Технологии на бъдещето в най-големия соларен парк в света

Той се намира до Дубай и е пълен с технологични чудеса, които помагат на града да се откъсва все повече и повече от енергетиката на изкопаемите горива

Центърът за иновации e супермодерна сграда с впечатляваща архитектура, дизайн, мултимедийни зали, новаторски технологии и гледка от високо

Ани Коджаиванова

Центърът за иновации e супермодерна сграда с впечатляваща архитектура, дизайн, мултимедийни зали, новаторски технологии и гледка от високо © Shutterstock

ЕС отблизо

Седмични новини за европейски регулации, бизнес и финансиране.

Темата накратко

Най-големият в света соларен парк до Дубай е пълен с технологични чудеса.
Неговият комплекс за концентрирана слънчева енергия е с най-големия термичен капацитет за съхранение в света.
Така фотоволтаичният парк създава стабилна енергия денонощно, а не само когато има слънце.

Дубай е не просто богат град. Той е символ - на големите петролни пари, с които тази напълно безплодна пустиня е превърната в най-лъскавата витрина на света. Затова и скептицизмът, когато градът беше избран за домакин на климатичната конференция на ООН (COP28) през 2023 г., беше разбираем: как може да се очаква, че просперираща от изкопаеми горива ОАЕ ще поведе света към отказ от тях?

Но нещата не са така прости. Докато продължава да снабдява света с газ и нефт, самият Дубай декарбонизира енергетиката си с бързи темпове, следвайки своята стратегия за изцяло чиста енергия и декарбонизация до 2050 г с междинна цел от 25% дял на ВЕИ енергията през 2030 г. Към момента вече почти 20% от огромното потребление на града идва от възобновяеми източници, а основният от тях е соларният парк, кръстен, разбира се, на шейха на Дубай - "Мохамед бин Рашид ал Мактум".

Това на практика е най-голямата разположена на едно място соларна централа в света: милиони фотопанели, параболични колектори и соларни огледала, най-високата в света кула за концентрирана слънчева енергия (CSP), огромни хранилища за разтопена сол и още постижения на модерното инженерство заемат близо 45 кв. км в пустинята на около 40 км от града. В момента те произвеждат 3 хил. MW енергия, а когато целият проект бъде завършен към 2026 г, капацитетът ще е почти 5 хил. MW, общата площ - 70 кв. км, а инвестицията - около 12.5 млрд. евро. Той ще да пести над 6.5 млн. т въглеродни емисии годишно.

Дубай и нейната служба за електричество и вода (DEWA), която е съсобственик и оператор на парка, разбира се, се гордеят с това технологично чудо и вратите на също впечатляващите с технологиите си посетителски центрове в парка бяха гостоприемно отворени за медии и гости на COP28.

Високи технологии в пустинята

Почти нищо по монотонната магистрала през пустинята не подсказва, че на 40 км извън Дубай се намира този мащабен проект, докато човек не види гледката от сякаш безброй стълбове и жици, които пренасят енергията от централата към града. Пътят стига до голяма стъклена кула, обградена от зеленина, на входа на соларния парк. Това е центърът за иновации - супермодерна сграда с впечатляваща архитектура, дизайн, мултимедийни зали, новаторски технологии и гледка от високо към десетки километри с фотоволтаични панели.

Основната му цел е да бъде образователен център - тук се случват конференции, семинари, работни срещи, да повишава осведомеността за чистите технологии и да отгледа ново поколение местни таланти. Но центърът е и един вид обществена атракция, отворена за студенти, семейства, бизнесмени, професионалисти. Има и малък, но много модерен музей с акцент върху фотоволтаичните технологии, където гостите могат да научат и за соларния парк.

Историята му започва през 2013 г. с едва 13 MW фотоволтаици (152 хил. клетки). Мащаб реално му дава втората фаза през 2017 г - още 200 MW, или 2.3 млн. слънчеви панели, върху 4.5 кв. км. Заедно двете фази осигуряват зелена енергия за 50 000 резиденции в Дубай и пестят 230 000 т въглеродни емисии годишно. Проектът е първият и най-големият в региона, който е базиран на публично-частно партньорство (IPP модел), т.е. той е структуриран не като обществено предприятие, а като независим производител на електроенергия, в който собственост имат различни компании и дружества. В случая втора фаза е реализирана от консорциум между DEWA, ACWA Power от Саудитска Арабия и испанската TSK, но в другите фази има и други инвеститори.

Третата фаза през 2020 г умножава тези числа по четири: 800 MW нов капацитет от 3 млн. модула, зелен ток за над 240 хил. резиденции и над 1 млн. тона спестени емисии. Това е и първият проект в Близкия изток и Северна Африка, който използва усъвършенствана система за слънчево проследяване, т.е. панелите не са с фиксирана позиция, а следват движението на слънцето. Така те са с 20-30% по-ефективни в сравнение с фиксираните инсталации. Петата - най-нова фаза на проекта от юни 2023 г., добавя още 900 MW от тези фотоволтаични панели.

Фар в пустинята

Сред това море от милиони панели насред пустинята (чието почистване от неизбежния пясък е напълно автоматизирано) най-интересна е откритата буквално преди няколко месеца четвърта фаза на соларния парк. Тя е проектирана да събира топлина от слънцето и да я съхранява или да я преобразува директно в електричество чрез парогенератори - решение, което осигурява денонощно възобновяемо електричество. Проектът, който няма аналог по мащаба и комбинацията си в света, е с общ капацитет 950 MW и в него са инвестирани почти 4 млрд. евро. Той съчетава три хибридни технологии: 250 MW от фотоволтаични слънчеви панели, 600 MW от комплекс от параболични соларни концентратори и 100 MW от най-високата кула за концентрирана слънчева енергия в света (CSP) - 263 м.

