CP v2

Tag: Heliostatai

  • Ivanpah saulės elektrinė: 173 000 veidrodžių galia ir paukščių žūtys, pakeitusios šios technologijos vertinimą

    Ivanpah saulės elektrinė: 173 000 veidrodžių galia ir paukščių žūtys, pakeitusios šios technologijos vertinimą

    Kas yra Ivanpah projektas?

    Mojavos dykumoje, netoli Nevados sienos, veikia Ivanpah saulės elektrinė – vienas garsiausių koncentruotos saulės energijos (CSP) projektų JAV. Čia šiluma gaunama ne iš saulės modulių, o sutelkiant saulės spindulius į bokštų viršuje esančius katilus.

    Elektrinė naudoja apie 173 000 valdomų veidrodžių, vadinamų heliostatais, kurie atspindi šviesą į tris aukštus bokštus. Tokiu būdu sukuriamos itin didelės temperatūros zonos, o gauta šiluma naudojama garui gaminti ir turbinoms sukti.

    Kodėl kilo ginčas dėl paukščių žūčių?

    Ivanpah projektas išpopuliarėjo ne vien dėl technologijos masto, bet ir dėl pranešimų apie paukščių žūtis. Stebėtojai ir biologai fiksavo atvejus, kai paukščiai, patekę į intensyvios spinduliuotės zoną, patirdavo nudegimus ore arba nukrisdavo jau sužeisti.

    Diskusijose minimas vadinamasis saulės srautas, kai sutelkta spinduliuotė sukuria ypač karštą oro ruožą bokštų link. Būtent ši zona laikoma pagrindine rizika skrendantiems gyvūnams, nes trumpas kontaktas gali pažeisti plunksnas, o tai sumažina keliamąją galią ir šiluminę izoliaciją.

    „Kai spinduliuotė sutelkiama į mažą plotą, susidaro pavojinga aukštos energijos zona ore, kuri gali turėti poveikį laukinei gyvūnijai“, – sakė vienas iš JAV laukinės gamtos apsaugos specialistų.

    Kodėl paukščiai artėja prie bokštų?

    Vienas dažniausiai aptariamų paaiškinimų yra vizualinis efektas: iš tolo veidrodžių laukai gali atspindėti šviesą taip, kad skrendantiems paukščiams primena vandens paviršių ar blizgantį orientyrą. Tokiose vietose paukščiai gali leistis žemyn, tikėdamiesi rasti poilsio ar vandens.

    Kitas mechanizmas siejamas su vabzdžiais, kuriuos traukia ryškus švytėjimas ties bokštais. Vabzdžiai pritraukia smulkius paukščius, o šie savo ruožtu gali pritraukti plėšriuosius paukščius, taip netiesiogiai didindami skrydžių per rizikingas zonas skaičių.

    Ką elektrinė keitė po kritikos?

    Po viešos kritikos ir papildomo stebėjimo operatoriai ėmėsi priemonių mažinti riziką, ypač paukščių migracijos laikotarpiais. Tarp minimų sprendimų buvo veidrodžių padėčių valdymas vadinamaisiais budėjimo režimais, kai šviesa nebekoncentruojama į vieną tašką taip intensyviai.

    Taip pat buvo stiprinami aplinkosauginiai stebėjimai, įskaitant dažnesnes teritorijos apžiūras ir poveikio vertinimus. Šis atvejis tapo svarbia pamoka planuojant naujus projektus: vien švari elektros gamyba nepakanka, jei neįvertinamos rizikos biologinei įvairovei.

    Kaip tai paveikė saulės energetikos kryptį?

    Ivanpah istorija prisidėjo prie platesnės diskusijos, kokios atsinaujinančios energijos technologijos turi mažiausią šalutinį poveikį. Pastaraisiais metais daugelyje rinkų sparčiau plito fotovoltiniai saulės moduliai, nes jie elektros energiją gamina be intensyviai įkaitinamų oro zonų virš objekto.

    Nors koncentruotos saulės elektrinės turi privalumų, pavyzdžiui, gali būti derinamos su šilumos kaupimu, Ivanpah atvejis dažnai minimas kaip pavyzdys, kodėl poveikio aplinkai vertinimai turi apimti ne tik žemės naudojimą, bet ir oro erdvės rizikas migruojantiems gyvūnams.

    Šiandien Ivanpah tebėra veikiantis objektas, tačiau jo reputacija energetikos sektoriuje tapo perspėjimu: net ir mažai anglies dvideginio išmetanti infrastruktūra gali sukelti netikėtų ekologinių pasekmių, jei projektavimo ir eksploatacijos sprendimai nebus pritaikyti vietos sąlygoms.

  • Saulės jėgainė su veidrodžiais dykumoje: paukščių žūtys ir pilotų skundai dėl akinančio atspindžio

    Saulės jėgainė su veidrodžiais dykumoje: paukščių žūtys ir pilotų skundai dėl akinančio atspindžio

    Dykumoje įrengta saulės elektrinė, vietoje įprastų saulės modulių naudojanti tūkstančius didelių veidrodžių, ilgą laiką buvo pristatoma kaip pažangus būdas gaminti elektrą be iškastinio kuro. Tačiau praktikoje išryškėjo dvi problemos, kurios prikaustė ir aplinkosaugininkų, ir aviacijos ekspertų dėmesį.

    Pirmoji siejama su laukine gyvūnija: fiksuota atvejų, kai paukščiai, kirsdami itin intensyvios šviesos zonas, patirdavo stiprius nudegimus ore. Antroji problema atsirado ore virš jėgainės ir jos prieigų, kai pilotai ėmė pranešti apie trumpalaikį regos sutrikimą dėl ryškių blyksnių.

    Kaip veikia heliostatų elektrinės

    Tokio tipo elektrinės priskiriamos koncentruotos saulės energijos technologijoms. Jose naudojami heliostatai, tai yra veidrodžiai, kurie seka Saulę ir nukreipia spindulius į centrinį imtuvą ant bokšto.

    Sukoncentruota spinduliuotė imtuve paverčiama labai aukšta temperatūra, o šiluma vėliau panaudojama elektros gamybai, dažniausiai per garo turbiną. Skirtingai nei fotovoltiniai moduliai, čia kritinė yra ne tik šviesa, bet ir šiluminė galia, todėl aplink bokštą gali susidaryti ypač karštos zonos.

    Įvairiuose tyrimuose nurodoma, kad ties spindulių koncentracijos sritimis temperatūros gali tapti ekstremalios. Tokios sąlygos kelia riziką paukščiams ir vabzdžiams, kurie įskrenda į spinduliuotės „koridorius“ arba priartėja prie bokšto, kur intensyvumas didžiausias.

    Kodėl žūsta paukščiai

    Paukščių žūtys siejamos su vadinamuoju „saulės srauto“ efektu, kai daugelio veidrodžių atspindžiai sutampa ir sudaro itin ryškią, energiškai tankią zoną. Įskridę į ją paukščiai gali patirti plunksnų ir audinių pažeidimus, o sunkesniais atvejais žūti.

    Tokie incidentai yra viena iš priežasčių, kodėl koncentruotos saulės elektrinės kai kuriose šalyse vertinamos griežčiau nei fotovoltinės. Pastarosios taip pat turi poveikį gamtai, tačiau jų rizikos pobūdis dažniau susijęs su buveinių praradimu ar susidūrimais, o ne su tiesioginiu terminių zonų poveikiu.

    Operatoriai paprastai taiko įvairias mažinimo priemones, pavyzdžiui, veidrodžių nukreipimo režimus, kai jėgainė nevykdo pilnos gamybos, taip pat paukščių atbaidymo sprendimus. Vis dėlto efektyvumas priklauso nuo vietos sąlygų, migracijos kelių ir to, kaip tiksliai suvaldomi spindulių koncentracijos režimai.

    Kuo pavojingas akinančio atspindžio efektas

    Pilotų minimas laikinas apakinimas siejamas su itin ryškiu atspindžiu, kai šviesa nuo heliostatų tam tikru kampu patenka į orlaivio kabiną. Skirtingai nei tolygus blizgesys, čia gali pasireikšti staigus blyksnis, kuris trumpam „išplauna“ vaizdą arba sukelia požiūrio taškus primenančius pėdsakus regėjimo lauke.

    Reiškinys yra jautrus geometrijai: svarbi Saulės padėtis, veidrodžių orientacija ir orlaivio trajektorija. Dėl to rizika gali būti nepastovi ir sezoniška, o incidentus sunkiau nuspėti vien iš bendro vietovės įvertinimo.

    „Kartais užtenka kelių sekundžių ryškaus blyksnio, kad pilotui būtų sunkiau greitai persiorientuoti ir sugrąžinti žvilgsnį į prietaisus bei išorinę aplinką“, – sakė aviacijos saugos tyrėjas.

    Nors dauguma pranešimų susiję su trumpalaikiu poveikiu, aviacijos saugos požiūriu svarbi net ir momentinė regos sutrikimo rizika, ypač mažesniame aukštyje arba artėjant prie oro uosto zonų. Dėl to tokie objektai planuojami derinant su skrydžių maršrutais ir vertinant galimas akinimo kryptis skirtingu paros metu.

    Koncentruotos saulės technologijos šalininkai pabrėžia privalumus, tarp jų galimybę kaupti šilumą ir ilgiau gaminti elektrą vakare. Tačiau pastarieji atvejai rodo, kad spartinant energetikos transformaciją reikia iš anksto įvertinti ne tik anglies dioksido mažinimą, bet ir šalutines rizikas, kurios gali paveikti gamtą bei skrydžių saugą.