Ағынды суларды тазарту қондырғыларының эксплуатациялық шығындарының үлкен үлесін энергия тұтыну құрайды. Сумен жабдықтау және суды тазарту процесінде энергия тиімділігін арттыру және энергия шығынын азайту үшін жаңа технологияларды және жаңартылатын энергияны қалай пайдалану керектігі әлемдегі көптеген ағынды суларды тазарту қондырғыларының назарына айналды. Бүгін біз сіздерді Америка Құрама Штаттарындағы бірнеше канализациялық қондырғыларда күн энергиясын қолданумен таныстырамыз.

Вашингтон қала маңындағы санитарлық комиссия, Сенека және Батыс филиалы ағынды суларды тазарту қондырғысы, Германтаун және Жоғарғы Марлборо, Мэриленд

Вашингтон маңындағы санитарлық комиссия (WSSC) екі тәуелсіз 2 МВт күн фотоэлектр станциясын құрды, олардың әрқайсысы жылына шамамен 3278 МВт/сағ желіге қосылған электр энергиясын сатып алуды өтей алады. Екі фотоэлектрлік электр энергиясын өндіру жүйесі жер үстіндегі ашық жерлерде, кәрізді тазарту қондырғысының жанында салынған. EPC мердігері ретінде Standard Solar таңдалды, ал Washington Gas Energy Services (WGES) иесі және PPA провайдері болды. AECOM жүйенің жоғары сапасын қамтамасыз ету үшін WSSC-ке EPC жеткізушілерінің жобалық құжаттарын қарауға көмектеседі.

AECOM сонымен қатар күн фотоэлектрлік жүйесінің жергілікті экологиялық ережелерге сәйкестігіне көз жеткізу үшін Мэриленд Қоршаған орта департаментіне (MDE) экологиялық рұқсат құжаттарын тапсырды. Екі жүйе де 13.2 кВ/480 В төмендету құрылғысының клиентіне қосылған және трансформатор мен кәрізді тазарту қондырғысын қорғайтын кез келген реле немесе автоматты ажыратқыштар арасында орналасқан. Байланыс нүктелерін таңдауға және кейде (сирек болса да) жұмыс орнындағы электр қуатын тұтынудан асып түсетін күн энергиясын өндіруге байланысты қуат шығысының желіге оралуын болдырмау үшін жаңа релелер орнатылды. DC Water’s Blue Plains ағынды суларды тазарту қондырғыларының өзара қосылу стратегиясы WSSC жүйесінен өте ерекшеленеді және негізінен үш негізгі электр есептегішке және сәйкес орташа кернеу тізбектеріне тармақталған екі негізгі пайдалы қуат фидерлері бар екенін ескере отырып, өзара байланыстырудың көптеген әдістерін қажет етеді.

Hill Canyon ағынды суларды тазарту қондырғысы, Мың Окс, Калифорния

Hill Canyon ағынды суларды тазарту қондырғысы 1961 жылы салынған, күнделікті өңдеу қуаты шамамен 38,000 65 тонна және қоршаған ортаны тамаша басқаруымен танымал. Кәріз қондырғысы үш сатылы тазарту құрылғысымен жабдықталған, тазартылған ағынды суларды рекультивацияланған су ретінде қайта пайдалануға болады. Учаскедегі тұтынылатын энергияның 500%-ы 584 киловатт когенерация блогы мен 500 киловатт тұрақты (8 киловатт айнымалы ток) күн фотоэлектрлік жүйесімен өндіріледі. Күн фотоэлектрлік жүйесі 2007-суретте көрсетілгендей, биоқатты заттардың кептіру қабаты ретінде толып жатқан резервуарда орнатылған. Бұл модульдік компоненттер судың ең жоғары деңгейінен жоғары бір осьті трекерге орнатылады, ал барлық электр құрылғылары судың бір жағында орнатылады. судың енуін азайту үшін арна. Жүйе дәстүрлі қадалар немесе іргетастарды салу үшін қажетті құрылыс көлемін азайта отырып, бассейннің қолданыстағы бетон тақтасына тік тірек якорьлерін орнату үшін ғана жасалған. Күн фотоэлектрлік жүйесі 15 жылдың басында орнатылды және ағымдағы сатып алудың XNUMX%-ын өтей алады.

Вентура округінің су шаруашылығы ауданы, Мурпарк қалпына келтірілген су зауыты, Мурпарк, Калифорния

Күн сайын Moorpark су мелиорациясына 2.2 пайдаланушының шамамен 8330 миллион галлон (шамамен 3 м9,200) кәріз суы құйылады. Вентура округінің 2011-2016 стратегиялық жоспары бес «негізгі бағытты», соның ішінде «қоршаған ортаны, жерді пайдалануды және инфрақұрылымды» егжей-тегжейлі сипаттады. Мыналар осы нақты саладағы негізгі стратегиялық мақсаттар болып табылады: «Тәуелсіз жұмыс, аймақтық жоспарлау және мемлекеттік/жеке серіктестік арқылы үнемді энергия үнемдеу және шығарындыларды азайту шараларын жүзеге асыру».

2010 жылы Вентура округінің №1 су ауданы фотоэлектрлік жүйелерді зерттеу үшін AECOM компаниясымен ынтымақтасады. 2011 жылдың шілде айында аймақ Moorpark қалдықтарды қайта өңдеу зауытында 1.13 МВт фотоэлектрлік жобаның тиімділігін марапаттау қорын алды. Өңір ұзаққа созылған Ұсынысқа Сұраныс (ҰЖС) процесінен өтті. Ақырында, 2012 жылдың басында RECSolar компаниясына фотоэлектрлік жүйені жобалау мен салуды бастау үшін жобаға рұқсат берілді. Фотоэлектрлік жүйе 2012 жылдың қарашасында пайдалануға берілді және параллель жұмыс істеуге рұқсат алды.

Қазіргі күн фотоэлектрлік жүйесі жыл сайын шамамен 2.3 миллион киловатт-сағат электр энергиясын өндіре алады, бұл су станциясы желіден сатып алатын электр энергиясының 80% дерлік өтей алады. 9-суретте көрсетілгендей, бір осьті бақылау жүйесі дәстүрлі бекітілген еңкейту жүйесіне қарағанда 20% көп электр энергиясын өндіреді, сондықтан жалпы электр энергиясын өндіру жақсарды. Айта кету керек, ось солтүстік-оңтүстік бағытта және разрядтық массив ашық аймақта болғанда, бір осьті бақылау жүйесі ең жоғары тиімділікке ие болады. Mookpark қалдықтарын қайта өңдеу зауыты фотоэлектрлік жүйелер үшін ең жақсы орынды қамтамасыз ету үшін іргелес ауылшаруашылық жерлерін пайдаланады. Бақылау жүйесінің іргетасы жер астындағы кең фланецті арқалыққа үйілген, бұл құрылыс құны мен уақытын айтарлықтай азайтады. Жобаның бүкіл өмірлік циклі ішінде аймақ шамамен 4.5 миллион АҚШ долларын үнемдейді.

Камден округінің коммуналдық шаруашылық басқармасы, Нью-Джерси

2010 жылы Камден округінің коммуналдық шаруашылығы басқармасы (CCMUA) күніне 100 миллион галлон (шамамен 60 220,000 м³) ағынды суларды өңдеу үшін жергілікті электр энергиясына қарағанда арзан XNUMX% жаңартылатын энергияны пайдалануды батыл мақсат етіп қойды. CCMUA күн фотоэлектрлік жүйелерінің мұндай әлеуеті бар екенін түсінеді. Дегенмен, CCMUA ағынды суларды тазарту қондырғысы негізінен ашық реакциялық цистерналардан тұрады және дәстүрлі шатырдағы күн массивтері қуат беру үшін белгілі бір ауқымды құра алмайды.

