Башенные солнечные электростанции

Существует множество способов преобразования солнечной энергии в электрическую. Наиболее эффективен для целей большой энергетики – паротурбинный на основе цикла Ренкина (он же используется на обычных ТЭС).

Принцип действия «башенной» СЭС

Далее пар охлаждается в конденсаторе и уже в виде воды снова попадает в котел.

Центральные приемники, применяющиеся на действующих СЭС, подразделяются па приемники внешнего облучения, у которых тепловоспринимающие панели расположены по наружной цилиндрической поверхности, и приемники полостного типа, отличающиеся более сложной конструкцией и более высоким КПД (до 90 %).

Для обеспечения работы станции в периоды кратковременных перерывов в поступлении солнеч­ной радиации предусмотрена система аккумулиро­вания теплоты.

Рис.2. Башенные СЭС

1- гелиостаты; 2- котел с водой; 3- турбина; 4- генератор; 5- конденсатор.

Недостатки:

1. Высокая стоимость, связанная в первую очередь со стоимостью дорогостоящих оптических систем (гелиостатов);

2. Система слежения за Солнцем сложна, так как требуется вращение вокруг двух осей, управление осуществляется с помощью ЭВМ.

3. Сравнительно большая занимаемая площадь. Для размещения СЭС, мощностью 100МВт требуется площадь в 200 га. Для сравнения: на строительство АЭС, мощностью 1тыс МВт всего 50га;

Оптимальная мощность башенных СЭС 100МВт; до 10 МВт нерентабельны, высота башни 250 м.

4. Необходимо предусмотреть систему защиты зеркал от загрязнений, что еще будет удорожать стоимость станции. Оказалось, что ни любая вода годится для промывки зеркал, поэтому изобрели специальный моечный агрегат.

5. Также необходимо предусмотреть ограждение поля гелиостатов от пасущихся животных, например, тонкой проволокой, по которой пропущен слабый электрический ток.

Преимущества:

Мощность «башенных» станции во многом превосходит мощность СЭС с «солнечными прудами» и покрывает все существующие, но преодолеваемые технические недостатки. Башенные станции являются станциями будущего.

Экономические оценки показали целесообразность использования на таких станциях крупных турбогенераторов мощностью 100 МВт. Для них типичными параметрами являются температура 500 °C и давление 15 МПа. С учётом потерь для обеспечения таких параметров требовалась концентрация порядка 1000. Такая концентрация достигалась с помощью управления гелиостатами по двум координатам. Станции должны были иметь тепловые аккумуляторы для обеспечения работы тепловой машины при отсутствии солнечного излучения.

Применение «башенных» СЭС в мире.

С 1985 г. введена в эксплуатацию первая СЭС, на Крымском побережье Азовского моря – СЭС-5 мощностью 5 МВт, 1600 гелиостатов площадью 25,5 каждый, Коэффициент отражения 0,71, концентрируют солнечную энергию на центральный приемник в виде открытого цилиндра, установленного на башне высотой 89 м, и служащего парогенератором. Каждое из зеркал по специальной программе с помощью компьютера «следит» за Солнцем, двигаясь синхронно со светилом по двум осям - горизонтальной и вертикальной. В 1991 г. СЭС-5 оказалась за пределами России и работа ее прекратилась.

В Узбекистане еще одна крупная СЭС, мощностью 320тыс. КВт. Котел расположен на высоте 200м, а вокруг башни гелиостатное поле с 72 тыс. зеркал. На случай непогоды предусмотрен обычный паровой котел на природном газе.

В США с 1982 г. было построено несколько станций башенного типа мощностью от 10 до 100 МВт. Подробный экономический анализ систем этого типа показал, что с учётом всех затрат на сооружение 1 кВт установленной мощности стоит примерно $1150. Один кВт·ч электроэнергии стоил около $0,15.

В США, Калифорнии построена первая СЭС башенного типа "Солар-1", 10 тыс. КВт.

Франция – "Темис"- 2.5 тыс. КВт.

Западная Германия "Гаст", -20тыс. КВт.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: