Солнечные тепловые электростанции

Традиционным примером использования солнечного излучения для производства термический и электронной энергии являются солнечные электростанции (СЭС).

По методу производства тепла СЭС подразделяют на солнечные концентраторы (зеркала) и солнечные пруды.

Мировым фаворитом в области использования соленых солнечных прудов является Израиль. Израильская компания Ormat Systems Inc установила несколько таких систем в акватории Мертвого Солнечные тепловые электростанции моря.

Принцип деяния солнечного пруда заключается в разработке разности температур на поверхности и деньке водоема, достаточной для приведения в действие турбины, вращаемой теплоносителем в замкнутом цикле Ренкина. Самая большая СЭС на базе солнечного пруда имеет мощность 5 МВт. Площадь пруда при всем этом составляет около 20 га.

Наикрупнейшим в США является солнечный пруд Солнечные тепловые электростанции площадью 0,3 га в Эль-Пасо (штат Техас). Температураводы придонной зоны добивается 90°С, и ее энергии довольно для приведения в действие электронного генератора мощностью 70 кВт и опреснительной установки объемом 20 000 л в денек.

Главным фактором, сдерживающим развитие схожих технологий, является маленький КПД преобразованиясолнечной энергии в электронную – около 1%.

Более многообещающим направлением Солнечные тепловые электростанции развития СЭС является применение солнечных концентраторов, способных превращать солнечную энергию в электричество с КПД около 15%.

По методу концентрации солнечной энергии современные технологии разделяются на параболические концентраторы, солнечные параболические зеркала и гелиоэнергетические установки башенного типа (см. рис.12.) [9].

а б в

Набросок 12.1 – Главные типы солнечных концентраторов:

а – башенная система; б – параболическая (лотковая система Солнечные тепловые электростанции; в – тарельчатая система

1-ая и, к огорчению, единственная солнечная электрическая станция на местности СССР построена в 1987 году в Крыму. Это СЭС башенноготипа (см. 12.2).

Набросок 12.2 – «Солар-1». 1-ая и последняя солнечная электрическая станция в СССР

На башне установлен котел, на котором фокусируется солнечное излучение, собираемое с нескольких гектаров земной поверхности зеркалами-гелиостатами Солнечные тепловые электростанции. Гелиостаты выслеживают движение Солнца по небосклону. Зеркала каждого гелиостата площадью в несколько квадратных метров направляют солнечные лучи на стены теплообменника котлоагрегата, в каком вырабатывается пар с температурой до 510°С. По паропроводу пар направляется в машинный зал, где электроэнергия делается в классическом паротурбинном цикле. Установка имеет накопитель теплоты – емкость объемом в Солнечные тепловые электростанции несколько тыщ кубических метров, заполненную щебнем, который греется «острым» паром в часы максимума интенсивности солнечного излучения и дает теплоту после захода Солнца [30].

К огорчению, при проектировании Крымской СЭС «Солар-1» допущены суровые ошибки, из-за чего цена 1 кВт установленной мощности станции более чем в 10 раз превосходит соответствующую для обычных установок Солнечные тепловые электростанции.

Удачным примером использования схожих технологий может служить башенная электрическая станция мощностью 10 МВт Solar Two в Калифорнии, введенная в эксплуатацию в апреле 1996 года (см. рис. 12.3). Солнечное тепло станции сохраняется в расплавленной соли при температуре 550°С, по этому станция может производить электричество деньком и ночкой, сохраняя припас термический энергии от Солнечные тепловые электростанции 3 до 13 часов.

Набросок 12.3 – СЭС башенного типа Solar Two в Калифорнии

Цена 1-го кв установленной мощности снижена по сопоставлению с «Солар-1» в 4 раза, себестоимость киловатт-часа произведенной энергии приблизилась к соответствующей для угольных станций.

Для башенных СЭС свойственны высочайшие серьезные издержки, приемущественно из-за высочайшей цены автоматических зеркал-гелиостатов Солнечные тепловые электростанции. Экономичнее оказалось другое техническое решение, реализованное в 80-х годах в Южно-Калифорнийской пустыне компанией Luz International, США. В этих установках употребляются параболические зеркала (лотки), которые концентрируют солнечный свет на приемных трубках, содержащих жидкость-теплоноситель (см. рис. 12.4). Эта жидкость греется практически до 400°С и прокачивается через ряд теплообменников; при всем этом вырабатывается перегретый Солнечные тепловые электростанции пар, приводящий в движение обыденный турбогенератор для производства электричества. Таким макаром, таким СЭС башня с баком-парогенератором не нужна. Для увеличения эффективности параболические зеркаламогут оснащаться системой слежения за Солнцем либо быть стационарными.

