olemasolevale betoonist basseini põhjaplaadile tuleb paigaldada ainult vertikaalsed kaiankrud, mis vähendab traditsiooniliste vaiade või vundamentide jaoks vajalikku ehitusmahtu. Fotogalvaaniline päikesesüsteem paigaldati 15. aasta alguses ja see suudab kompenseerida XNUMX% praegustest võrguostudest.

Ventura maakonna veevärgi piirkond, Moorparki regenereeritud veetehas, Moorpark, California

Moorparki veekogumisrajatisse voolab iga päev ligikaudu 2.2 miljonit gallonit (ligikaudu 8330 m3) 9,200 kasutaja kanalisatsiooni. Ventura maakonna 2011.–2016. aasta strateegiline plaan kirjeldas viit võtmevaldkonda, sealhulgas keskkonda, maakasutust ja infrastruktuuri. Selle konkreetse valdkonna peamised strateegilised eesmärgid on järgmised: “Rakendada kulutõhusaid energiasäästu- ja heitkoguste vähendamise meetmeid iseseisva toimimise, regionaalplaneerimise ning avaliku ja erasektori koostöö kaudu.”

2010. aastal tegi Ventura maakonna veepiirkond nr 1 koostööd AECOM-iga, et uurida fotogalvaanilisi süsteeme. 2011. aasta juulis sai piirkond Moorparki jäätmekäitluskeskuses 1.13 MW fotogalvaanilise projekti tulemuslikkuse auhinnafondi. Piirkond on läbinud pika ettepanekutaotluse (RFP) protsessi. Lõpuks, 2012. aasta alguses anti RECSolarile volitused fotogalvaanilise süsteemi projekteerimise ja ehitamise alustamiseks. Fotogalvaaniline süsteem võeti kasutusele 2012. aasta novembris ja sai paralleelse tööloa.

Praegune fotogalvaaniline päikesesüsteem suudab igal aastal toota umbes 2.3 miljonit kilovatt-tundi elektrit, mis võib peaaegu kompenseerida 80% veejaama poolt võrgust ostetud elektrienergiast. Nagu on näidatud joonisel 9, toodab üheteljeline jälgimissüsteem 20% rohkem elektrit kui traditsiooniline fikseeritud kallutussüsteem, seega on üldine elektritootmine paranenud. Tuleb märkida, et kui telg on põhja-lõuna suunal ja bitimassiiv on avatud alal, on üheteljelise jälgimissüsteemi efektiivsus kõrgeim. Mookparki jäätmetöötlustehas kasutab külgnevat põllumaad, et pakkuda fotogalvaanilistele süsteemidele parimat kohta. Jälgimissüsteemi vundament on kuhjatud maa alla laiale ääriktalale, mis vähendab oluliselt ehituskulusid ja aega. Kogu projekti elutsükli jooksul säästab piirkond ligikaudu 4.5 miljonit USA dollarit.

Camdeni maakonna kommunaalteenuste administratsioon, New Jersey

2010. aastal seadis Camden County Municipal Utilities Authority (CCMUA) endale julge eesmärgi kasutada 100% taastuvenergiat, mis on kohalikust elektrist odavam, et töödelda päevas tekkivat 60 miljonit gallonit (umbes 220,000 XNUMX m³) kanalisatsiooni. CCMUA mõistab, et fotogalvaanilistel päikesesüsteemidel on selline potentsiaal. CCMUA reoveepuhastusjaam koosneb aga peamiselt avatud reaktsioonipaakidest ja traditsioonilised katusel olevad päikesepaneelid ei saa toiteallikaks teatud skaalat moodustada.

Vaatamata sellele on CCMUA endiselt avatud hange. Hankes osalenud Helio Sage avaldas veendumust, et mõne lisaprojekti kaudu võetakse avatud settepaagi kohale päikesegaraaži sarnane fotogalvaaniline süsteem. Kuna projektil on mõtet ainult siis, kui CCMUA suudab saavutada kohese energiasäästu, peab skeemi ülesehitus olema mitte ainult vastupidav, vaid ka kulutõhus.

2012. aasta juulis käivitas CCMUA päikesekeskus 1.8 MW fotogalvaanilise päikeseenergia tootmissüsteemi, mis koosneb enam kui 7,200 päikesepaneelist ja hõlmab 7 aakri suurust avatud basseini. Disaini uuendus seisneb 8-9 jala kõrguse varikatussüsteemi paigaldamises, mis ei sega teiste seadmete basseinide kasutamist, tööd ega hooldust.

Päikese fotogalvaaniline struktuur on korrosioonivastane (soolavesi, süsihape ja vesiniksulfiid) ning Schletteri (tuntud fotogalvaaniliste klambrisüsteemide, sealhulgas autovarjualuste tarnija) toodetud modifitseeritud autovarjualune. PPA andmetel ei ole CCMUA-l kapitalikulutusi ning ta ei vastuta tegevus- ja hoolduskulude eest. CCMUA ainus rahaline kohustus on maksta päikeseenergia eest fikseeritud hinda 15 aasta jooksul. CCMUA hinnangul säästab see energiakuludelt miljoneid dollareid.

