A szennyvíztisztító telepek üzemeltetési költségeinek nagy részét az energiafelhasználás teszi ki. Az új technológiák és a megújuló energia felhasználása az energiahatékonyság javítására és az energiafogyasztás csökkentésére a vízellátási és vízkezelési folyamatokban, a világ számos szennyvíztisztító telepének középpontjába került. Ma bemutatjuk Önnek a napenergia alkalmazását több egyesült államokbeli szennyvíztelepben.

Washington Suburban Sanitation Commission, Senecaand Western Branch szennyvíztisztító telep, Germantown és Upper Marlboro, Maryland

A Washington Suburban Sanitary Commission (WSSC) két független 2 MW-os napelemes fotovoltaikus erőművet hozott létre, amelyek mindegyike ellensúlyozni tudja az éves, hálózatra kapcsolt, körülbelül 3278 MWh/év energiavásárlást. Mindkét fotovoltaikus energiatermelő rendszer a talaj feletti nyílt területeken, a szennyvíztisztító telep mellett épült. A Standard Solart választották ki az EPC vállalkozónak, a Washington Gas Energy Services (WGES) pedig a tulajdonos és a HTM-szolgáltató volt. Az AECOM segíti a WSSC-t az EPC beszállítók tervdokumentációinak áttekintésében a rendszer magas minőségének biztosítása érdekében.

Az AECOM emellett benyújtotta a környezetvédelmi engedélyezési dokumentumokat a Marylandi Környezetvédelmi Minisztériumnak (MDE), hogy megbizonyosodjon arról, hogy a napelemes fotovoltaikus rendszer megfelel a helyi környezetvédelmi előírásoknak. Mindkét rendszer a 13.2kV/480V-os leléptető berendezés klienséhez csatlakozik, és a transzformátor és a szennyvíztisztító telepet védő relék vagy megszakítók között helyezkedik el. Az összekapcsolási pontok megválasztása és a napelemes energiatermelés miatt, amely esetenként (bár ritkán) meghaladja a helyszíni fogyasztást, új relék kerültek beépítésre, amelyek megakadályozzák, hogy a kimenő teljesítmény visszakerüljön a hálózatba. A DC Water Blue Plains szennyvíztisztító létesítményeinek összekapcsolási stratégiája nagyon eltér a WSSC-étól, és többféle összekapcsolási módszert igényel, főként figyelembe véve, hogy két fő közüzemi tápelosztó van, amelyek három fő elektromos mérőóra és a megfelelő középfeszültségű áramkörökre ágaznak le.

Hill Canyon szennyvíztisztító telep, Thousand Oaks, Kalifornia

A Hill Canyon szennyvíztisztító telep 1961-ben épült, napi mintegy 38,000 65 tonna feldolgozó kapacitással, és kiváló környezetgazdálkodásáról ismert. A szennyvíztelep háromlépcsős tisztítóberendezéssel van felszerelve, a tisztított szennyvíz visszanyert vízként újrahasznosítható. A helyszíni áramfogyasztás 500%-át egy 584 kilowattos kapcsolt energiatermelő egység és egy 500 kilowattos egyenáramú (8 kilowatt váltakozó áramú) napelemes rendszer állítja elő. A napelemes fotovoltaikus rendszer egy túlfolyó tározóba kerül beépítésre bioszilárd anyagok szárítóágyaként, ahogy az a 2007. ábrán látható. Ezeket a moduláris komponenseket a legmagasabb vízszint feletti egytengelyes nyomkövetőre szerelik fel, és az összes elektromos berendezést a víz egyik oldalára szerelik fel. a csatorna a víz behatolásának minimalizálása érdekében. A rendszert úgy tervezték, hogy a függőleges pillérhorgonyokat csak a meglévő beton medencefenéklemezre kell felszerelni, ami csökkenti a hagyományos cölöpözés vagy alapozáshoz szükséges építkezés mennyiségét. A napelemes fotovoltaikus rendszert 15 elején telepítették, és a jelenlegi hálózatvásárlások XNUMX%-át tudja ellensúlyozni.

Ventura megyei vízművek körzet, Moorpark regenerált víz üzem, Moorpark, Kalifornia

Naponta körülbelül 2.2 millió gallon (körülbelül 8330 m3) szennyvíz 9,200 felhasználótól folyik be a Moorpark vízvisszanyerő létesítménybe. Ventura megye 2011-2016-os stratégiai terve öt „kulcsterületet” részletezett, köztük a „környezet, területhasználat és infrastruktúra” területet. A legfontosabb stratégiai célok ezen a területen a következők: „Költséghatékony energia-megtakarítási és kibocsátás-csökkentési intézkedések végrehajtása önálló működés, regionális tervezés, valamint állami/magán együttműködés révén.”

