Najveća solarna termoeketrana na svijetu

Početkom 2006. godine u dolini Eldorado u pustinji Mojave, u neposrednoj blizini grada Boulder Cityja u američkoj Saveznoj državi Nevadi, započeli su radovi na izgradnji Solarne termoelektrane Nevada Solar One. Elektrana je u pogon puštena 27. srpnja 2007. godine i danas se smatra najvećim solarnotermoenergetskim postrojenjem s koncentrirajućim kolektorima na svijetu. Snaga elektrane iznosi 64 MW, a godišnja se proizvodnja električne energije procjenjuje na 134 milijuna kW h, što omogućava opskrbu za oko 40 000 kućanstava. Postrojenje se prostire na oko 1,6 km2, pri čemu na polja koncentrirajućih solarnih kolektora otpada 1,2 km2.

Radi se o drugoj solarnoj termoelektrani koja je u posljednjih 16 godina izgrađena u SAD-u i najvećem takvom postrojenju izgrađenom u svijetu nakon 1991. godine. Elektranu je izgradila tvrtka Acciona Solar Power (dio španjolske energetsko-graditeljske skupine Acciona) i danas je njezin većinski vlasnik (95%). Uz to, u njezinoj su izgradnji sudjelovali Ministarstvo energetike SAD-a (USDoE) i Nacionalni laboratorij za obnovljive izvore (NREL). Ukupna ulaganja u projekt iznosila su 266 mil. dolara.

Pogled iz zraka
Pogled iz zraka na STE Nevada Solar One...

Elektranu čini veliko polje od 760 paraboličnih koncentrirajućih solarnih kolektora njemačkog proizvođača Flabeg. Kolektori se sastoje od više od 180 000 zrcala koja Sunčevo zračenje usmjeravaju u žarište kolektora u kojem se nalazi apsorberska cijev kroz koji struju solarni medij. Apsorberske cijevi izrađene su od stakla i čelika, a isporučile su ih izraelska tvrtka Solel Solar Systems i njemačka tvrtka Schott Glass. Svaka je cijev dugačka 4 m, a ukupno ih ima 18 240. Solarni medij u njima se usmjerenim Sunčevim zračenjem zagrijava na 391 °C i njegova se toplina potom u izmjenjivaču topline predaje vodi pri čemu se proizvodi para koja zatim pokreće parnu turbinu proizvođača Siemens.


Načelo rada koncentrirajućih solarnih kolektora

Valja reći da je devet sličnih postrojenja ukupne snage 354 MW na području pustinje Mojave (koja se prostire na oko 64 750 km2 u američkim državama Arizoni, Kaliforniji, Nevadi i Utahu) izgrađeno još 1984. godine. Uz to, postoje planovi za izgradnju još nekoliko solarnih termoelektrana i fotonaponskih elektrana u toj golemoj pustinji. Jedan od njih je i Solarni park Mojave snage 553 MW koji bi trebao biti ostvaren 2011. godine.

Najpoznatija američka hidroelektrana

Već milijunima godina rijeka Kolorado teče od svojih izvora u Stijenjaku do ušća u Kalifornijskom zaljevu, a u svojem je toku dugom 2330 km stvorila nekoliko golemih i dubokih kanjona, od kojih je svakako najpoznatiji Veliki kanjon. Većinom toka Kolorado protječe kroz iznimno suha i negostoljubiva područja pa njegove vode čovjek koristi još od davnina (na osnovi arheoloških iskopavanja utvrđeno je da prva naselja uz njegove obale potječu iz 600. godine poslije Krista). Naseljavanjem ‘bijelog čovjeka’ važnost rijeke sve više dobiva na značenju, ne samo za piće, napajanje stoke i navodnjavanje suhog pustinjskog tla, već i za promet. Ipak, osnovni problem Kolorada su velika odstupanja njegovog protoka tijekom godina. Tako se zbog topljenja snijega u Stijenjaku protok u proljeće i rano ljeto povećavao nekoliko puta (što je u 19. i početkom 20. stoljeća uzrokovala stalna plavljenja područja oko donjeg toka, ponekad i s katastrofalnim posljedicama) a tijekom kasnog ljeta i jeseni smanjivao (što je, opet, zbog suša ugrožavalo poljoprivrednu proizvodnju). Zbog toga se već u prvim godinama 20. stoljeća pojavila ideja o zauzdavanju divljeg toka rijeke.


Pogled na krunu brane i ulazne tornjeve s arizonske (južne) obale jezera

U studenom 1922. godine, održan je sastanak na kojem su se okupili predstavnici sedam američkih saveznih država iz sliva Kolorada (Arizone, Kalifornije, Kolorada, Nevade, Novog Meksika, Utaha i Wyominga) i Savezne vlade. Tada je potpisan Ugovor o rijeci Kolorado kojim su utvrđeni projekti za regulaciju i iskorištavanje njezinog toka.

Čudo tehnike

Potpisivanjem Ugovora stvorene su pretpostavke za gradnju nekoliko brana i akumulacijskih jezera na toku rijeke, a 1928. godine američki Kongres je donio Zakon o projektu u kanjonu Boulder, čime je odobrena izgradnja jedne od najpoznatijih svjetskih brana.


