能源消耗占污水处理厂运行成本的很大一部分。 如何利用新技术和可再生能源在供水和水处理过程中提高能源效率，降低能源消耗，已成为世界上许多污水处理厂关注的焦点。 今天给大家介绍太阳能在美国几家污水厂的应用。

华盛顿郊区卫生委员会，Senecaand Western Branch 污水处理厂，Germantown 和 Upper Marlboro，马里兰州

华盛顿郊区卫生委员会（WSSC）建立了两个独立的2兆瓦太阳能光伏电站，每个电站都可以抵消每年约3278MWh/年的并网电力采购量。 两个光伏发电系统都建在地面以上的开阔区域，靠近污水处理厂。 Standard Solar 被选为 EPC 承包商，Washington Gas Energy Services (WGES) 是业主和 PPA 供应商。 AECOM协助WSSC审核EPC供应商的设计文件，确保系统的高质量。

AECOM 还向马里兰州环境部 (MDE) 提交了环境许可文件，以确保太阳能光伏系统符合当地的环境法规。 两个系统都连接到 13.2kV/480V 降压设备的客户端，并位于变压器和保护污水处理厂的任何继电器或断路器之间。 由于互连点的选择和太阳能发电有时（尽管很少）超过现场用电量，因此安装了新的继电器以防止电力输出返回电网。 DC Water 的 Blue Plains 污水处理厂设施的互联策略与 WSSC 有很大不同，需要多种互联方式，主要考虑到有两个主要的市电馈线分支到三个主电表和相应的中压电路。

加利福尼亚州千橡市希尔峡谷污水处理厂

希尔峡谷污水处理厂建于1961年，日处理能力约38,000万吨，以优良的环境管理着称。 污水厂设有三级处理装置，处理后的废水可作为中水回用。 现场65%的电力消耗由500千瓦热电联产机组和584千瓦直流（500千瓦交流）太阳能光伏系统产生。 太阳能光伏系统安装在溢流水库中作为生物固体的干燥床，如图 8 所示。这些模块化组件安装在最高水位上方的单轴跟踪器上，所有电气设备安装在一侧通道以尽量减少水的侵入。 该系统的设计只需要在现有的混凝土池底板上安装垂直墩锚，减少了传统打桩或基础所需的施工量。 太阳能光伏系统于 2007 年初安装，可以抵消当前电网采购的 15%。

文图拉县自来水厂区，Moorpark 再生水厂，Moorpark，加利福尼亚

每天约有 2.2 万加仑（约 8330 立方米）来自 3 名用户的污水流入 Moorpark 水回收设施。 文图拉县 9,200-2011 年战略规划详细列出了五个“重点领域”，包括“环境、土地利用和基础设施”。 以下是该特定领域的关键战略目标：“通过自主运营、区域规划和公私合作，实施具有成本效益的节能减排措施。”

2010年，文图拉县第一水区与AECOM合作调研光伏系统。 1 年 2011 月，该地区获得了 Moorpark 废物回收设施的 1.13 MW 光伏项目绩效奖励基金。 该地区经历了漫长的征求建议书 (RFP) 过程。 最终，在2012年初，RECSolar获得了该项目的授权，开始了光伏系统的设计和建设。 光伏系统于2012年XNUMX月投入使用，并取得并网运行许可证。

目前的太阳能光伏系统每年可产生约2.3万千瓦时的电力，几乎可以抵消水厂从电网购买的电力的80%。 如图 9 所示，单轴跟踪系统比传统的固定倾斜系统多发电 20%，因此整体发电量得到了提高。 需要注意的是，当轴线为南北方向且位阵列处于空旷区域时，单轴跟踪系统的效率最高。 Mookpark 废物回收厂利用相邻的农田为光伏系统提供最佳场所。 跟踪系统的基础堆放在地下的宽翼缘梁上，大大降低了施工成本和时间。 在项目的整个生命周期中，该地区将节省约 4.5 万美元。

新泽西州卡姆登县市政公用事业管理局

2010 年，卡姆登县市政公用事业局 (CCMUA) 为自己设定了一个大胆的目标，即使用比当地电力便宜的 100% 可再生能源来处理每天产生的 60 万加仑（约 220,000 立方米）污水。 CCMUA 意识到太阳能光伏系统具有这样的潜力。 但CCMUA污水处理厂主要由开放式反应池组成，传统的屋顶太阳能电池板无法形成一定规模供电。

尽管如此，CCMUA 仍然是公开招标。 参与招标的Helio Sage先生表示相信，通过一些额外的项目，将在开放式沉淀池上方部署类似于太阳能车库的光伏系统。 由于该项目只有在 CCMUA 能够立即实现节能的情况下才有意义，因此该方案的设计不仅要稳健，而且要具有成本效益。

2012年1.8月，CCMUA太阳能中心推出了7,200兆瓦太阳能光伏发电系统，该系统由7多块太阳能电池板组成，占地8英亩的露天水池。 设计的创新之处在于安装了9-XNUMX英尺高的雨棚系统，不会干扰其他设备池的使用、运行或维护。

太阳能光伏结构采用防腐（盐水、碳酸和硫化氢）设计，采用Schletter（知名光伏支架系统供应商，包括车棚）制造的改装车棚顶篷。 根据PPA，CCMUA没有资本支出，也不负责任何运营和维护成本。 CCMUA 唯一的财务责任是为太阳能支付 15 年的固定价格。 CCMUA 估计它将节省数百万美元的能源成本。

预计太阳能光伏系统每年将产生约2.2万千瓦时（kWh）的电力，基于CCMUA互动网站的性能会更好。 网站显示当前和累计的能源产量和环境属性，实时反映当前能源产量，如下图所示。

西盆地市政水区，EI Segundo，加利福尼亚

西盆地市政水区（West Basin Municipal Water District）是自 1947 年以来致力于创新的公共机构，为洛杉矶西部 186 平方英里的地区提供饮用水和再生水。 西盆地是加州第六大水域，为近百万人服务。

2006年，西部盆地决定在其再生水设施上安装太阳能光伏发电系统，希望获得长期的财务和环境效益。 2006 年 2,848 月，Sun Power 帮助 West Basin 安装并完成了光伏阵列，该阵列由 564 个组件组成，可产生 783,000 千瓦的直流电。 该系统安装在该地区地下混凝土加工储罐顶部。 西部盆地太阳能光伏发电系统每年可产生约10万千瓦时清洁可再生能源，同时降低公共设施成本2006%以上。 自 2014 年安装光伏系统以来，截至 5.97 年 XNUMX 月的累计能量输出为 XNUMX 吉瓦 (GWh)。 下图为西部盆地的光伏系统。

Rancho California Water District, Santa Rosa 再生水厂, Murrieta, California

自1965年成立以来，加州牧场水区（Rancho California Water District，RCWD）为方圆150平方英里内的地区提供饮用水、污水处理、中水回用处理服务。 服务区域为Temecula/RanchoCalifornia，包括Temecula市、Murrieta市部分地区、河滨县其他地区。

RCWD具有前瞻性，对环境和战略成本高度敏感。 面对不断增加的公共设施成本和每年超过5万美元的能源成本，他们考虑将太阳能光伏发电作为替代方案。 在考虑太阳能光伏系统之前，RCWD 董事会评估了一系列可再生能源选择，包括风电、抽水蓄能水库等。

2007 年 0.34 月，在加州太阳能计划的推动下，RCWD 在当地公用事业的管辖范围内获得了五年内每千瓦时电力仅 XNUMX 美元的绩效奖。 RCWD 通过 SunPower 执行 PPA，无需资本支出。 RCWD只需支付光伏系统产生的电力。 该光伏系统由 SunPower 资助、拥有和运营。

自 1.1 年安装 RCWD 的 2009 MW 直流光伏系统以来，该地区已经享受到许多好处。 例如，圣罗莎水回收​​设施（Santa Rosa Water Reclamation Facility）每年可以节省 152,000 美元的成本，抵消工厂约 30% 的能源需求。 此外，由于RCWD选择与其光伏系统相关的可再生能源信用（RECs），在未来73年内可以减少超过30万磅的有害碳排放，对环境产生积极的市场影响。

该太阳能光伏系统预计将在未来6.8年内为该地区节省高达20万美元的电力成本。 安装在 RCWD Santa Rosa 工厂的太阳能光伏系统是一个倾斜跟踪系统。 与传统的固定倾斜系统相比，其能源生产回报率高出约25%。 因此，它类似于单轴光伏系统和固定式倾斜系统相比，成本效益也有显着提高。 另外，倾斜跟踪系统需要更大的区域，以避免逐行遮挡阴影，并且必须以直线定向。 倾斜跟踪系统有其局限性。 与单轴跟踪系统类似，它必须建在一个开放且不受限制的矩形区域内。