Крупнейшая термальная солнечная электростанция в мире June 20th, 2017
В калифорнийской пустыне Мохаве с 2014 года работает крупнейшая в мире солнечная электростанция Ivanpah Solar Electric Generating Station. Ее проектная мощность составляет около 400 мегаватт: этого количества энергии хватит 140 тысячам домов в Калифорнии.
Проект стоимостью $2,2 миллиарда реализован американской компанией NRG Energy при поддержке Министерства энергетики США. 350 тысяч гигантских зеркал, расположенных на участке площадью 13 кв. километров, отражают солнечный свет, нагревая воду и превращая ее в пар, который, в свою очередь, вращает турбину, вырабатывающую электричество.
Давайте узнаем о ней подробнее …
Специалисты подчеркивают, что новая станция позволит серьезно сократить выбросы углекислого газа: как если бы с дорог Калифорнии убрали 72 тысячи автомобилей. В таких «солнечных» штатах, как Аризона, Невада, Калифорния и других уже выделено 17 участков под строительство аналогичных солнечных электростанций.
Вместе с тем, проекты реализуются медленнее, чем планировалось, наталкиваясь, как это ни странно, на протесты со стороны «зеленых». Дело в том, что хотя в долгосрочной перспективе такие станции идут на пользу экологии, по факту само строительство станций загрязняет отведенные под них участки, лишая черепах и других представителей фауны пустыни привычных мест обитания.
Тем не менее, США планируют стать мировым лидером по использованию экологически чистой энергии. Сейчас она занимает не более 1% от общего объема рынка энергетики в стране, однако к 2020 году, согласно принятой государственной программе, треть объема всей добываемой энергии должна быть переведена на возобновляемые источники.
Эта станция является самой большой в мире, ее площадь — 14,24 квадратных километра (5,5 квадратных мили). Называется этот объект — Ivanpah Solar Electric Generating System. Станция эта относится к типу термальных солнечных электростанций.
Данная станция способна производить около 30% всей «термальной энергии», производимой в США. На объекте установлено 3 башни высотой в 140 метров, окруженных 300000 зеркал размером с гаражную дверь. Все эти зеркала фокусируют солнечные лучи на коллекторе, расположенном в верхней части башни. В верхней же части башни находится и водный резервуар, куда и направляется вся тепловая энергия, собранная зеркалами.
Для каждой башни построен и свой центр управления, плюс есть и общий центр управления, откуда контролируется работа всей системы. При этом, по словам компании, создававшей станцию, в системе нет хранилища для расплавленной соли-теплоносителя, как в случае более мелких проектов, типа Crescent Dunes.
Стоит отметить, что каждое из зеркал может изменять угол наклона и направление наклона по команде из центра. Раз в две недели зеркала омываются. Насколько можно понять, используется специальная система омывания зеркал + специальная команда мойщиков, очищающих зеркала по ночам. Для управления всеми зеркалами была создана проприетарная система SFINCS (Solar Field Integrated Control System).
Вся система состоит из 22 миллионов отдельных деталей (заклепки, болты и прочее не считается).
Общая стоимость проекта составила 2,2 миллиарда долларов США, из которых 1,4 — это федеральный займ.
При этом в системе образуется водяной пар, направляемый на лопатки турбин, производящих энергию, которой вполне достаточно для нужд 140 тысяч домохозяйств Калифорнии.
Правда, не обошлось и без проблем. К примеру, сфокусированные солнечные лучи обжигают птиц, пролетающих над станцией. Этот факт является причиной протестов природоохранных организаций США. Но, несмотря на все протесты, проект удалось завершить и запустить в работу.
Наконец, конструкцию еще есть куда развивать. Инженеры BrightSource Energy уже предлагают отказаться от водяных бойлеров и использовать специальные солевые растворы, что еще более повысить эффективность системы при сохранении ее экологических и энергетических качеств.
В обслуживании станции занято 86 сотрудников. Расчетный период эксплуатации составляет 30 лет, в течении которых станция обеспечит электричеством 140 тысяч домов из городов округа.
Крупнейшая термальная солнечная электростанция в мире February 18th, 2014
В калифорнийской пустыне Мохаве на прошлой неделе начала работу крупнейшая в мире солнечная электростанция Ivanpah Solar Electric Generating Station. Ее проектная мощность составляет около 400 мегаватт: этого количества энергии хватит 140 тысячам домов в Калифорнии.
Проект стоимостью $2,2 миллиарда реализован американской компанией NRG Energy при поддержке Министерства энергетики США. 350 тысяч гигантских зеркал, расположенных на участке площадью 13 кв. километров, отражают солнечный свет, нагревая воду и превращая ее в пар, который, в свою очередь, вращает турбину, вырабатывающую электричество.
Давайте узнаем о ней подробнее …
Фото 2.
Специалисты подчеркивают, что новая станция позволит серьезно сократить выбросы углекислого газа: как если бы с дорог Калифорнии убрали 72 тысячи автомобилей. В таких «солнечных» штатах, как Аризона, Невада, Калифорния и других уже выделено 17 участков под строительство аналогичных солнечных электростанций.
Вместе с тем, проекты реализуются медленнее, чем планировалось, наталкиваясь, как это ни странно, на протесты со стороны «зеленых». Дело в том, что хотя в долгосрочной перспективе такие станции идут на пользу экологии, по факту само строительство станций загрязняет отведенные под них участки, лишая черепах и других представителей фауны пустыни привычных мест обитания.
Фото 3.
Тем не менее, США планируют стать мировым лидером по использованию экологически чистой энергии. Сейчас она занимает не более 1% от общего объема рынка энергетики в стране, однако к 2020 году, согласно принятой государственной программе, треть объема всей добываемой энергии должна быть переведена на возобновляемые источники.
Эта станция является самой большой в мире, ее площадь - 14,24 квадратных километра (5,5 квадратных мили). Называется этот объект - Ivanpah Solar Electric Generating System. Станция эта относится к типу термальных солнечных электростанций.
Данная станция способна производить около 30% всей «термальной энергии», производимой в США. На объекте установлено 3 башни высотой в 140 метров, окруженных 300000 зеркал размером с гаражную дверь. Все эти зеркала фокусируют солнечные лучи на коллекторе, расположенном в верхней части башни. В верхней же части башни находится и водный резервуар, куда и направляется вся тепловая энергия, собранная зеркалами.
Фото 4.
Для каждой башни построен и свой центр управления, плюс есть и общий центр управления, откуда контролируется работа всей системы. При этом, по словам компании, создававшей станцию, в системе нет хранилища для расплавленной соли-теплоносителя, как в случае более мелких проектов, типа Crescent Dunes.
Стоит отметить, что каждое из зеркал может изменять угол наклона и направление наклона по команде из центра. Раз в две недели зеркала омываются. Насколько можно понять, используется специальная система омывания зеркал + специальная команда мойщиков, очищающих зеркала по ночам. Для управления всеми зеркалами была создана проприетарная система SFINCS (Solar Field Integrated Control System).
Вся система состоит из 22 миллионов отдельных деталей (заклепки, болты и прочее не считается).
Общая стоимость проекта составила 2,2 миллиарда долларов США, из которых 1,4 - это федеральный займ.
При этом в системе образуется водяной пар, направляемый на лопатки турбин, производящих энергию, которой вполне достаточно для нужд 140 тысяч домохозяйств Калифорнии.
Правда, не обошлось и без проблем. К примеру, сфокусированные солнечные лучи обжигают птиц, пролетающих над станцией. Этот факт является причиной протестов природоохранных организаций США. Но, несмотря на все протесты, проект удалось завершить и запустить в работу.
Фото 6.
Наконец, конструкцию еще есть куда развивать. Инженеры BrightSource Energy уже предлагают отказаться от водяных бойлеров и использовать специальные солевые растворы, что еще более повысить эффективность системы при сохранении ее экологических и энергетических качеств.
В обслуживании станции занято 86 сотрудников. Расчетный период эксплуатации составляет 30 лет, в течении которых станция обеспечит электричеством 140 тысяч домов из городов округа.
Фото 7.
Фото 8.
Фото 9.
Фото 10.
Фото 11.
Фото 12.
Фото 13.
Фото 14.
Фото 15.
Фото 16.
Фото 17.
Фото 18.
Фото 19.
Фото 20.
Фото 21.
Фото 22.
Фото 23.
Фото 24.
Фото 25.
Фото 26.
Фото 27.
Фото 28.
Фото 29.
Фото 30.
Фото 31.
Фото 32.
Фото 33.
Фото 34.
Фото 35.
Фото 36.
Фото 37.
Фото 38.
Фото 39.
Получение электричества с помощью гелиоустановок - самое быстрорастущее направление "зеленой" энергетики. На сегодняшний день большую часть солнечной энергии в мире генерируют Китай, Индия и США, за которыми уверенно следуют ближневосточные страны.
Гелиоиндустрия процветает, особенно в пустынных районах Азии и Ближнего Востока, где быстрыми темпами расширяются и строятся заново огромные "солнечные фермы". Издание Digital Trends собрало информацию о крупнейших солнечных электростанциях (СЭС), работающих сегодня в мире.
Солнечный парк Тэнгэр (Tengger Desert Solar Park), крупнейшая СЭС в мире.
Местонахождение: Китай.
Площадь объекта: 43 кв. км.
Мощность генерации - 1547 МВт.
Солнечный парк Тэнгэр, также известный под названием "Великая солнечная стена", расположен в городской округе Чжунвэй, Нинся-Хуэйского автономного района КНР. СЭС находится на территории пустыни Тэнгэр, занимая около 3,25% ее площади.
По своим размерам солнечный парк Тэнгэр больше, чем десять Центральных парков Нью-Йорка , а максимальная мощность СЭС составляет около 1,5 гигаватт, что сопоставимо с показателями большинства атомных электростанций. Учитывая, что места для дальнейшего расширения хватает, солнечный парк Тэнгэр, скорее всего, останется крупнейшей СЭС в мире и в ближайшем будущем.
Солнечный парк Бхадла (Bhadla Solar Park), крупнейшая СЭС Индии.
Местонахождение: штат Раджастхан, Индия.
Площадь объекта: 40 кв. км.
Мощность генерации - 1365 МВт.
Солнечный парк Бхадла расположен в округе Джодхпур в индийском штате Раджастхан на северо-западе страны. На сегодняшний мощность СЭС составляет около 1365 МВт, но объект продолжает расширяться, и к декабрю 2019 года его планируется вывести на проектную мощность в 2 255 МВт. Таким образом, солнечный парк Бхадла имеет шансы завоевать титул крупнейшей СЭС в мире. С его помощью Индия планирует добиться амбициозной цели - получать от гелиоустановок 17% производимой в стране электроэнергии.
Солнечная электростанция Лунъянся (Longyangxia Dam Solar Park).
Местонахождение: Тибетское нагорье, Китай.
Площадь объекта: около 30 кв. км.
Мощность генерации - 850 МВт.
Солнечная электростанция Лунъянся расположена в китайской провинции Цинхай, на западной стороне одноименной гидроэлектростанции мощностью 1280 МВт и образует с ней единый энергетический комплекс. СЭС и ГЭС дополняют друг друга: гелиоустановки помогают экономить водные ресурсы гидроэлектростанции, а та, в свою очередь, компенсирует перепады при выработке энергии солнечными панелями.
Солнечная электростанция Villanueva, крупнейшая СЭС в Северной и Южной Америке.
Местонахождение: штат Коауила, Мексика.
Площадь объекта: около 24 кв. км.
Мощность генерации - 828 МВт.
Компания Enel Green Power, управляющая СЭС Villanueva, сначала ввела в эксплуатацию солнечный парк Villanueva 1 на 427 МВт, а в начале 2018 года к нему добавился парк Villanueva 3 мощностью 327 МВт. Общий объем инвестиций в СЭС Villanueva оценивается компанией в 710 млн долларов. По данным Enel, на объекте насчитывается около 2,5 млн солнечных панелей, способных вырабатывать более 2 000 ГВтч электроэнергии в год. Villanueva - крупнейшая действующая солнечная электростанция Мексики, с помощью которой страна планирует к 2024 году довести долю ВИЭ в общих объемах генерации электроэнергии до 35%.
Солнечная электростанция Камути (Kamuthi Solar Power Station).
Местонахождение: штат Тамил-Наду на юге Индии.
Площадь объекта: около 10 кв. км.
Мощность генерации - 648 МВт.
На конец октября 2018 года комплекс Камути считается шестой по величине солнечной электростанцией в мире, хотя ранее, к моменту ввода в эксплуатацию в сентябре 2016-го эта СЭС претендовала на первое место. Общая сумма инвестиций в проект - 47 млрд индийский рупий, что по текущему курсу составляет почти 640 млн долларов США.
На объекте насчитывается 2,5 млн солнечных панелей, электричества от которых хватит на 750 тыс. человек. Панели ежедневно очищаются роботами, которые сами тоже заряжаются от солнечной энергии.
Солнечная электростанция Solar Star (в переводе - солнечная звезда). Крупнейшая СЭС в США.
Местонахождение: штат Калифорния, США.
Площадь объекта: около 13 кв. км.
Мощность генерации - 580 МВт.
Строительство СЭС началось в 2013 году, а завершилось в 2015-м. На объект насчитывается 1,7 млн солнечных панелей, которые в состоянии обеспечить электричеством примерно 255 тысяч домохозяйств. С помощью этого и других проектов власти Калифорнии планируют к 2045 году полностью перевести штат на альтернативную энергетику.