Осыған қарамастан, CCMUA әлі де ашық тендер болып табылады. Тендерге қатысқан Хелио Сейдж мырза кейбір қосымша жобалар арқылы ашық тұндыру цистернасының үстіне күн гаражына ұқсас фотоэлектрлік жүйе орналастырылады деген сенімін білдірді. Жоба CCMUA дереу энергияны үнемдеуге қол жеткізе алатын жағдайда ғана мағыналы болғандықтан, схеманың дизайны тек сенімді емес, сонымен қатар үнемді болуы керек.

2012 жылдың шілдесінде CCMUA Күн орталығы 1.8-ден астам күн панелінен тұратын және 7,200 акр ашық бассейнді қамтитын 7 МВт күн фотоэлектрлі электр энергиясын өндіру жүйесін іске қосты. Дизайндың жаңалығы 8-9 фут биік шатыр жүйесін орнатуда жатыр, ол басқа жабдық бассейндерін пайдалануға, пайдалануға немесе техникалық қызмет көрсетуге кедергі келтірмейді.

Күн фотоэлектрлік құрылымы коррозияға қарсы (тұзды су, көмірқышқыл және күкіртті сутегі) конструкциясы және Schletter (фотоэлектрлік кронштейн жүйелерінің танымал жеткізушісі, оның ішінде автотұрақтар) шығарған модификацияланған автокөлік шатыры болып табылады. PPA мәліметтері бойынша, CCMUA күрделі шығындарға ие емес және кез келген пайдалану және техникалық қызмет көрсету шығындарына жауап бермейді. CCMUA-ның жалғыз қаржылық жауапкершілігі – 15 жыл бойы күн энергиясы үшін белгіленген бағаны төлеу. CCMUA бұл энергия шығындарын миллиондаған доллар үнемдейді деп есептейді.

Күн фотоэлектрлік жүйесі жыл сайын шамамен 2.2 миллион киловатт-сағат (кВт/сағ) электр энергиясын өндіреді және CCMUA интерактивті веб-сайтына негізделген өнімділік жақсырақ болады деп бағаланады. Веб-сайт ағымдағы және жинақталған энергия өндірісін және қоршаған ортаның атрибуттарын көрсетеді және төмендегі суретте көрсетілгендей нақты уақытта ағымдағы энергия өндірісін көрсетеді.

Батыс бассейндік муниципалды су ауданы, Сегундо, Калифорния

Батыс бассейндік муниципалды су ауданы (Батыс бассейндік муниципалды су ауданы) – 1947 жылдан бері инновацияға арналған, Лос-Анджелестің батысындағы 186 шаршы мильді ауыз және қалпына келтірілген сумен қамтамасыз ететін мемлекеттік мекеме. Батыс бассейні Калифорниядағы алтыншы ең үлкен акватория болып табылады, ол миллионға жуық адамға қызмет көрсетеді.

2006 жылы Батыс бассейні ұзақ мерзімді қаржылық және экологиялық пайда алуға үміттеніп, қалпына келтірілген су объектілеріне күн фотоэлектрлі электр энергиясын өндіру жүйелерін орнату туралы шешім қабылдады. 2006 жылдың қарашасында Sun Power West Basin компаниясына 2,848 модульден тұратын және 564 киловатт тұрақты ток өндіретін фотоэлектрлік массивді орнатуға және аяқтауға көмектесті. Жүйе аудандағы жер асты бетон өңдеу қоймасының жоғарғы жағында орнатылған. Батыс бассейнінің күн фотоэлектрлі электр энергиясын өндіру жүйесі жыл сайын шамамен 783,000 10 киловатт-сағат таза жаңартылатын энергияны өндіре алады, сонымен бірге қоғамдық нысандардың құнын 2006%-дан астамға төмендетеді. 2014 жылы фотоэлектрлік жүйе орнатылғаннан бері 5.97 жылғы қаңтардағы жағдай бойынша жинақталған энергия шығару XNUMX гигаваттты (ГВт/сағ) құрады. Төмендегі суретте Батыс бассейндегі фотоэлектрлік жүйе көрсетілген.

