Слънчеви електроцентрали

Слънчева електроцентрала, Австралия

Общото количество слънчева енергия, влизаща в повърхността на Земята за една седмица, надвишава енергията на всички световни доставки на нефт, газ, въглища и уран. Слънчевата топлина може да бъде защитена по различни начини. Съвременните технологии включват параболични концентратори, слънчеви параболични огледала и соларни централи от типа кула. Те могат да бъдат комбинирани с инсталации, които изгарят изкопаеми горива и в някои случаи се адаптират за натрупване на топлина.
Основното предимство на такава хибридизация и натрупване на топлина е, че такова развитие може да осигури диспечер на производството на електроенергия (с други думи, производството на електроенергия може да се извършва в периоди, когато това е необходимо). Хибридизацията и съхранението на топлина могат да увеличат икономическата стойност на произведената електроенергия и да намалят средната си цена.

Слънчеви параболични концентратори

В тези инсталации се използват параболични огледала (тарелки), които концентрират слънчевата светлина върху приемните тръби, съдържащи течността за пренос на топлина. Тази течност се нагрява до почти 400 градуса С и се изпомпва чрез няколко топлообменника, като се произвежда прегрята пара, която задвижва обикновения турбогенератор за производство на електричество. За да се намали загубата на топлина, приемната тръба може да бъде заобиколена от прозрачна стъклена тръба, разположена по дължината на цилиндъра. Обикновено такива инсталации съдържат едноаксиални или двуосови системи за проследяване на слънцето. В много редки случаи те са неподвижни.
Построен през 80-те години в пустинята Южна Калифорния от Luz International, девет такива системи формират най-големите производство на слънчева топлоенергия. Тези електроцентрали доставят електричество за комуналните мрежи в Южна Калифорния. През 1984 г. Luz International инсталира система за генериране на слънчева електроенергия I (или SEGS I) с капацитет 13,8 MW в Дегета, Южна Калифорния. В приемните тръби маслото се загрява до температура 343 ° С и се получава пара за производството на електроенергия. Проектът на "SEGS I" предвижда 6 часа натрупване на топлина. Той използва пещи за природен газ, които се използват при отсъствие на слънчева радиация. Същата фирма построи подобни електроцентрали "SEGS II - VII" с мощност от по 30 MW. През 1990 г. "SEGS VIII и IX" са построени в езерото Харпър с капацитет от 80 мегавата.

Прогнозите за технологията показват по-високата цена от слънчевите електроцентрали от типа кула и тава (виж по-долу), главно поради по-ниската концентрация на слънчева радиация и означава по-ниски температури и съответно ефективност. Но, предвид натрупването на оперативен опит, подобрена технология и по-ниски оперативни разходи, параболичните концентратори могат да бъдат по-евтини и най-надеждната технология за бъдещето.

Слънчева инсталация на дисков тип

Този тип слънчева инсталация е батерия от параболични огледала (подобна на сателитна антена), които съсредоточават слънчевата енергия върху приемниците, разположени на фокусната точка на всяка плоча. Течността в приемника се нагрява до 1000 градуса и се използва специално за производство на електричество в малък двигател и генератор, свързан към приемника.
В момента в развитието са двигателите на Стърлинг и Брайтън. Няколко от най-опитни системи с капацитет от 7 до 25 kW работят в САЩ. Най-високата оптична ефективност и ниските начални разходи правят системата огледало / двигателя по-ефективна от всички слънчеви технологии. Системата от двигателя Стирлинг и параболичното огледало принадлежи към световния рекорд за ефективността на трансформацията на слънчевата енергия в електричество. През 1984 г. Rancho Mirage в Калифорния успя да постигне практическа ефективност от 29%.
Vpribavok към това, благодарение на модулния дизайн, тези системи представляват балансиран вариант на удовлетворение за електроцентрали искания за автономна потребителя (в обхвата на киловат) и хибридният (в мегавати), присъединени към електрическите мрежи на компаниите за комунални услуги.
Това развитие се реализира успешно в редица проекти. Един от тях е проектът STEP (Solar Total Energy Project) в южноамериканската държава Грузия. Това е една голяма система от параболични огледала, която работи през 1982-1989 година. в Шенандоа. Тя се състои от 114 огледала, всяка от които на 7 метра. Системата произвеждаше пара с високо налягане за генериране на електроенергия, пара за средно налягане за плетена продукция и пара с ниско налягане за климатичната система в същата плетачна фабрика.

Съвместното изпълнение на параболичните огледала и двигателите на Стърлинг, които се интересуват от други компании. По този начин, компанията "Стърлинг Технологии", "Стирлинг Thermal Motors" и "Detroit Diesel" с фирма "приложни науки International Corporation" прави смесено дружество с капитал в размер на 36 милиона долара, за да се разработи система за 25 киловата на базата на двигател на Стърлинг.

Слънчеви електроцентрали тип кула с централен приемник

В тези системи се използва въртящо се поле на хелиостатни отражатели. Те съсредоточават слънчевата светлина върху централен приемник, изграден върху кула, която поглъща топлинна енергия и управлява турбогенератор. Двигателната система, управлявана от компютъра, определя хелиостатите така, че отразените лъчи на слънцето да са неподвижни и винаги да падат върху приемника. Течността, която циркулира в приемника, прехвърля топлината към термичния акумулатор под формата на пара. Парата превръща турбината в електричество или се използва специално в промишлени процеси. Температурите при приемника се постигат от 538 до 1482 ° С.
Електрическата станция на 1-ва кула, озаглавена "Solar One" близо до Барстоу (Южна Калифорния), показа използването на тази технология производството на електроенергия. Предприятието работи в средата на 80-те години. Използва водна пара с капацитет 10 MWe. През 1992 г. консорциум от американски енергийни компании реши да надстрои "Слънчевият", за да демонстрира приемника на разтопена сол и топлинна система за съхранение. Благодарение на натрупването на топлинна енергия, станциите на кулата се превърнаха в уникална хелиотехнология, позволяваща диспечирането на електроенергия при коефициент на натоварване до 65%. В тази система разтопената сол се изпомпва от охлаждащия резервоар при температура 288 ° С и преминава през приемника, където се загрява до 565 ° С и след това се връща в "горещия" резервоар. Сега може да се използва гореща сол за генериране на електричество, ако е необходимо. В съвременните модели на такива единици, топлината се съхранява от 3 до 13 часа.
"Solar Two" - 10 MW кула в Калифорния е модел на големи промишлени електроцентрали. За първи път то даде електроенергия през април 1996 г., което бележи началото на тригодишен период на тестване, оценка и най-модерното производство на електроенергия, за да се демонстрира технологията на разтопените соли. Слънчевата топлина се съхранява в разтопената сол при температура от 550 градуса, така че станцията може да произвежда електричество ден и нощ при всяко време. Успешното завършване на проекта "Слънчева две" трябва да допринесе за изграждането на такива кули на промишлена база в рамките на капацитета от 30 до 200 MW.

Сравнение на техническите характеристики

Кула и параболични ниските концентратори обикновено работят като част от голяма мрежа свързан централи с капацитет от 30-200 MW, докато системите за плоча тип са модулни и могат да бъдат използвани самостоятелно оборудване или на групи с обща мощност от няколко мегавата. Параболичните цилиндрични инсталации - до този момент по-развити от технологиите за слънчева енергия и вероятно те вероятно ще бъдат използвани в близко бъдеще. Енергийните централи от типа кула, благодарение на собствените си ефективни възможности за топлинно съхранение, могат да станат и слънчеви електроцентрали в близко бъдеще. Модулната природа на "плочите" позволява използването им в малки инсталации. Кулите и "плочите" позволяват да се постигнат по-високи стойности на ефективността на трансформацията на слънчевата енергия в електронна енергия на най-ниска цена от параболичните концентратори. Но остава неясно дали тези технологии ще могат да постигнат необходимото намаляване на сериозните разходи. Параболните концентратори в момента са вече доказано развитие, чакайки своя шанс за подобрение. Електрическите централи на кулата трябва да демонстрират ефективността и оперативната надеждност на технологията на разтопената сол, като използват евтини хелиостати. За системите тип тава е необходимо да се създаде поне един търговски мотор и да се разработи евтин концентратор.

http://idea.uz