Электростанция — солнечная башня

Автор: Chief_Admins / Дата: пт, 12/01/2017 - 19:58 /

В основе электростанции — солнечной башни лежит изобретение шотландского священника Роберта Стирлинга (1816 г.) — двигатель Стирлинга. КПД двигателя Стирлинга превосходит как дизель, так и искровой двигатель внутреннего сгорания, но до нынешнего времени остаётся редкостью. Считается, что двигатель Стирлинга может быть новой альтернативой альтернативной энергетике. В отличие от современных двигатель Стирлинга является двигателем внешнего сгорания. Замкнутый тепловой цикл двигателя Стирлинга кардинально отличается от циклов Дизеля или Отто.

Теоретически КПД Стирлинга порядка 70%. Это почти в два раза выше КПД хорошего дизеля.

Недостатком Стирлинга является существенное удорожание конструкции для получения приемлемой удельной мощности и всего потенциала цикла Стирлинга по КПД, кроме того, нужен целый ряд технологических ухищрений.

Основные преимущества Стирлинга — КПД, а также практическое отсутствие рабочего шума и работа с любым видом топлива (бензин, солярка, уголь, Солнце, атомная энергия).

Всё, что необходимо для функционирования двигателя Стирлинга — это нагрев определённого узла — верхней части закрытого цилиндра. Потому двигатели Стирлинги иногда применяют на подводных лодках или в качестве вспомогательных генераторов.

Преимущества двигателей такого типа особо выгодны в случае стационарного применения, когда их собственный вес не важен, например, в системах получения электроэнергии из солнечного излучения.

Один из крупнейших всемирных научных центров в области энергетики — американская национальная лаборатория Сандии (Sandia National Laboratories) для построения первых "солнечных ферм" на основе двигателей Стирлинга объединилась с американской компанией Stirling Energy Systems,.

В 2007 году создана солнечная электростанция PS10, являющаяся первой в Европе коммерческой термальной солнечной электростанцией — "солнечная энергетическая башня" (solar power tower). Возведённая в Андалусии солнечная электростанция выдает 11МВт электроэнергии. Принцип работы солнечной энергетической башни довольно прост: поле множества гелиостатов — зеркал отслеживает перемещение Солнца и, собирая свет, направляет его в вершину специальной башни, там ярким солнечным зайчиком вода превращается в пар. Подаваясь по трубам, пар приводит во вращение турбины электрогенераторов. Данный способ получения электроэнергии является достаточно дорогим в сравнении с традиционными источниками. Но с развитием технологий ситуация может измениться. Важным аспектом деятельности таких станций является также существенное сокращение выбросов парниковых газов в атмосферу.

Самой внушительной из всех солнечных электростанция такого принципа, является станция под управлением компании Solucar Energia — филиал промышленного гиганта Abengoa.

624 зеркала солнечной электростанции Solucar Energia, каждое из которых площадью 120кв. м., перенаправляют свет на специальную башню, высотой 115м. Новая солнечная электростанция в Испании может генерировать до 24,3 ГВт*ч электроэнергии в год.

Новая электростанция Испании вывела ее далеко вперёд в области альтернативных технологий и утилизации солнечного света, но идея солнечных энергетических башен в мире альтернативной энергетики далеко не нова.

Крупными сооружениями типа “солнечная энергетическая башня” является демонстрационный проект Solar One — Solar Two, мощностью более 10МВт (1981-1999 г. г., пустыня Мохаве, Калифорния). Солнечная башня последней версии (Solar Two) была окружена 1926 гелиостатами, общей площадью почти 83 тыс. кв. м. Солнечный свет на данной солнечной электростанции грел не воду, а промежуточный теплоноситель — расплавленную соль, которая перегревала воду, давая пар для вращения турбин. Благодаря этому солнечная электростанция Solar Two имела возможность запасать тепло, бесперебойно работая в облачную погоду или вечернее время.

В 1999 г. Solar Two была преобразована учеными в гигантский детектор черенковского излучения, для изучения воздействия на атмосферу космических лучей.

На основе опыта Solar Two планируется реализация солнечной электростанции Solar Tres (15 МВт) в Испании. Проектом предусматривается возведение солнечной башни в окружёнии 2493 зеркал по 96 кв. м. каждое, общей площадью 240 тыс. кв. м. Внушительный запас нагретой до температуры 565 0С соли обеспечит работу парогенераторов на протяжении 16 часов после захода Солнца. Таким образом, в летний период генераторы будут вырабатывать электроэнергию и днём и ночью.

Внешний вид солнечной электростанции Solar Tres будет подобен станции Solar Two. На реализацию данного проекта Еврокомиссией выделено 5 миллионов евро. Работы по созданию электростанции курирует международная организация SolarPACES, принимавшая участие при реализации проекта PS10. В работах по проектированию и возведению Solar Tres принимают участие компании из Испании, Чехии, Франции и США.

В работе солнечной электростанции PS10 так же предусмотрено аккумулирование энергии в виде горячего водяного пара. Данный запас позволяет обеспечить работу турбин без Солнца на протяжении одного часа, давая определенную гибкость на период облачности.

Кроме солнечной электростанции PS10 в Испании также функционирует несколько различных крупных солнечных сооружений. Также Испания планирует возведение подобной солнечной электростанции PS20 (20 МВт), оборудованную большим количеством зеркал.

К 2013 г. на площадке в Sanlucar la Mayor планируется возведение различных по принципу действия солнечных установок, расчетной мощностью 300 МВт электроэнергии — эквивалент энергетических потребностей такого города как Севилья. На солнечной электростанции Solucar в Санлукар-ла-Майор в деле проверяются самые различные разработки и технологии, примерами которых являются параболические концентраторы с двигателями Стирлинга и длинные параболические зеркала, оборудованные трубами для обеспечения разогрева теплоносителя.

Стоимость реализации проектов таких электростанций довольно высокая, и вырабатываемое ими даровое электричество дешёвым назвать нельзя. Однако развитие таких технологий и расширение самой "солнечной площадки" в Санлукар-ла-Майор приведут снижению себестоимости такой электроэнергии. Кроме того, введение в эксплуатацию этих установок предотвратит выбросы в атмосферу 600 тыс. т. углекислого газа в год.

Солнечная фотоэнергетика

Читайте также: