Di tengah padang gandum hijau, pokok-pokok oak dan pokok-pokok zaitun purba di Andalusia, ladang tenaga solar gergasi seperti laut perak. Walaupun di bawah langit berawan, tatasusunan cermin dan menara besar yang melampaui lebih dari tiga batu persegi adalah pemandangan menangkap.
Kandungan Terkait
- Sesuatu yang baru di bawah matahari
Dua puluh batu di barat Seville, ladang solar Solúcar, yang dibina oleh syarikat Abengoa, adalah sebahagian daripada usaha Sepanyol untuk menghasilkan lebih banyak tenaga daripada sumber yang boleh diperbaharui. Negara kini menghasilkan sehingga 3.65 gigawatt kuasa dari matahari, kedua di dunia selepas Jerman. Mereka gigawatt membentuk kira-kira 3 peratus daripada kuasa negara, peratusan tertinggi di dunia. (Amerika Syarikat menghasilkan kurang daripada 1 peratus tenaga dari matahari.) Keluaran suria Sepanyol dijangka meningkat dalam tiga tahun ke depan hingga tujuh gigawatt, yang cukup untuk membekalkan sepuluh juta orang-penduduk gabungan Madrid dan Barcelona-dengan elektrik sepanjang hari.
Ladang Solúcar adalah teknologi perintis yang direplikasi di Amerika Syarikat, termasuk tenaga suria tertumpu, atau CSP. Walaupun panel solar tradisional menggunakan sel photovoltaic untuk menukarkan sinar matahari secara terus ke dalam elektrik, CSP menggunakan cermin besar untuk memfokuskan radiasi matahari; haba yang kuat memacu turbin stim, menghasilkan elektrik dalam proses yang serupa dengan yang digunakan dalam loji arang batu atau minyak, tetapi tanpa pelepasan gas rumah kaca.
Di tapak Solúcar, dua menara konkrit-satu daripada 50 tingkat tinggi, 35 lampu mengumpul lain yang dicerminkan oleh 1, 879 cermin kaca yang besar, masing-masing satu 33 kaki tinggi dan 40 kaki lebar. Cermin yang dipanggil heliostats, meliputi kira-kira 345 ekar. Mereka menghadap ke selatan dan berpaling untuk mengikuti matahari kerana ia melintasi langit.
Menara CSP yang lebih kecil mula menyediakan kuasa pada tahun 2007, yang lebih besar pada bulan Mei 2009. Bersama, mereka menghasilkan 31 megawatt. Menjelang 2013, apabila Solúcar selesai menambah satu lagi loji menara dan pemasangan lain, Abengoa mengharapkan kemudahan CSP untuk menjana 300 megawatt, tenaga yang cukup untuk kuasa 220, 000 isi rumah, atau semua metropolitan Seville.
"Tumbuhan menara komersil ini unik di dunia, " kata pengurus operasi Valerio Fernández, Solúcar, di pejabatnya yang menghadap ke lapangan cermin. (Dia tidak mengira sebuah menara kuasa lima megawatt kecil yang dikendalikan di Lancaster, California, oleh syarikat Amerika eSolar, atau menara demonstrasi kerajaan Sepanyol berjalan di Almeria.) "Hari ini, bagaimanapun, mereka bercuti, " katanya tambah, dengan mengangkat bahu.
Apabila hujan atau mendung-seperti hari kelabu sejuk yang saya lawati-pemasangan suria ditutup ke bawah. Tetapi gambar-gambar laman web CSP yang terbaik adalah di dunia lain: menara bersinar dengan batang cahaya, kesan yang disebabkan oleh cahaya matahari yang menerangi melalui wap air dan habuk di udara. Walaupun anda mungkin berfikir selatan Sepanyol adalah tapak tenaga suria yang ideal, Fernández berkata syarikat menjangkakan cuaca buruk untuk mengurangkan atau menghentikan pengeluaran tenaga sekitar 80 hari setahun, biasanya antara November dan Mac.
"Jika kami berusaha untuk menjadikan tenaga suria lebih cekap, terdapat tempat yang lebih baik daripada Seville, " kata Fernández kepada saya. Dia memberi isyarat kepada peta dinding dunia dengan band-band berbayang yang mewakili potensi tenaga solar: Andalusia adalah tan, Gurun Mojave dari California dan Nevada coklat, dan Sahara masih gelap.
"Mojave mempunyai kira-kira 30 peratus sinaran suria yang lebih tinggi daripada yang kita ada di sini, jadi pemasangan tanaman yang sama akan mengurangkan kos elektrik sebanyak 30 peratus, " katanya. Kecekapan adalah lebih tinggi untuk Sahara yang terik, di mana Abengoa dan Desertec, sebuah konsortium Eropah, bertujuan untuk membina kemudahan solar yang akan memberikan kuasa ke Eropah melalui kabel di bawah Mediterranean.
Fernández memotong sekeping paip keluli tiga inci dari rak buku dan menyerahkannya kepada saya. Ia adalah dari tiub di mana air ditukar ke stim di atas menara CSP, dan ia telah dicat hitam. "Orang kulit hitam itu, " jelasnya, "semakin baik mereka menyerap radiasi."