Солнечная электростанция имени Мохаммеда бин Рашида Аль Мактума (Mohammed bin Rashid Al Maktoum Solar Park), крупнейшая строящаяся СЭС в мире.
Местонахождение: Объединенные Арабские Эмираты, около 50 км к югу от Дубаи.
Запланированная площадь объекта: 77 кв. км.
Запланированная мощность генерации - 5 ГВт к 2030 году.
Хотя нынешняя мощность СЭС в 213 МВт выглядит бледно в сравнении с другими солнечными электростанциями, это крупнейший проект в сфере солнечной энергетики, реализуемый сегодня в мире. К 2020 году мощность генерации должна достигнуть 1000 МВт, а еще через два десятилетия планируется довести показатель до 5000 МВт.
Солнечный парк в ОАЭ станет не только самым большим по площади и мощности. На его территории будет находится самая высокая солнечная электростанция башенного типа. Высотой в 260 м, она будет построена на четвертом этапе реализации проекта и добавит к мощности СЭС дополнительные 700 МВт.
Объем энергии, вырабатываемый солнечными электростанциями, растет с головокружительной быстротой. В 2014 году общая установленная мощность солнечных проектов превысит 150 гигаватт, по сравнению с 5 ГВт в 2005 году это экспоненциальный рост, который происходит от сокращения издержек производства и увеличения эффективности каждой панели.
И сейчас самое время запечатлеть стремительно развивающуюся картину происходящего в мире солнечной промышленности. В этой статье мы предлагаем вам десятку солнечных электростанций по количеству ежегодно вырабатываемых гигаватт-часов. В некоторых случаях эти установки имеют гораздо больший потенциал мощности, но так, как они до сих пор в стадии наращивания или монтажа, на момент написания статьи их полный потенциал еще не был достигнут. Итак, давайте перейдем к списку:
10 лучших солнечных электростанций в мире
1. Солнечная ферма Топаз, Калифорния, США (1,096 ГВт).
Как известно, в ноябре стартовала самая мощная солнечная электростанция Topaz Solar Farm, которая активно публиковалась во всех новостях. И это очень здорово, так как популяризация солнечной энергетики очень важна для большинства людей, которые все еще считают это диковинкой.
Проект Топаз находится в Калифорнии и является крупнейшей солнечной электростанцией в мире с мощностью 550 МВт, и поволяет сократить выбросы углекислого газа в атмосферу как минимум на 380 тысяч тонн в год. Для сравнения, Белоярская атомная электростанция в России вырабатывает лишь немного больше - 600 мегаватт.
Ожидаемая годовая выработка, составляет 1096 гигаватт-час.
Станция расположена в уезде Сан-Луис-Обиспо и насчитывает 9 миллионов солнечных панелей.
Topaz обеспечит энергией свыше 160 000 домов и промышленных предприятий в районе. Стоимость строительства составила около 2,5 миллиардов долларов.
Строительство началось только два года назад. Солнечные панели, как и весь проект были разработаны компанией First Solar.
2. Солнечная электростанция Agua Caliente, Аризона США (626 ГВт)
Солнечная электростанция Agua Caliente находится в пустыне 160 километров к юго-западу от Феникса. Завод был запущен в апреле 2014 года и еще донедавна занимал первое место. Согласно некоторым наблюдениям, стоимость солнечных панелей становиться вдвое дешевле примерно каждые 2 года, а это значит, что каждые два года компании могут удвоить размер солнечной станции по той же цене.
Конечно, это не совсем точно, так как есть и другие расходы помимо солнечных панелей. Примечательно, что панели на станции Agua Caliente представляют собой тонкую пленку изготовленную компанией First Solar, они дешевле чем те, которые производятся из кристаллического кремния. На станции также нет модулей отслеживания солнца, что делает ее еще экономней. Энергию солнца здесь собирают за счет максимизации огромного количества панелей.
Но этот принцип вряд ли сможет удержать проект Agua Caliente на первом месте долгое время.
3. Солнечная электростанция Mesquite, Аризона США (413 ГВт)
Единственная область, которая конкурирует с пустыней Мохаве в США по интенсивности солнечного излучения это пустыня на юге Аризоны. Здесь больше 300 солнечных дней в году и именно здесь расположена солнечная станция Mesquite, в 100 км от крупного областного центра Феникса (1,5 млн населения).