2010-ben a Ventura megyei 1. vízügyi körzet együttműködött az AECOM-mal a fotovoltaikus rendszerek vizsgálatában. 2011 júliusában a régió 1.13 MW-os fotovoltaikus projektteljesítmény-díjalapot kapott a Moorpark hulladékhasznosítási létesítményében. A régió hosszú ajánlatkérés (RFP) folyamaton ment keresztül. Végül 2012 elején a RECSolar megkapta a projektre vonatkozó engedélyt a fotovoltaikus rendszer tervezésének és építésének megkezdésére. A fotovoltaikus rendszer 2012 novemberében került használatba, és párhuzamos működési engedélyt kapott.

A jelenlegi napelemes fotovoltaikus rendszer évente mintegy 2.3 millió kilowattóra villamos energiát tud termelni, ami a vízmű által a hálózatról vásárolt áram 80%-át csaknem ellensúlyozhatja. Ahogy a 9. ábrán is látható, az egytengelyes nyomkövető rendszer 20%-kal több villamos energiát termel, mint a hagyományos rögzített billenőrendszer, így a teljes villamosenergia-termelés javult. Meg kell jegyezni, hogy amikor a tengely észak-déli irányú, és a bittömb a nyílt területen van, akkor az egytengelyes nyomkövető rendszer a legnagyobb hatékonysággal rendelkezik. A Mookpark Hulladék-újrahasznosító Üzem a szomszédos mezőgazdasági területeket használja, hogy a legjobb helyet biztosítsa a fotovoltaikus rendszerek számára. A nyomkövető rendszer alapja a föld alatti széles karimás gerendára van halmozva, ami nagymértékben csökkenti az építési költséget és időt. A projekt teljes életciklusa alatt a régió körülbelül 4.5 millió USD-t takarít meg.

Camden Megyei Közművek Igazgatósága, New Jersey

2010-ben a Camden County Municipal Utilities Authority (CCMUA) merész célt tűzött ki maga elé, hogy 100%-ban megújuló energiát használjon fel, amely olcsóbb, mint a helyi elektromosság a naponta termelt 60 millió gallon (körülbelül 220,000 XNUMX m³) szennyvíz feldolgozására. A CCMUA felismeri, hogy a napelemes fotovoltaikus rendszerekben rejlik ez a lehetőség. A CCMUA szennyvíztisztító telep azonban főként nyitott reakciótartályokból áll, és a hagyományos tetőtéri napelemsorok nem képesek bizonyos léptéket kialakítani az áramellátáshoz.

Ennek ellenére a CCMUA továbbra is nyílt pályázat. Helio Sage úr, aki részt vett a pályázaton, meggyőződésének adott hangot, hogy néhány további projekt révén egy napelemes garázshoz hasonló fotovoltaikus rendszer kerül telepítésre a nyitott ülepítő tartály fölé. Mivel a projektnek csak akkor van értelme, ha a CCMUA azonnali energiamegtakarítást tud elérni, a rendszer kialakításának nemcsak robusztusnak, hanem költséghatékonynak is kell lennie.

2012 júliusában a CCMUA Solar Center elindított egy 1.8 MW-os napelemes fotovoltaikus energiatermelő rendszert, amely több mint 7,200 napelemből áll, és egy 7 hektáros nyitott medencét fed le. A dizájn újdonsága a 8-9 láb magas lombkoronarendszer beépítésében rejlik, amely nem zavarja más berendezési medencék használatát, üzemeltetését vagy karbantartását.

A napelemes fotovoltaikus szerkezet korróziógátló (sós víz, szénsav és hidrogén-szulfid) kivitel, valamint a Schletter (a fotovoltaikus konzolrendszerek, köztük a kocsibeállók jól ismert szállítója) által gyártott módosított kocsibeálló előtető. A PPA szerint a CCMUA-nak nincsenek tőkekiadásai, és nem vállal felelősséget az üzemeltetési és karbantartási költségekért. A CCMUA egyetlen pénzügyi felelőssége, hogy 15 évig fix árat fizessen a napenergiáért. A CCMUA becslései szerint több millió dollárt takarít meg az energiaköltségeken.

A becslések szerint a napelemes fotovoltaikus rendszer évente körülbelül 2.2 millió kilowattóra (kWh) villamos energiát termel majd, és a CCMUA interaktív weboldalán alapuló teljesítmény jobb lesz. A weboldal az aktuális és felhalmozott energiatermelési és környezeti jellemzőket jeleníti meg, valamint valós időben tükrözi az aktuális energiatermelést, ahogy az alábbi ábrán is látható.