Набросок 12.4 – СЭС с параболическими концентраторами

Девять электрических станций, расположенных в пустыне Мохаве (в южноамериканском штате Калифорния), имеют 354 МВт Солнечные тепловые электростанции установленной мощности и образуют наикрупнейшее на сегодня предприятие по производству солнечного термического электричества. Эти электростанции поставляют электричество в коммунальную электросеть Южной Калифорнии.

На СЭС «Альмерия» (Испания) в качестве теплоносителя первого контура парогенератора на верхушке солнечной башни употребляется водянистый натрий, во 2-м контуре – рядовая вода. В варианте СЭС, разработанном в Солнечные тепловые электростанции Германии, солнечные лучи нагревают до 800°С сжатый воздух, который приводит в действие газовую турбину. Теплота отработавшего в газотурбинной установке воздуха потом употребляется в паротурбинном цикле. В конечном итоге увеличивается КПД использования теплоты солнечных лучей.

Ряд паротурбинных СЭС различной мощности построен во Франции и в Италии. Разрабатываютсяпроекты СЭС с замкнутыми Солнечные тепловые электростанции газотурбинными установками, в каких рабочим телом является гелий. Характеристики гелиевого теплоносителя перед турбиной: температура около 600°С, давление 0,8 МПа; проектный КПД установок – около 25% [30].

СЭС тарельчатого типа представляет собой батарею параболических тарелочных зеркал (похожих формой со спутниковой тарелкой), которые фокусируют солнечную энергию на приемники, расположенные в фокусной точке Солнечные тепловые электростанции каждой тарелки. Жидкость в приемнике греется до 1000°С и конкретно применяется для производства электричества в маленьком двигатель-генераторе, соединенном с приемником (см. рис.12.5) [9].

Набросок 12.5 – СЭС с концентраторами тарельчатого типа

Высочайшая оптическая эффективность и малые исходные издержки делают системы зеркал/движков более действенными из всех гелиотехнологий.

Системе из мотора Стирлинга и параболического Солнечные тепловые электростанции зеркала принадлежит мировой рекорд по эффективности перевоплощения солнечной энергии в электричество. В 1984 году на ранчо Мираж в штате Калифорния удалось достигнуть практического КПД 29%. Вприбавок к этому, благодаря модульному проектированию, такие системы представляют собой сбалансированный вариант для ублажения потребности в электроэнергии как автономных потребителей (в киловаттном спектре), так и Солнечные тепловые электростанции для гибридных (в мегаваттном), соединенных с электросетями коммунальных компаний.

Цена электроэнергии, произведенной термическими солнечными электрическими станциями, находится в зависимости от огромного количества причин: серьезные и эксплуатационные издержки, расходы на техническое сервис, установленная мощность оборудования. В текущее время она значительно выше, чем у произведенной по обычным технологиям, использующим органическое горючее. Но быстрое сокращение Солнечные тепловые электростанции припасов органического горючего и его неминуемое удорожание, при неизменном совершенствовании технологий солнечной термический энергетики, определяют широкомасштабное внедрение СЭС уже в наиблежайшей перспективе. К тому же СЭС владеют большущим потенциалом, труднодоступным обычным энергоэлементам.

Если б всего только 1 % земных пустынь употреблялся под создание экологически незапятанной солнечной термический электроэнергии, ее было бы Солнечные тепловые электростанции получено больше, чем вырабатывается сейчас за счет сжигания ископаемого горючего в мире.


sohranenie-retenciya-vse-prava-zashisheni-nikakaya-chast-dannoj-knigi-ne-mozhet-bit-vosproizvedena-v-kakoj-bi-to.html
sohranenie-vashih-zakonnih-prav.html
sohranenie-zdorovya-uchashihsya-programma-napravlena-na-formirovanie-navikov-konceptualnogo-mishleniya-i-formirovaniya.html