Бетонната кула, чийто връх свети подобно на фар в пустинята, се вижда от 40 км в ясен ден и колкото повече я приближава човек, толкова по-ярка и ослепителна е светлината. На гостите е позволено да се доближат на около километър от нея, където е разположен чисто новият, също пълен с модерни мултимедийни технологии посетителски център. Благодарение на тях и с помощта на специална експозиция (нещо като минимузей) посетителите научават как е създаден този свръхмащабен и сложен проект и как функционират CSP технологиите.

Създаването на тази четвърта фаза на соларния парк отнема общо шест години, но 263-метровата централна кула реално е "сглобена" само за няколко дни от предварително излети гигантски бетонни модули. Върхът й свети нажежен до бяло - до повече от 500°C. В него се концентрира отразената слънчева енергия от 63 хиляди соларни огледала, разположени в концентрични кръгове в радиус от около километър около кулата. Слънчевата енергия реално загрява и разтапя солта, която се намира във върха на кулата. Тази топлина след това се използва по два начина: част от нея се използва веднага за създаване на пара, която задвижва комплекти от парни турбини, които генерират енергия на момента. Друга част от разтопената сол се съхранява в гигантски термални резервоари и топлината й се използва, за да генерира пара и да създава електричеството, когато слънцето не грее.

По подобен начин функционира и другата, реално по-голяма част от проекта: полето със 70 хил. вдлъбнати параболични рефлектора, което се простира, докъдето стигат очите. Всеки рефлектор е с височина повече от един етаж. Тук няма кула със сол - вместо това параболичните колектори работят, като концентрират слънчевите лъчи към разположена в средата им стъклена тръба, пълна с органични масла. Те се загряват до близо 400 градуса и тази топлина се използва по същия начин, както разтопената сол - част от нея се съхранява, друга се преобразува в електричество веднага. В сърцето на централата със стотици хиляди огледала и стотици километри тръбопроводи за пренос на топлина са четири високоефективни комплекта парни турбини, създадени от Siemens Energy.

Смисълът от подобна огромна инвестиция

Тази CSP централа реално има най-големия термичен капацитет за съхранение в света - на комплекса с разтопена сол той е 15 часа, а на този с параболичните рефлектори - около 12 часа. "Така мрежата може да се откъсне от зависимостта от изкопаеми горива, защото на практика тази централа може да създава енергия денонощно, а не само когато има слънце. Тя осигурява стабилен дневен базов товар през цялата година, но също и през цялата нощ", каза Фейсал Албирдиси, главен технически директор на управляващия проекта концерн Noor Energy 1 (с участието на DEWA, ACWA Power и фонда Silk Road). Именно това е и изключително важното предимство на CSP технологията, което решава проблема с основния недостатък на слънчевата енергия - зависимостта от слънцегреенето.

Освен това централата има и голям термичен акумулатор, който рязко намалява прекъсванията на подаването на енергия към мрежата. Така съхранената енергията може да се използва дори няколко пъти на ден, ако е необходимо и да се разпределя, както изисква мрежата. На практика Дубайската служба за електричество и вода (DEWA) може да осигури до 700 мегавата възобновяема електроенергия през цялата нощ на потребителите в града. При това изключително изгодно - договорът за изкупуване на енергията от централата й е за едва 7.3 американски цента/киловатчас изравнена цена.

Зелен водород и още

Соларният парк "Мохамед бин Рашид ал Мактум" още не е завършен. Последната - шеста фаза - на проекта е и най-мащабна и ще добави 1800 MW фотоволтаични панели, които ще започнат да функционират на етапи между 2024 и 2026 г. Но дори с рекордните си мащаби този парк не е достатъчен да покрие консумацията на този свръхенергоемък град, който е целогодишно и денонощно климатизиран, където строителството не секва, а водата се осигурява от консумираща огромни количества енергия технология за обезсоляване.

Но към това се добавя и проектът Green Hydrogen - първата в региона захранвана със слънчева енергия централа за зелен водород. Пилотната инсталация, реализирана в сътрудничество между DEWA, Expo 2020 Dubai и Siemens Energy, е разположена в самия соларен парк. През деня централата използва част от фотоволтаичното електричество от соларния парк за производство на зелен водород чрез технологията, наречена PEM електролиза. През нощта зеленият водород се превръща в електричество, за да захранва града с устойчива енергия. Очаква се зеленият водород да играе ключова роля в енергийния преход с широки приложения за индустрията и транспорта.

Друг модерен проект на DEWA e водноелектрическата централа в планината Хата с капацитет 250 MW. Тя ще използва вода от язовир Хата и горен резервоар, който се изгражда в планината. По време на ненатоварените часове турбините ще използват чиста енергия, за да изпомпват вода от язовира към горния резервоар. А турбини, управлявани от скоростта на водопада от горния резервоар, ще бъдат използвани за генериране на електроенергия през 1.2-километров подземен воден канал. Редом с това мястото ще бъде и туристическа атракция с кабинков лифт, който минава над язовира и стига до Um Al-Nesoor - най-високия естествен връх в Дубай с 1300 м надморска височина и открити водопади по наклона на горния язовир.

Kосмическата програма на DEWA Space-D пък цели да подобри интелигентната електрическа и водна мрежа с помощта на наносателитна технология, интернет на нещата (IoT) и технологии за дистанционно наблюдение.

Не е зле като за град, който за пръв път вижда електричество едва през 1952 г., когато голяма чужда търговска компания инсталира първия генератор в града с капацитет само 2 kW.