Unutrašnjost strojarnice s proizvodnim agregatima

Radovi na gradnji velike brane na Koloradu započeli su 1931, a zadnji betonski blok izliven je 1935. godine. Unatoč brojnim problemima koji su pratili gradnju, konzorcij šest tvrtki koje su u njoj sudjelovale (među kojima i neki od i danas poznatih svjetskih građevinskih divova kao što je Bechtel) uspio je cijeli projekt ostvariti čak dvije godine prije predviđenog roka i uz troškove niže od predviđenih.

U vrijeme kada je izgrađena, brana i pripadajuća hidroelektrana smatrane su svjetskim čudom tehnike, a njezin je značaj za cjelokupan razvoj tehnike i dalje nezaobilazan, iako već odavno ni po dimenzijama ni po snazi ni po proizvodnji električne energije nije najveća na svijetu. Brana je stoga proglašena američkim Nacionalnom povijesnom znamenitošću, Nacionalnom povijesnom graditeljskom znamenitošću, jednim od Sedam američkih čuda suvremenog graditeljstva, a 1999. godine i jednim od pet najvećih dostignuća graditeljstva 20. stoljeća. Tehničke inovacije i dostignuća koja su razvijena tijekom njezine gradnje promijenila su dotadašnja shvaćanja u više tehničkih područja i omogućila ostvarivanje brojnih drugih građevinskih poduhvata.

Uz prigodnu svečanost, branu je 30. rujna 1935. u pogon pustio američki predsjednik Franklin D. ROOSEVELT, no proizvodnja električne energije započela je u listopadu 1936, a posljednja proizvodna jedinica (17. agregat) ugrađena je tek 1961. godine. Brana i pripadajuća elektrana nazvane su prema 31. američkom predsjedniku Herbertu HOOVERU, jednoj od najzaslužnijih osoba za njezinu gradnju (ne samo zato što je pri potpisivanju Ugovora o rijeci Kolorado bio predstavnik Savezne vlade i za čijeg je kasnijeg predsjedničkog mandata gradnja započela, već i zato što je predložio nekoliko rješenja za njezino iskorištavanje i financiranje).

Tablica
Osnovni tehnički podaci o Hooverovoj brani, hidroelektrani i jezeru Mead

Izgradnjom brane stvoreno je divovsko jezero Mead, nazvano prema dr. Elwoodu MEADU, tadašnjem ravnatelju američke Uprave za pridobivanje zemljišta koja je bila zadužena za ostvarivanje cijelog projekta. Vjerojatno najzanimljivija činjenica je to što je cijeli projekt prije svega bio zamišljen kao vodnogospodarski, odnosno za regulaciju toka rijeke i vodoopskrbu, no da su cjelokupna ulaganja u njegovo ostvarivanje (u današnjoj bi vrijednosti iznosila oko 736 milijuna dolara), iako su pokrivana iz saveznog proračuna, vraćena na osnovi prodaje električne energije. Tako se i danas, nekoliko desetljeća nakon što su isplaćena sva sredstva uložena u gradnju, troškovi pogona i održavanja u cijelosti pokrivaju prodajom struje.

Višestruke koristi

Izgradnjom brane ostvarena su tri glavna cilja, upravo kako je bilo zamišljeno Ugovorom o rijeci Kolorado:

  • navodnjavanje plodnog zemljišta u donjem toku rijeke (više od 404 000 ha u SAD-u i oko 200 000 ha u Meksiku) za uzgoj voća, povrća i pamuka
  • osiguravanje opskrbe pitkom vodom za više od 20 milijuna ljudi u gradovima kao što su Las Vegas, Los Angeles, San Diego, Phoenix, Tucson i dr. te za brojne indijanske zajednice u Arizoni, Nevadi i Kaliforniji
  • proizvodnja više od 4 milijarde kW h električne energije godišnje za opskrbu više od 1,3 mil. potrošača u Arizoni, Nevadi i Kaliforniji.

Uz to, ne treba zaboraviti ni posredne koristi od izgradnje brane. Kao prvo, zahvaljujući vodi i struji koju je omogućila, Las Vegas, nekada beznačajna postaja diližansi na putu prema zapadu, postao je svjetska metropola kocke. Isto tako, veliko jezero Mead sa svojih 34,85 mlrd. m3 uvelike je ublažilo suhu i negostoljubivu klimu u okolici, a valja reći da se ono danas ubraja u najpopularnija američka turistička odredišta sa sezonom koja traje cijele godine.

Img10
Shema hidrauličkog dijela sustava brane

Dakako, ne bi trebalo zanemariti ni određene ekološke probleme u vezi s izgradnjom brane. Tako je zauvijek potopljen kanjon koji je bio svojevrstan produžetak uzvodnog Velikog kanjona, a zbog intenzivnog iskorištavanja rijeke nizvodno od brane (gdje je izgrađeno još nekoliko brana i golemi sustavi navodnjavanja), ona već dvadesetak godina ne doseže do mora. Isto tako, zbog globalnih klimatskih promjena koje uzrokuju sve manje snijega u Stijenjaku dotok vode u jezero je sve manji pa je u svibnju prošle godine volumen vode u njemu bio za čak 43% manji od predviđenog.

No, unatoč svemu i spomenutoj opasnosti od smanjenja protoka vode što bi, prema predviđanjima znanstvenika sa Sveučilišta Kalifornije u San Diegu (UCSD), već 2017. godine moglo dovesti do onemogućavanja daljnje proizvodnje električne energije, Hooverova brana zauvijek će biti jedno od čuda tehnike suvremenog svijeta.