Energijos suvartojimas sudaro didelę nuotekų valymo įrenginių eksploatavimo išlaidų dalį. Kaip panaudoti naujas technologijas ir atsinaujinančią energiją siekiant pagerinti energijos vartojimo efektyvumą ir mažinti energijos suvartojimą vandens tiekimo ir vandens valymo procese, tapo daugelio pasaulio nuotekų valymo įrenginių dėmesio centre. Šiandien supažindinsime su saulės energijos panaudojimu keliose JAV nuotekų gamyklose.

Vašingtono priemiesčio sanitarijos komisija, Senekos ir Vakarų filialo nuotekų valymo įrenginiai, Germantaunas ir Aukštutinis Marlboras, Merilandas

Vašingtono priemiesčio sanitarinė komisija (WSSC) įsteigė dvi nepriklausomas 2 MW saulės fotovoltines elektrines, kurių kiekviena gali kompensuoti metinį prie tinklo prijungtos elektros energijos pirkimą, kuris sudaro maždaug 3278 MWh per metus. Abi fotovoltinės elektros energijos gamybos sistemos yra pastatytos atvirose vietose virš žemės, šalia nuotekų valymo įrenginių. „Standard Solar“ buvo pasirinktas kaip EPC rangovas, o „Washington Gas Energy Services“ (WGES) buvo savininkas ir EEPS teikėjas. AECOM padeda WSSC peržiūrėti EPC tiekėjų projektinius dokumentus, siekiant užtikrinti aukštą sistemos kokybę.

AECOM taip pat pateikė aplinkosaugos leidimo dokumentus Merilendo aplinkos departamentui (MDE), siekdama užtikrinti, kad saulės fotovoltinė sistema atitiktų vietinius aplinkosaugos reikalavimus. Abi sistemos yra prijungtos prie 13.2 kV / 480 V sumažinimo įrenginio kliento ir yra tarp transformatoriaus ir bet kokių relių ar automatinių jungiklių, apsaugančių nuotekų valymo įrenginį. Dėl pasirinktų sujungimo taškų ir saulės energijos gamybos, kuri kartais (nors ir retai) viršija vietoje suvartojamą elektros energijos suvartojimą, buvo sumontuotos naujos relės, neleidžiančios išvesties galiai grįžti į tinklą. DC Water’s Blue Plains nuotekų valymo įrenginių sujungimo strategija labai skiriasi nuo WSSC ir reikalauja kelių sujungimo būdų, daugiausia atsižvelgiant į tai, kad yra du pagrindiniai elektros energijos tiekėjai, atjungiami iki trijų pagrindinių elektros skaitiklių ir atitinkamų vidutinės įtampos grandinių.

Hill Canyon nuotekų valymo įrenginys, Thousand Oaks, Kalifornija

„Hill Canyon“ nuotekų valymo gamykla buvo pastatyta 1961 m., jos kasdienis perdirbimo pajėgumas yra maždaug 38,000 65 tonų ir yra žinomas dėl puikios aplinkos tvarkymo. Nuotekų įrenginyje įrengtas trijų pakopų valymo įrenginys, o išvalytos nuotekos gali būti pakartotinai panaudotos kaip regeneruotas vanduo. 500% vietoje suvartojamos energijos pagamina 584 kilovatų kogeneracinis blokas ir 500 kilovatų nuolatinės srovės (8 kilovatų kintamosios srovės) saulės fotovoltinė sistema. Saulės fotovoltinė sistema įrengiama perpildymo rezervuare kaip biokietųjų dalelių džiovinimo sluoksnis, kaip parodyta 2007 pav. Šie moduliniai komponentai montuojami ant vienos ašies sekimo įrenginio virš aukščiausio vandens lygio, o visi elektros prietaisai montuojami vienoje vandens pusėje. kanalas, kad sumažintų vandens įsiskverbimą. Sistema sukurta taip, kad vertikalius atramos inkarus tereikia montuoti ant esamos betoninės baseino dugno plokštės, taip sumažinant tradiciniams poliams ar pamatams reikalingų konstrukcijų skaičių. Saulės fotovoltinė sistema buvo įdiegta 15 m. pradžioje ir gali kompensuoti XNUMX % dabartinių tinklo pirkimų.

Ventura apygardos vandens darbų rajonas, Moorpark regeneruoto vandens gamykla, Moorpark, Kalifornija

Maždaug 2.2 milijono galonų (apie 8330 m3) nuotekų iš 9,200 vartotojų kasdien patenka į Moorpark vandens regeneravimo įrenginį. 2011–2016 m. Venturos apskrities strateginiame plane buvo nurodytos penkios „pagrindinės sritys“, įskaitant „aplinką, žemėnaudą ir infrastruktūrą“. Pagrindiniai strateginiai tikslai šioje konkrečioje srityje yra šie: „Įgyvendinti ekonomiškai efektyvias energijos taupymo ir išmetamųjų teršalų mažinimo priemones per nepriklausomą veiklą, regioninį planavimą ir viešąjį bei privatų bendradarbiavimą“.

