Energiankulutus muodostaa suuren osan jätevedenpuhdistamoiden käyttökustannuksista. Uusien teknologioiden ja uusiutuvan energian hyödyntäminen energiatehokkuuden parantamiseksi ja energiankulutuksen vähentämiseksi vedenjakelu- ja vedenkäsittelyprosessissa on noussut monien jätevedenpuhdistamoiden huomion kohteeksi maailmassa. Tänään esittelemme sinulle aurinkoenergian käytön useissa jätevesilaitoksissa Yhdysvalloissa.

Washington Suburban Sanitation Commission, Senecaand Western Branch Wastewater Treatment Plant, Germantown & Upper Marlboro, Maryland

Washingtonin esikaupunkien terveyskomissio (WSSC) on perustanut kaksi itsenäistä 2 MW:n aurinkosähkövoimalaa, joista kukin voi kompensoida vuotuisen verkkoon kytketyn sähkön oston noin 3278 MWh/vuosi. Molemmat aurinkosähkön tuotantojärjestelmät on rakennettu avoimille maanpinnan yläpuolelle jätevedenpuhdistamon viereen. Standard Solar valittiin EPC-urakoitsijaksi, ja Washington Gas Energy Services (WGES) oli omistaja ja PPA-toimittaja. AECOM avustaa WSSC:tä EPC-toimittajien suunnitteluasiakirjojen tarkistamisessa varmistaakseen järjestelmän korkean laadun.

AECOM toimitti myös ympäristölupaasiakirjat Marylandin ympäristöministeriölle (MDE) varmistaakseen, että aurinkosähköjärjestelmä on paikallisten ympäristömääräysten mukainen. Molemmat järjestelmät on kytketty 13.2kV/480V alaslaskulaitteen asiakkaaseen ja sijaitsevat muuntajan ja jätevedenpuhdistamoa suojaavien releiden tai katkaisijoiden välissä. Yhteyspisteiden valinnan ja joskus (tosin harvoin) paikan päällä sähkönkulutuksen ylittävän aurinkosähkön vuoksi on asennettu uusia releitä estämään tehon palautuminen verkkoon. DC Waterin Blue Plainsin jätevedenpuhdistamon tilojen yhteenliittämisstrategia on hyvin erilainen kuin WSSC:n ja vaatii useita yhteenliittämismenetelmiä, pääasiassa ottaen huomioon, että kolmelle pääsähkömittarille haarautuvat kaksi päävirtalähdettä ja vastaavat keskijännitepiirit.

Hill Canyonin jätevedenpuhdistamo, Thousand Oaks, Kalifornia

Hill Canyonin jätevedenpuhdistamo on rakennettu vuonna 1961, ja sen päivittäinen käsittelykapasiteetti on noin 38,000 65 tonnia, ja se tunnetaan erinomaisesta ympäristönhoidostaan. Jätevesilaitos on varustettu kolmivaiheisella puhdistuslaitteella ja puhdistettu jätevesi voidaan käyttää uudelleen talteenottovetenä. 500 % paikan päällä käytetystä sähkönkulutuksesta tuottaa 584 kilowatin yhteistuotantoyksikkö ja 500 kilowatin tasavirta (8 kilowattia AC) aurinkosähköjärjestelmä. Aurinkosähköjärjestelmä asennetaan ylivuotosäiliöön biokiinteiden aineiden kuivauspetiin, kuten kuvassa 2007. Nämä modulaariset komponentit asennetaan yksiakseliseen seurantalaitteeseen korkeimman vedenpinnan yläpuolelle, ja kaikki sähkölaitteet on asennettu veden yhdelle puolelle. kanava veden tunkeutumisen minimoimiseksi. Järjestelmä on suunniteltu niin, että pystysuorat laituriankkurit tarvitsee asentaa vain olemassa olevaan betonipohjalevyyn, mikä vähentää perinteisen paalutuksen tai perustusten vaatimaa rakentamisen määrää. Aurinkosähköjärjestelmä asennettiin vuoden 15 alussa, ja se voi kattaa XNUMX prosenttia nykyisistä verkkoostoista.

Ventura County Waterworks District, Moorparkin regeneroitu vesilaitos, Moorpark, Kalifornia

Noin 2.2 miljoonaa gallonaa (noin 8330 m3) jätevettä 9,200 2011 käyttäjältä virtaa Moorpark Water Reclamation Facilityyn joka päivä. Ventura Countyn strategisessa suunnitelmassa 2016-XNUMX määriteltiin viisi “avainaluetta”, mukaan lukien “ympäristö, maankäyttö ja infrastruktuuri”. Seuraavat ovat tämän alan keskeiset strategiset tavoitteet: “Toteuta kustannustehokkaita energiansäästö- ja päästövähennystoimenpiteitä itsenäisen toiminnan, aluesuunnittelun sekä julkisen ja yksityisen yhteistyön avulla.”

Vuonna 2010 Ventura County Water District No. 1 teki yhteistyötä AECOM:n kanssa aurinkosähköjärjestelmien tutkimiseksi. Heinäkuussa 2011 alue sai 1.13 MW:n aurinkosähköprojektien suorituskykypalkintorahaston Moorpark Waste Reclamation Facilityssa. Alue on käynyt läpi pitkän ehdotuspyyntöprosessin (RFP). Lopulta vuoden 2012 alussa RECSolar sai valtuutuksen hankkeelle aloittaa aurinkosähköjärjestelmän suunnittelu ja rakentaminen. Aurinkosähköjärjestelmä otettiin käyttöön marraskuussa 2012 ja se sai rinnakkaiskäyttöluvan.

Nykyinen aurinkosähköjärjestelmä voi tuottaa noin 2.3 miljoonaa kilowattituntia sähköä vuodessa, mikä voi lähes kompensoida 80 % vesilaitoksen verkosta ostamasta sähköstä. Kuten kuvasta 9 näkyy, yksiakselinen seurantajärjestelmä tuottaa 20 % enemmän sähköä kuin perinteinen kiinteä kallistusjärjestelmä, joten sähkön kokonaistuotanto on parantunut. On huomattava, että kun akseli on pohjois-etelä-suunnassa ja bittiryhmä on avoimella alueella, yksiakselinen seurantajärjestelmä on tehokkain. Mookparkin jätekierrätyslaitos käyttää viereistä viljelysmaata parhaan paikan aurinkosähköjärjestelmille. Seurantajärjestelmän pohja on kasattu leveän laippapalkin päälle maan alle, mikä vähentää huomattavasti rakentamiskustannuksia ja -aikaa. Alue säästää hankkeen koko elinkaaren aikana noin 4.5 miljoonaa dollaria.

Camden County Municipal Utilities Administration, New Jersey

Vuonna 2010 Camden County Municipal Utilities Authority (CCMUA) asetti itselleen rohkean tavoitteen käyttää 100-prosenttisesti uusiutuvaa energiaa, joka on halvempaa kuin paikallinen sähkö, käsittelemään päivässä syntyvää 60 miljoonaa gallonaa (noin 220,000 XNUMX m³) jätevettä. CCMUA ymmärtää, että aurinkosähköjärjestelmillä on tällainen potentiaali. CCMUA:n jätevedenpuhdistamo koostuu kuitenkin pääosin avoimista reaktiosäiliöistä, ja perinteiset katolla olevat aurinkopaneelit eivät voi muodostaa tiettyä mittakaavaa sähkön tuottamiseksi.

Tästä huolimatta CCMUA on edelleen avoin tarjouskilpailu. Tarjouskilpailuun osallistunut Helio Sage ilmaisi uskovansa, että joidenkin lisäprojektien myötä avoimen sedimentointisäiliön yläpuolelle asennetaan aurinkosähköautotallin kaltainen aurinkosähköjärjestelmä. Koska hankkeessa on järkeä vain, jos CCMUA voi saavuttaa välittömiä energiansäästöjä, järjestelmän suunnittelun tulee olla paitsi vankka, myös kustannustehokas.

Heinäkuussa 2012 CCMUA Solar Center lanseerasi 1.8 MW:n aurinkoenergian tuotantojärjestelmän, joka koostuu yli 7,200 7 aurinkopaneelista ja kattaa 8 hehtaarin avoimen altaan. Suunnittelun innovaatio on 9-XNUMX jalkaa korkean katosjärjestelmän asennuksessa, joka ei häiritse muiden laitealtaiden käyttöä, toimintaa tai huoltoa.

Aurinkosähköinen rakenne on korroosionestorakenne (suolavesi, hiilihappo ja rikkivety) ja modifioitu autokatos, jonka valmistaa Schletter (tunnettu aurinkosähkökannattimien toimittaja, mukaan lukien autokatokset). PPA:n mukaan CCMUA:lla ei ole investointeja eikä se ole vastuussa käyttö- ja ylläpitokustannuksista. CCMUA:n ainoa taloudellinen vastuu on maksaa aurinkosähköstä kiinteä hinta 15 vuoden ajan. CCMUA arvioi, että se säästää miljoonia dollareita energiakustannuksissa.

Aurinkosähköjärjestelmän arvioidaan tuottavan noin 2.2 miljoonaa kilowattituntia (kWh) sähköä vuodessa, ja CCMUA:n interaktiivisen verkkosivuston perusteella suorituskyky on parempi. Sivusto näyttää nykyisen ja kertyneen energiantuotannon ja ympäristöominaisuudet sekä heijastaa nykyistä energiantuotantoa reaaliajassa alla olevan kuvan mukaisesti.

West Basin Municipal Water District, EI Segundo, Kalifornia

West Basin Municipal Water District (West Basin Municipal Water District) on julkinen laitos, joka on omistautunut innovaatioille vuodesta 1947 lähtien, ja se on tarjonnut juomavettä ja talteen otettua vettä 186 neliökilometrin alueelle Los Angelesin länsiosassa. West Basin on Kalifornian kuudenneksi suurin vesialue, joka palvelee lähes miljoonaa ihmistä.