Ранчо Калифорния су ауданы, Санта Роза қалпына келтірілген су зауыты, Мурриета, Калифорния

1965 жылы құрылғаннан бері Ранчо Калифорния су ауданы (Ранчо Калифорния су ауданы, RCWD) 150 шаршы миль радиуста аудандарға ауыз су, кәріз суларын тазарту және суды қайта пайдалануды тазарту қызметтерін көрсетті. Қызмет көрсету аймағы Темекула/РанчоКалифорния, оның ішінде Темекула қаласы, Мурриета қаласының бөліктері және Риверсайд округіндегі басқа аймақтар.

RCWD болашаққа көзқарасы бар және қоршаған ортаға және стратегиялық шығындарға өте сезімтал. Қоғамдық нысандардың қымбаттауына және жыл сайынғы 5 миллион АҚШ долларынан асатын энергия шығындарына тап болған олар балама ретінде күн фотоэлектрлі электр энергиясын өндіруді қарастырды. Күн фотоэлектрлік жүйелерін қарастырмас бұрын, RCWD директорлар кеңесі жел қуатын, сорылатын резервуарларды және т.б. қоса, жаңартылатын энергияның бірқатар нұсқаларын бағалады.

2007 жылдың қаңтарында Калифорния күн энергиясы бағдарламасының көмегімен RCWD жергілікті коммуналдық қызметтің юрисдикциясында бес жыл ішінде бір киловатт-сағат электр энергиясы үшін тек $0.34 өнімділік сыйлығын алды. RCWD PPA-ны SunPower арқылы күрделі шығындарсыз жүзеге асырады. RCWD тек фотоэлектрлік жүйе арқылы өндірілген электр қуатын төлеуі керек. Фотоэлектрлік жүйені SunPower қаржыландырады, иеленеді және басқарады.

1.1 жылы RCWD 2009 МВт тұрақты ток фотоэлектрлік жүйесі орнатылғаннан бері аудан көптеген артықшылықтарға ие болды. Мысалы, Санта-Роза суды қалпына келтіру қондырғысы (Santa Rosa Water Reclamation Facility) жылына 152,000 30 АҚШ долларын үнемдей алады, бұл зауыттың энергия қажеттілігінің шамамен 73%-ын өтейді. Сонымен қатар, RCWD өзінің фотоэлектрлік жүйесіне қатысты жаңартылатын энергия несиелерін (REC) таңдағандықтан, ол келесі 30 жылда XNUMX миллион фунттан астам зиянды көміртегі шығарындыларын азайта алады және қоршаған ортаға нарыққа оң әсер етеді.

Күн фотоэлектрлік жүйесі алдағы 6.8 жылда аймақтың электр энергиясы шығындарын 20 миллион АҚШ долларына дейін үнемдейді деп күтілуде. RCWD Santa Rosa зауытында орнатылған күн фотоэлектрлік жүйесі көлбеуді бақылау жүйесі болып табылады. Дәстүрлі бекітілген еңкейту жүйесімен салыстырғанда оның энергия өндіру жылдамдығы шамамен 25% жоғары. Сондықтан, ол бір осьті фотоэлектрлік жүйеге ұқсас және бекітілген еңкейту жүйесімен салыстырғанда, экономикалық тиімділік те айтарлықтай жақсарды. Сонымен қатар, көлбеу бақылау жүйесі көлеңке сызығын сызық бойынша жауып алмау үшін үлкенірек аумақты қажет етеді және түзу сызықта бағытталуы керек. Көлбеу бақылау жүйесінің шектеулері бар. Бір осьті бақылау жүйесіне ұқсас, ол ашық және шектеусіз тікбұрышты аймақта салынуы керек.