Hinnanguliselt toodab päikeseenergia süsteem igal aastal umbes 2.2 miljonit kilovatt-tundi (kWh) elektrit ja CCMUA interaktiivsel veebisaidil põhinev jõudlus on parem. Veebisaidil kuvatakse praegune ja akumuleeritud energiatootmine ja keskkonnaomadused ning kajastub praegune energiatoodang reaalajas, nagu on näidatud alloleval joonisel.

West Basini linna veepiirkond, EI Segundo, California

West Basin Municipal Water District (West Basin Municipal Water District) on avalik-õiguslik asutus, mis on pühendunud innovatsioonile alates 1947. aastast, pakkudes joogi- ja regenereeritud vett 186 ruutmiili suurusele Los Angelese lääneosale. West Basin on California suuruselt kuues veeala, mis teenindab ligi miljonit inimest.

2006. aastal otsustas West Basin paigaldada oma taaskasutatud veerajatistele fotogalvaanilised päikeseenergiasüsteemid, lootes saada pikaajalist rahalist ja keskkonnaalast kasu. 2006. aasta novembris aitas Sun Power West Basinil paigaldada ja lõpule viia fotogalvaanilise massiivi, mis koosneb 2,848 moodulist ja toodab 564 kilovatti alalisvoolu. Süsteem on paigaldatud piirkonnas asuva maa-aluse betooni töötlemise mahuti otsa. West Basini fotogalvaaniline päikeseenergia tootmissüsteem suudab igal aastal toota umbes 783,000 10 kilovatt-tundi puhast taastuvenergiat, vähendades samal ajal avalike rajatiste kulusid rohkem kui 2006%. Alates fotogalvaanilise süsteemi paigaldamisest 2014. aastal oli kumulatiivne energiatoodang 5.97. aasta jaanuari seisuga XNUMX gigavatti (GWh). Alloleval pildil on fotogalvaaniline süsteem Läänebasseinis.

Rancho California veepiirkond, Santa Rosa regenereeritud veetehas, Murrieta, California

Alates asutamisest 1965. aastal on Rancho California veepiirkond (Rancho California veepiirkond, RCWD) pakkunud joogivee-, reoveepuhastus- ja vee taaskasutamise puhastusteenuseid 150 ruutmiili raadiuses asuvatele aladele. Teeninduspiirkond on Temecula/RanchoCalifornia, sealhulgas Temecula linn, Murrieta linna osad ja muud Riverside’i maakonna piirkonnad.

RCWD-l on tulevikku vaatav nägemus ning see on väga tundlik keskkonna ja strateegiliste kulude suhtes. Seistes silmitsi kasvavate avalike rajatiste kulude ja enam kui 5 miljoni USA dollari suuruste iga-aastaste energiakuludega, pidasid nad alternatiiviks päikeseenergia tootmist. Enne fotogalvaaniliste päikesesüsteemide kaalumist hindas RCWD direktorite nõukogu mitmeid taastuvenergia võimalusi, sealhulgas tuuleenergiat, pumpamismahuteid jne.

2007. aasta jaanuaris sai RCWD California päikeseenergia programmi eestvedamisel kohaliku kommunaalettevõtte jurisdiktsiooni all viie aasta jooksul ainult 0.34 dollarit elektrienergia kilovatt-tunni eest. RCWD teostab PPA-d SunPoweri kaudu ilma kapitalikuludeta. RCWD peab maksma ainult fotogalvaanilise süsteemi toodetud elektri eest. Fotogalvaanilist süsteemi rahastab, omab ja haldab SunPower.

Alates RCWD 1.1 MW alalisvoolu fotogalvaanilise süsteemi paigaldamisest 2009. aastal on piirkonnas olnud palju eeliseid. Näiteks võib Santa Rosa veekogumisrajatis (Santa Rosa Water Reclamation Facility) säästa kulusid 152,000 30 USA dollarit aastas, kompenseerides ligikaudu 73% tehase energiavajadusest. Lisaks, kuna RCWD valib oma fotogalvaanilise süsteemiga seotud taastuvenergia krediidid (REC), võib see järgmise 30 aasta jooksul vähendada kahjulikke süsinikdioksiidi heitkoguseid enam kui XNUMX miljoni naela võrra ja sellel on positiivne turumõju keskkonnale.

Fotogalvaaniline päikesesüsteem peaks järgmise 6.8 aasta jooksul piirkonna elektrikuludelt kokku hoidma kuni 20 miljonit USA dollarit. RCWD Santa Rosa tehases paigaldatud fotogalvaaniline päikesesüsteem on kalde jälgimise süsteem. Võrreldes traditsioonilise fikseeritud kaldesüsteemiga on selle energiatootmise tootlus umbes 25% kõrgem. Seetõttu on see sarnane üheteljelise fotogalvaanilise süsteemiga ja fikseeritud. Võrreldes kallutussüsteemiga on ka kuluefektiivsus oluliselt paranenud. Lisaks nõuab kaldus jälgimissüsteem suuremat ala, et vältida varju ummistumist rida-realt, ja see peab olema suunatud sirgjoonele. Kaldus jälgimissüsteemil on oma piirangud. Sarnaselt üheteljelise jälgimissüsteemiga tuleb see ehitada avatud ja piiramatule ristkülikukujulisele alale.