2010 m. Ventura apskrities vandens rajonas Nr. 1 bendradarbiavo su AECOM, kad ištirtų fotovoltines sistemas. 2011 m. liepos mėn. regionas gavo 1.13 MW fotovoltinio projekto veiklos apdovanojimų fondą „Moorpark Waste Reclamation Facility“. Regione buvo atliktas ilgas prašymo dėl pasiūlymo (RPP) procesas. Galiausiai 2012 m. pradžioje RECSolar buvo suteiktas leidimas pradėti fotovoltinės sistemos projektavimą ir statybą. Fotovoltinė sistema pradėta naudoti 2012 m. lapkritį ir gautas lygiagrečios eksploatacijos leidimas.

Dabartinė saulės fotovoltinė sistema kasmet gali pagaminti apie 2.3 milijono kilovatvalandžių elektros energijos, o tai gali beveik kompensuoti 80% vandens jėgainės perkamos elektros energijos iš tinklo. Kaip parodyta 9 paveiksle, vienos ašies sekimo sistema pagamina 20% daugiau elektros nei tradicinė fiksuota pakreipimo sistema, todėl bendra elektros energijos gamyba buvo patobulinta. Reikėtų pažymėti, kad kai ašis yra šiaurės-pietų kryptimi, o bitų masyvas yra atviroje srityje, vienos ašies sekimo sistema turi didžiausią efektyvumą. Mookpark atliekų perdirbimo gamykla naudoja gretimą dirbamą žemę, kad būtų geriausia vieta fotovoltinėms sistemoms. Sekimo sistemos pamatai sukrauti ant plačios flanšinės sijos po žeme, o tai labai sumažina statybos sąnaudas ir laiką. Per visą projekto gyvavimo ciklą regionas sutaupys apie 4.5 mln.

Kamdeno apygardos komunalinių paslaugų administracija, Naujasis Džersis

2010 m. Camden County Municipal Utilities Authority (CCMUA) išsikėlė sau drąsų tikslą naudoti 100 % atsinaujinančią energiją, kuri yra pigesnė už vietinę elektros energiją, kad būtų galima apdoroti 60 milijonų galonų per dieną (apie 220,000 XNUMX m³) nuotekų. CCMUA supranta, kad saulės fotovoltinės sistemos turi tokį potencialą. Tačiau CCMUA nuotekų valymo įrenginys daugiausia sudarytas iš atvirų reakcijos rezervuarų, o tradicinės stogo saulės kolektorių masyvai negali sudaryti tam tikro masto energijos tiekimui.

Nepaisant to, CCMUA vis dar yra atviras konkursas. Konkurse dalyvavęs ponas Helio Sage’as išreiškė įsitikinimą, kad įgyvendinant kai kuriuos papildomus projektus virš atviros nuosėdų talpos bus įdiegta fotovoltinė sistema, panaši į saulės garažą. Kadangi projektas prasmingas tik tuo atveju, jei CCMUA gali nedelsiant sutaupyti energijos, schemos dizainas turi būti ne tik tvirtas, bet ir ekonomiškas.

2012 m. liepos mėn. CCMUA saulės centras pristatė 1.8 MW saulės fotovoltinės energijos gamybos sistemą, kurią sudaro daugiau nei 7,200 7 saulės baterijų ir apima 8 akrų baseiną. Dizaino naujovė slypi 9-XNUMX pėdų aukščio baldakimo sistemos įrengime, kuri netrukdys naudoti, eksploatuoti ar prižiūrėti kitos įrangos baseinus.

Saulės fotovoltinė konstrukcija yra antikorozinė (sūrus vanduo, anglies rūgštis ir vandenilio sulfidas) ir modifikuotas stoglangis, pagamintas Schletter (gerai žinomas fotovoltinių laikiklių sistemų, įskaitant stogines, tiekėjas). Pasak PPA, CCMUA neturi kapitalo išlaidų ir nėra atsakinga už jokias eksploatavimo ir priežiūros išlaidas. Vienintelė finansinė CCMUA pareiga yra mokėti fiksuotą kainą už saulės energiją 15 metų. CCMUA apskaičiavo, kad tai leis sutaupyti milijonus dolerių energijos sąnaudų.

Skaičiuojama, kad saulės fotovoltinė sistema kasmet pagamins apie 2.2 mln. kilovatvalandžių (kWh) elektros energijos, o našumas, remiantis interaktyvia CCMUA svetaine, bus geresnis. Tinklalapyje rodoma esama ir sukaupta energijos gamyba bei aplinkos atributai, o realiu laiku atsispindi esama energijos gamyba, kaip parodyta paveikslėlyje žemiau.

Vakarų baseino savivaldybės vandens rajonas, EI Segundo, Kalifornija

Vakarų baseino savivaldybės vandens rajonas (West Basin Municipal Water District) yra viešoji įstaiga, skirta naujovėms nuo 1947 m., tiekianti geriamąjį ir regeneruotą vandenį 186 kvadratinių mylių plote į vakarų Los Andželą. Vakarų baseinas yra šešta pagal dydį vandens zona Kalifornijoje, aptarnaujanti beveik vieną milijoną žmonių.

2006 m. West Basin nusprendė įrengti saulės fotovoltinės energijos gamybos sistemas savo regeneruojamuose vandens įrenginiuose, tikėdamasis gauti ilgalaikės finansinės ir aplinkosaugos naudos. 2006 m. lapkritį „Sun Power“ padėjo „West Basin“ įrengti ir užbaigti fotovoltinę masyvą, kurią sudaro 2,848 moduliai ir kuri generuoja 564 kilovatus nuolatinės srovės. Sistema sumontuota teritorijoje esančios požeminės betono apdorojimo talpyklos viršuje. Vakarų baseino saulės fotovoltinės energijos gamybos sistema kasmet gali pagaminti apie 783,000 10 kilovatvalandžių švarios atsinaujinančios energijos, tuo pačiu sumažindama viešųjų įrenginių kainą daugiau nei 2006%. Nuo 2014 m., kai buvo įdiegta fotovoltinė sistema, 5.97 m. sausio mėn. suminė energijos išeiga buvo XNUMX gigavatai (GWh). Žemiau esančiame paveikslėlyje parodyta fotovoltinė sistema Vakarų baseine.

Rancho Kalifornijos vandens rajonas, Santa Rosa regeneruoto vandens gamykla, Murrieta, Kalifornija

Nuo pat įkūrimo 1965 m. Rancho Kalifornijos vandens rajonas (Rancho California Water District, RCWD) teikia geriamojo vandens, nuotekų valymo ir pakartotinio vandens naudojimo valymo paslaugas 150 kvadratinių mylių spinduliu esančiose srityse. Aptarnaujama sritis yra Temecula / RanchoCalifornia, įskaitant Temecula City, Murrieta miesto dalis ir kitas Riverside apygardos sritis.

RCWD turi perspektyvią viziją ir labai jautriai reaguoja į aplinką ir strategines išlaidas. Susidūrę su didėjančiomis viešųjų įrenginių išlaidomis ir daugiau nei 5 mln. JAV dolerių metinėmis energijos sąnaudomis, jie manė, kad saulės fotovoltinės energijos gamyba yra alternatyva. Prieš svarstydama saulės fotovoltines sistemas, RCWD direktorių taryba įvertino daugybę atsinaujinančios energijos galimybių, įskaitant vėjo energiją, siurblines kaupimo rezervuarus ir kt.

2007 m. sausio mėn., vadovaujamas Kalifornijos saulės energijos programos, RCWD per penkerius metus gavo apdovanojimą už našumą tik 0.34 USD už elektros energijos kilovatvalandę pagal vietos komunalinių paslaugų įmonės jurisdikciją. RCWD vykdo PPA per SunPower be kapitalo išlaidų. RCWD reikia mokėti tik už fotovoltinės sistemos pagamintą elektros energiją. Fotoelektros sistemą finansuoja, valdo ir eksploatuoja „SunPower“.

Nuo 1.1 m., kai buvo įdiegta RCWD 2009 MW nuolatinės srovės fotovoltinė sistema, ši sritis turi daug privalumų. Pavyzdžiui, Santa Rosa vandens regeneravimo įrenginys (Santa Rosa Water Reclamation Facility) gali sutaupyti 152,000 30 USD per metus, kompensuodamas maždaug 73 % gamyklos energijos poreikių. Be to, kadangi RCWD pasirenka atsinaujinančios energijos kreditus (REC), susijusius su savo fotovoltine sistema, per ateinančius 30 metų jis gali sumažinti daugiau nei XNUMX mln. svarų kenksmingo anglies dvideginio išmetimą ir daro teigiamą poveikį aplinkai.

Tikimasi, kad saulės fotovoltinė sistema per ateinančius 6.8 metų regione sutaupys iki 20 mln. JAV dolerių elektros energijos sąnaudų. RCWD Santa Rosa gamykloje sumontuota saulės fotovoltinė sistema yra posvyrio sekimo sistema. Palyginti su tradicine fiksuota pakreipimo sistema, jos energijos gamybos grąžos norma yra apie 25% didesnė. Todėl jis yra panašus į vienos ašies fotovoltinę sistemą ir fiksuotas Palyginti su pakreipimo sistema, ekonomiškumas taip pat žymiai pagerėjo. Be to, įstrižai sekimo sistemai reikia didesnio ploto, kad būtų išvengta šešėlio uždengimo eilutė po eilutės, ir ji turi būti orientuota tiesia linija. Įstrižinė sekimo sistema turi savo apribojimų. Panašiai kaip ir vienos ašies sekimo sistema, ji turi būti pastatyta atviroje ir nevaržomoje stačiakampėje zonoje.