|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese
ЕНЦИКЛОПЕДІЯ РАДІОЕЛЕКТРОНІКИ ТА ЕЛЕКТРОТЕХНІКИ Сонячні електростанції. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки
Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Альтернативні джерела енергії Повна кількість сонячної енергії, що надходить на поверхню Землі протягом тижня, перевищує енергію всіх світових запасів нафти, газу, вугілля та урану. Сонячне тепло можна зберігати різними способами. Сучасні технології включають параболічні концентратори, сонячні параболічні дзеркала та геліоенергетичні установки баштового типу. Їх можна комбінувати з установками, що спалюють викопне паливо, а в деяких випадках адаптувати для акумуляції тепла. Основна перевага такої гібридизації та теплоакумуляції - це те, що така технологія може забезпечувати диспетчеризацію виробництва електрики (тобто вироблення електроенергії може проводитись у періоди, коли вона потребує). Гібридизація та акумулювання тепла можуть підвищити економічну цінність виробленої електрики та знизити її середню вартість. Сонячні параболічні концентратори
У цих установках використовуються параболічні дзеркала (лотки), які концентрують сонячне світло на приймальних трубках, що містять рідину-теплоносій. Ця рідина нагрівається до 400°C і прокачується через ряд теплообмінників; при цьому виробляється перегріта пара, що приводить в рух звичайний турбогенератор для виробництва електрики. Для зниження теплових втрат приймальну трубку може оточувати прозора скляна трубка, вміщена вздовж фокусної лінії циліндра. Як правило, такі установки включають одновісні або двовісні системи стеження за Сонцем. У поодиноких випадках вони є стаціонарними. Побудовані в 80-х роках у південно-каліфорнійській пустелі фірмою "Luz International", дев'ять таких систем утворюють найбільше на сьогоднішній день підприємство з виробництва сонячної теплової електрики. Ці електростанції постачають електрику до комунальної електромережі Південної Каліфорнії. Ще в 1984 р. "Luz International" встановила в Деггетті (Південна Каліфорнія) сонячну електрогенеруючу систему Solar Electric Generating System I (або SEGS I) потужністю 13,8 МВт. У приймальних трубках олія нагрівалася до температури 343°C і вироблялася пара для виробництва електрики. Конструкція "SEGS I" передбачала 6 годин акумулювання тепла. У ній застосовувалися печі на природному газі, які використовувалися у разі відсутності сонячної радіації. Ця компанія побудувала аналогічні електростанції "SEGS II - VII" потужністю по 30 МВт. У 1990 р. у Харпер Лейк були побудовані "SEGS VIII та IX", кожна потужністю 80 МВт.
Оцінки технології показують її більш високу вартість, ніж у сонячних електростанцій баштового та тарілчастого типу (див. нижче), в основному через нижчу концентрацію сонячного випромінювання, а отже, нижчі температури і, відповідно, ефективність. Однак, за умови накопичення досвіду експлуатації, покращення технології та зниження експлуатаційних витрат параболічні концентратори можуть бути найменш дорогою та найнадійнішою технологією найближчого майбутнього. Сонячна установка тарілчастого типу
Цей вид геліоустановки є батареєю параболічних тарілкових дзеркал (подібних формою із супутниковою тарілкою), які фокусують сонячну енергію на приймачі, розташовані у фокусній точці кожної тарілки. Рідина у приймачі нагрівається до 1000 градусів і безпосередньо застосовується для виробництва електрики у невеликому двигуні та генераторі, з'єднаному із приймачем. В даний час у розробці знаходяться двигуни Стірлінга та Брайтона. Декілька досвідчених систем потужністю від 7 до 25 кВт працюють у Сполучених Штатах. Висока оптична ефективність та малі початкові витрати роблять системи дзеркал/двигунів найбільш ефективними з усіх геліотехнологій. Системі з двигуна Стірлінга та параболічного дзеркала належить світовий рекорд щодо ефективності перетворення сонячної енергії на електрику. У 1984 році на Ранчо Міраж в штаті Каліфорнія вдалося досягти практичного ККД 29%.
До того ж, завдяки модульному проектуванню, такі системи є оптимальним варіантом для задоволення потреби в електроенергії як для автономних споживачів (у кіловатному діапазоні), так і для гібридних (у мегаватному), з'єднаних з електромережами комунальних підприємств. Ця технологія успішно реалізована в низці проектів. Один із них – проект STEP (Solar Total Energy Project) в американському штаті Джорджія. Це велика система параболічних дзеркал, що працювала у 1982-1989 роках. у Шенандоа. Вона складалася із 114 дзеркал, кожне 7 метрів у діаметрі. Система виробляла пар високого тиску вироблення електрики, пар середнього тиску для трикотажного виробництва, і навіть пар низького тиску системи кондиціонування повітря тієї ж трикотажної фабриці. Спільним використанням параболічних дзеркал та двигунів Стірлінга зацікавилися й інші компанії. Так, фірми "Stirling Technology", "Stirling Thermal Motors" та "Detroit Diesel" спільно з корпорацією "Science Applications International Corporation" створили спільне підприємство з капіталом 36 млн доларів з метою розробки 25-кіловатної системи на базі двигуна Стірлінга. Сонячні електростанції баштового типу із центральним приймачем
У цих системах використовується обертове поле відбивачів-геліостатів. Вони фокусують сонячне світло на центральний приймач, споруджений на вершині вежі, який поглинає теплову енергію та приводить у дію турбогенератор. Двовісна система стеження, що керується комп'ютером, встановлює геліостати так, щоб відбиті сонячні промені були нерухомі і завжди падали на приймач. Рідина, що циркулює в приймачі, переносить тепло до теплового акумулятора у вигляді пари. Пара обертає турбіну для вироблення електроенергії, або безпосередньо використовується у промислових процесах. Температури приймача досягають від 538 до 1482°C. Перша баштова електростанція під назвою Solar One поблизу Барстоу (Південна Каліфорнія) з успіхом продемонструвала застосування цієї технології для виробництва електроенергії. Підприємство працювало у середині 1980-х. На ньому використовувалася водно-парова система потужністю 10 МВт. У 1992 р. консорціум енергетичних компаній США прийняв рішення модернізувати Solar One для демонстрації приймача на розплавлених солях і теплоакумулюючої системи. Завдяки акумулюванню тепла баштові електростанції стали унікальною геліотехнологією, що дає змогу диспетчеризувати електроенергію при коефіцієнті навантаження до 65%. У такій системі розплавлена сіль закачується з холодного бака при температурі 288°C і проходить через приймач, де нагрівається до 565°C, а потім повертається в гарячий бак. Тепер гарячу сіль у міру потреби можна використовувати для вироблення електрики. У сучасних моделях таких установок тепло зберігається протягом 3 – 13 годин.
Solar Two - баштова електростанція потужністю 10 МВт у Каліфорнії - це прототип великих промислових електростанцій. Вона вперше дала електрику у квітні 1996 р., що стало початком 3-річного періоду випробувань, оцінки та дослідного вироблення електроенергії для демонстрації технології розплавлених солей. Сонячне тепло зберігається в розплавленій солі за температури 550°C, завдяки чому станція може виробляти електрику вдень і вночі, у будь-яку погоду. Успішне завершення проекту Solar Two має сприяти будівництву таких веж на промисловій основі в межах потужності від 30 до 200 МВт. Зіставлення технічних характеристик Башти та параболоциліндричні концентратори оптимально працюють у складі великих, з'єднаних з мережею електростанцій потужністю 30-200 МВт, тоді як системи тарілчастого типу складаються з модулів і можуть використовуватися як в автономних установках, так і групами загальною потужністю в кілька мегават. Параболоциліндричні установки - на сьогоднішній день найбільш розвинута із сонячних енергетичних технологій і саме вони, ймовірно, будуть використовуватися в найближчій перспективі. Електростанції баштового типу завдяки своїй ефективній теплоакумулюючій здатності також можуть стати сонячними електростанціями недалекого майбутнього. Модульний характер "тарілок" дозволяє використовувати їх у невеликих установках. Башти і "тарілки" дозволяють досягти більш високих значень ККД перетворення сонячної енергії на електричну за меншої вартості, ніж у параболічних концентраторів. Однак залишається незрозумілим, чи зможуть ці технології досягти необхідного зниження капітальних витрат. Параболічні концентратори нині - вже апробована технологія, яка чекає на свій шанс на вдосконалення. Баштові електростанції потребують демонстрації ефективності та експлуатаційної надійності технології розплавлених солей при використанні недорогих геліостатів. Для систем тарілчастого типу необхідно створення хоча б одного комерційного двигуна та розробка недорого концентратора.
Машина для проріджування квітів у садах
02.05.2024 Удосконалений мікроскоп інфрачервоного діапазону
02.05.2024 Пастка для комах
01.05.2024
▪ Старі шини - для акумуляторів ▪ Показник IQ не пов'язаний із рівнем інтелекту людини ▪ MAXM22510 - ізольований RS-485 із вбудованим живленням
▪ розділ сайту Студенту на замітку. Добірка статей ▪ стаття Атмосферні викиди міста-мільйонера. Основи безпечної життєдіяльності ▪ стаття Як бджоли передають одна одній інформацію? Детальна відповідь ▪ стаття На поплавцях – з мотором. Особистий транспорт ▪ стаття Розрахунок складних та розгалужених ланцюгів. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки
Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт
www.diagram.com.ua |
Дивіться інші статті розділу 
Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:
All languages of this page