West Basin Municipal Water District, EI Segundo, California

A West Basin Municipal Water District (West Basin Municipal Water District) 1947 óta az innovációval foglalkozó közintézmény, amely ivóvizet és visszanyert vizet biztosít Los Angeles nyugati részének 186 négyzetmérföldön. A West Basin Kalifornia hatodik legnagyobb vízterülete, közel egymillió embert szolgál ki.

2006-ban a West Basin úgy döntött, hogy napelemes fotovoltaikus energiatermelő rendszereket telepít visszanyert vízi létesítményeibe, remélve, hogy hosszú távú pénzügyi és környezeti előnyökhöz jut. 2006 novemberében a Sun Power segített a West Basinnek a 2,848 modulból álló, 564 kilowatt egyenáramot termelő fotovoltaikus tömb telepítésében és befejezésében. A rendszer a területen található földalatti betonfeldolgozó tároló tartály tetejére van telepítve. A West Basin napelemes fotovoltaikus energiatermelő rendszere évente mintegy 783,000 10 kilowattóra tiszta megújuló energiát képes előállítani, miközben több mint 2006%-kal csökkenti a közintézmények költségeit. A fotovoltaikus rendszer 2014-os telepítése óta a kumulált energiatermelés 5.97 januárjában XNUMX gigawatt (GWh) volt. Az alábbi képen a Nyugat-medence fotovoltaikus rendszere látható.

Rancho California Water District, Santa Rosa Regenerated Water Plant, Murrieta, California

A Rancho California Water District (Rancho California Water District, RCWD) 1965-ös megalakulása óta ivóvíz-, szennyvízkezelési és víz-újrafelhasználási kezelési szolgáltatásokat nyújt 150 négyzetmérföldes körzetben. A szolgáltatási terület Temecula/RanchoCalifornia, beleértve Temecula várost, Murrieta város egyes részeit és Riverside megye más területeit.

Az RCWD előretekintő vízióval rendelkezik, és rendkívül érzékeny a környezetre és a stratégiai költségekre. A növekvő közintézmények költségeivel és az évi több mint 5 millió dolláros energiaköltséggel szemben a napelemes fotovoltaikus energiatermelést fontolgatták alternatívaként. A napelemes fotovoltaikus rendszerek mérlegelése előtt az RCWD igazgatótanácsa számos megújuló energiaforrást értékelt, beleértve a szélenergiát, a szivattyús tározókat stb.

2007 januárjában a kaliforniai napenergia-program vezérelve az RCWD teljesítménydíjat kapott mindössze 0.34 USD/kilowattóra elektromos áramért öt éven belül a helyi közszolgáltató joghatósága alatt. Az RCWD a SunPoweren keresztül gyakorolja a PPA-t tőkekiadás nélkül. Az RCWD-nek csak a fotovoltaikus rendszer által termelt villamos energiáért kell fizetnie. A fotovoltaikus rendszert a SunPower finanszírozza, tulajdonosa és üzemelteti.

Az RCWD 1.1 MW-os egyenáramú fotovoltaikus rendszerének 2009-es telepítése óta a terület számos előnnyel jár. Például a Santa Rosa Water Reclamation Facility (Santa Rosa Water Reclamation Facility) évi 152,000 30 USD költséget takaríthat meg, ami az erőmű energiaszükségletének körülbelül 73%-át ellensúlyozza. Ezenkívül, mivel az RCWD a fotovoltaikus rendszeréhez kapcsolódó megújuló energiakrediteket (REC) választja, a következő 30 évben több mint XNUMX millió fonttal csökkentheti a káros szén-dioxid-kibocsátást, és pozitív piaci hatással van a környezetre.

A napelemes fotovoltaikus rendszer várhatóan akár 6.8 millió USD áramköltséget takaríthat meg a régióban a következő 20 évben. Az RCWD Santa Rosa üzemben telepített napelemes fotovoltaikus rendszer egy dőléskövető rendszer. A hagyományos rögzített billenőrendszerhez képest az energiatermelés megtérülési rátája körülbelül 25%-kal magasabb. Ezért hasonló az egytengelyes fotovoltaikus rendszerhez és rögzített A billenőrendszerhez képest a költséghatékonyság is jelentősen javult. Ezenkívül a ferde nyomkövető rendszer nagyobb területet igényel, hogy elkerülje az árnyék soronkénti elzárását, és egyenes vonalban kell orientálnia. A ferde nyomkövető rendszernek megvannak a korlátai. Az egytengelyes nyomkövető rendszerhez hasonlóan ezt is nyitott és korlátlan téglalap alakú területen kell megépíteni.