Heliostat menumpukan sinaran suria dengan begitu berkesan sehingga suhu di permukaan tiub penerima boleh berpotensi mencapai 3, 600 derajat Fahrenheit, kira-kira satu pertiga suhu permukaan matahari. "Malangnya, keluli itu akan mencairkan dan penerima akan hancur, " kata Fernández kering. Bahan-bahan seramik mungkin dapat menahan panas seperti itu, dia terus menerus, tetapi mereka belum dikembangkan dan diuji. Oleh itu, pengendali loji hari yang cerah menyesuaikan heliostat untuk menghadkan cahaya matahari yang diarahkan ke menara dan mengekalkan suhu sekitar 570 darjah-banyak panas untuk membuat wap keluar dari air, yang mendidih pada 212 darjah.
Oleh kerana Fernández memandu saya ke kampus Solúcar, kami berhenti di tapak pembinaan Solnova 1, yang pertama daripada lima kemudahan CSP yang dirancang di sini untuk menggunakan teknologi palung parabola. Solnova 1 akan memasang cermin berbentuk seperti palet cetek, setiap beberapa ratus meter panjang dan kira-kira dua meter tinggi, dalam baris selari seperti pangkat riben berkilat yang besar. Pada titik fokus setiap cermin akan menjalankan tiub telus yang diisi dengan minyak sintetik. Cermin akan mengarahkan cahaya matahari ke tiub, dan minyak yang dipanaskan akan digunakan untuk merebus air untuk stim penggerak turbin.
Meninggalkan Solnova 1, saya melihat pelbagai panel fotovoltaik yang luas. Walaupun panel membekalkan kira-kira tiga megawatt kuasa elektrik-cukup untuk kuasa 2, 200 isi rumah-Solúcar tidak menekankan photovoltaic. "Fotovoltaik tidak membawa kepada teknologi yang boleh menyimpan tenaga kecuali bateri, " kata Fernández. Itu terlalu mahal.
Sistem penyimpanan yang lebih cekap dipamerkan di kemudahan TES Solúcar's (untuk Penyimpanan Tenaga Thermal), yang menggunakan tenaga solar terkumpul untuk memanaskan bekas besar garam cair, terutamanya natrium dan kalium nitrat, kepada kira-kira 570 darjah. Garam mengekalkan haba sehingga enam jam, bermakna ia boleh dibebaskan selepas matahari terbenam. Kaedah penyimpanan ini boleh menyelesaikan, sekurang-kurangnya sebahagiannya, cabaran sukar tenaga tenaga suria: menyediakan kuasa pada waktu malam.
Kapasiti solar suria Sepanyol bergantung kepada sokongan kerajaan yang tinggi. (Kilang CSP misalnya, kos kira-kira dua kali ganda untuk membina dan mengendalikan tumbuhan arang batu konvensional.) Subsidi kerajaan Sepanyol kepada penyedia tenaga solar - antara yang paling murah hati di dunia - sedang berjalan lebih dari € 1.5 bilion, atau hampir $ 1.9 bilion, setahun.
Di Amerika Syarikat, kerajaan persekutuan dan negeri menyediakan insentif kewangan yang lebih kecil kepada individu, syarikat tenaga solar dan utiliti. Kemudahan palung parabolic di California dan Nevada sudah menjana lebih daripada 370 megawatt, dan Abengoa sedang merancang sebuah loji 282 megawatt menggunakan teknologi serupa berhampiran Phoenix, kata Reese Tisdale, pengarah penyelidikan suria bagi Penyelidikan Tenaga Muncul di Cambridge, Massachusetts. Palung parabola baru, fotovoltaik dan tumbuhan CSP dicadangkan di California, Nevada, New Mexico, Colorado, North Carolina dan Florida.
Satu ladang suria besar, menggunakan menara dan heliostat dan menjanjikan untuk menghasilkan 392 megawatt kuasa, dijangka untuk pembinaan, ya, Gurun Mojave di Southern California, jika ia melewati ulasan alam sekitar kerajaan dan persekutuan.
"Sekiranya anda ingin optimis, " kata Tisdale, "mungkin terdapat sebanyak lapan gigawatt yang dibekalkan oleh loji janakuasa suria [di Amerika Syarikat] pada tahun 2025." Itu cukup untuk memberi kuasa kepada bandar raya AS sebanyak enam juta (Amerika menggunakan lebih banyak elektrik daripada orang Sepanyol) dan menyimpan 37, 260 tong minyak atau 11, 000 tan arang batu setiap hari.
Richard Covington menulis dari rumahnya berhampiran Paris.
Di atas menara suria, cahaya matahari terkonsentrasi, disebar melalui wap dan debu, air mendidih untuk memacu turbin stim. (Denis Doyle / Getty Images) 
Cadangan heliostat kemudahan, atau cermin, untuk memberi tumpuan kepada sinar matahari untuk mencipta suhu 570 darjah, menghasilkan tenaga tetapi bukan pelepasan yang berbahaya. (Michael Melford / National Geographic Society / Corbis) 
Loji kuasa berasingan menggunakan cermin berbentuk palung untuk mengumpul sinar matahari dan memanaskan minyak sintetik untuk menghasilkan stim. (Markel Redondo / Bloomberg / Getty Images) 
Kilang menara solar di Seville, Sepanyol adalah menara solar komersil pertama di dunia. Ia boleh menyediakan elektrik sehingga 6, 000 rumah. (Denis Doyle / Getty Images) 
Di tapak Solúcar, cahaya dicerminkan oleh 1, 879 cermin kaca yang besar, masing-masing tinggi 33 kaki dan lebar 40 kaki. (Chris Sattlberger / Corbis) 
Sepanyol kini menghasilkan sehingga 3.65 gigawatt kuasa dari matahari, kedua di dunia selepas Jerman. (Michael Melford / National Geographic Society / Corbis)