Vuonna 2006 West Basin päätti asentaa aurinkosähkövoimantuotantojärjestelmiä talteenotettuihin vesilaitoksiinsa toivoen saavansa pitkän aikavälin taloudellisia ja ympäristöhyötyjä. Marraskuussa 2006 Sun Power auttoi West Basinia asentamaan ja viimeistelemään aurinkosähköjärjestelmän, joka koostuu 2,848 564 moduulista ja tuottaa 783,000 kilowattia tasavirtaa. Järjestelmä on asennettu alueelle maanalaisen betoninkäsittelyvaraston päälle. West Basinin aurinkosähkövoimantuotantojärjestelmä voi tuottaa noin 10 2006 kilowattituntia puhdasta uusiutuvaa energiaa vuosittain, samalla kun julkisten tilojen kustannuksia alennetaan yli 2014 %. Aurinkosähköjärjestelmän asennuksesta vuonna 5.97 lähtien kumulatiivinen energiantuotanto tammikuussa XNUMX oli XNUMX gigawattia (GWh). Alla olevassa kuvassa näkyy aurinkosähköjärjestelmä West Basinissa.

Rancho California Water District, Santa Rosan regeneroitu vesilaitos, Murrieta, Kalifornia

Perustamisestaan ​​vuonna 1965 lähtien Rancho California Water District (Rancho California Water District, RCWD) on tarjonnut juomaveden, jäteveden käsittelyn ja veden uudelleenkäytön käsittelypalveluita alueille, jotka sijaitsevat 150 neliökilometrin säteellä. Palvelualue on Temecula/RanchoCalifornia, mukaan lukien Temecula City, osia Murrieta Citystä ja muita alueita Riversiden piirikunnassa.

RCWD:llä on tulevaisuuteen katsova visio ja se on erittäin herkkä ympäristölle ja strategisille kustannuksille. Julkisten laitosten kustannusten nousun ja yli 5 miljoonan Yhdysvaltain dollarin vuotuisten energiakustannusten vuoksi he pitivät aurinkosähkön tuotantoa vaihtoehtona. Ennen kuin harkittiin aurinkosähköjärjestelmiä, RCWD:n hallitus arvioi useita uusiutuvan energian vaihtoehtoja, mukaan lukien tuulivoima, pumppuvarastot jne.

Tammikuussa 2007 Kalifornian aurinkoenergiaohjelman vetämänä RCWD sai suorituskykypalkinnon vain 0.34 dollaria kilowattitunnilta sähkön viiden vuoden aikana paikallisen julkisen laitoksen lainkäyttövaltaan. RCWD käyttää PPA:ta SunPowerin kautta ilman pääomakustannuksia. RCWD:n tarvitsee maksaa vain aurinkosähköjärjestelmän tuottamasta sähköstä. Aurinkosähköjärjestelmän rahoittaa, omistaa ja ylläpitää SunPower.

RCWD:n 1.1 MW:n DC-aurinkosähköjärjestelmän asennuksesta vuonna 2009 lähtien alueella on ollut monia etuja. Esimerkiksi Santa Rosa Water Reclamation Facility (Santa Rosa Water Reclamation Facility) voi säästää US$152,000 30 kustannuksissa vuodessa, mikä kattaa noin 73 % laitoksen energiantarpeesta. Lisäksi, kun RCWD valitsee aurinkosähköjärjestelmäänsä liittyvät Renewable Energy Credits (REC:t), se voi vähentää yli 30 miljoonaa puntaa haitallisia hiilidioksidipäästöjä seuraavien XNUMX vuoden aikana, ja sillä on myönteinen markkinavaikutus ympäristöön.

Aurinkosähköjärjestelmän odotetaan säästävän alueella jopa 6.8 miljoonaa dollaria sähkökustannuksissa seuraavien 20 vuoden aikana. RCWD Santa Rosan laitokseen asennettu aurinkosähköjärjestelmä on kallistuksen seurantajärjestelmä. Perinteiseen kiinteään kallistusjärjestelmään verrattuna sen energiantuotannon tuottoaste on noin 25 % korkeampi. Siksi se on samanlainen kuin yksiakselinen aurinkosähköjärjestelmä ja kiinteä Verrattuna kallistusjärjestelmään, kustannustehokkuus on myös huomattavasti parantunut. Lisäksi vino seurantajärjestelmä vaatii suuremman alueen, jotta varjo ei tukkeutuisi rivi riviltä, ​​ja se on suunnattava suoraan. Vinossa seurantajärjestelmässä on rajoituksensa. Kuten yksiakselinen seurantajärjestelmä, se on rakennettava avoimelle ja rajoittamattomalle suorakaiteen muotoiselle alueelle.