Потенциал станции Mesquite - обеспечение электричеством около 260000 домов. На станции установлено 800 000 солнечных панелей китайского производителя Suntech Power
4. Калифорнийская солнечная ферма, Калифорния США (399 ГВт)
California Solar Ranch находится в 270 км к северо-западу от Лос-Анджелеса и охватывает 800 га пастбищ, на которых раньше выпасали скот.
На станции установлено 88000 солнечных панелей с модулями слежения производства Sunpower, что позволяет им поглощать максимальное количество солнечных лучей в течение всего дня.
Потенциал солнечной фермы - обеспечение до 100 000 домов.
В районе Лос-Анджелеса находится около 2 миллионов домов, то есть около 5% домов потенциально питается солнечной энергией - это хорошее начало!
5. Гидроэнергетичекий солнечный парк Хуанхэ, Цинхай Китай (317 ГВт)
И хотя в название солнечной станции есть слово гидро, эта электростанция солнечная на 100%. Она находится в самой горячей точке с высокой производительностью, провинции Цинхай в Китае. В Китае потребление солнечной энергии на человека в 4 раза больше чем на западе (но в 4 раза меньше чем у нас) и поэтому отдача от солнечных электростанций намного выше.
6. Солнечная электростанция Каталина, Калифорния, США (204 ГВт)
Пустыня Мохаве в Калифорнии - популярное место для солнечных электростанций и вполне заслуженно так, как имеет одно из самых высоких уровней солнечной инсоляции в Северной Америке, также рядом находятся самые энергетически голодные мегаполисы Южной Калифорнии.
Станция производит достаточно энергии для питания около 35 000 домов и сокращения около 74 000 метрических тонн выбросов парниковых газов - последний показатель является очень важным для Калифорнии, где очень жесткие нормы выбросов.
7. Солнечная ферма Xitieshan, Цинхай Китай (150 ГВт)
Станция размещена на Северо-Западе Китая, в уже известной нам провинции Цинхай, где ясное небо и много хорошего солнечного света. Станция была разработана компанией по солнечному развитию CGN, которая является дочерней компанией ядерной энергетической корпорации в Китайской провинции Гуандун. Во время ее завершения в 2011 году это была самая большая солнечная установка по объему производимых солнечных гигаватт в мире - но дело движется так быстро, что в 2014 году она упала на 6 место.
8. Солнечный парк Нинся Qingyang, Нинся Китай (150 ГВт)
Парк расположен в Нинся-Хуэйском автономном округе в Китае на высокой пустынной области, где пользуется повышенным уровнем солнечной инсоляции. Станция занимает площадь 2,3 квадратных километров. Кроме всего прочего эта солнечная ферма уменьшает испарение поверхностных вод, а также помогает озеленению пустынных районов. Это очень важно для предотвращения испарения и эрозии.
9. Солнечный парк Перово, Крым (133 ГВт)
Электростанция принадлежит австрийской энергетической компании Activ Solar и может поставлять энергию на 16 000 домов. В Украине солнечный парк пользовался относительно высокими льготными зелеными тарифами € 0,46 за киловатт-час, но сейчас территория Крыма аннексирована Россией и маловероятно, что Украина будет продолжать программу тарифов.
10. Северный проект Серебро Штата, Невада США (122 ГВт)
Это тонкопленочная солнечная ферма спроектирована компанией First Solar. Она производит достаточно электроэнергии для 15000 домов в Неваде и Калифорнии. Согласно американскому законодательству First Solar имеет право получить 30% от стоимости строительства обратно от правительства - или около 30 миллионов долларов.
__________________________________________________________
Виды солнечных электростанций, принцип работы, примеры
Ежедневно потребление электричества в мире растёт. При этой его выработка постоянно дорожает. Тепловые электростанции наносят существенный ущерб окружающей среде и работают на источниках энергии, которые рано или поздно закончатся. Гидроэлектростанции тоже отрицательно сказываются на ОС, хотя и наносят меньший вред. Атомные ЭС имеют много сложностей с подготовкой топлива и утилизацией отработавшего сырья. Поэтому электроэнергия от всех этих видов ЭС не может быть дешёвой. Поэтому в развитых странах уже давно стали обращать внимание на альтернативные источники энергии. В частности, на солнечные электростанции. Излучение Солнца является возобновляемым источником энергии. К тому же эта энергия бесплатна. За несколько дней на землю от солнца приходит такое количество энергии, которое людям хватит на всю жизнь. В этой статье речь пойдёт о промышленных электростанциях. Мы рассмотрим принцип их действия, основные виды, плюсы и минусы. Мобильные солнечные электростанции для дома и дачи будут рассмотрены в отдельной статье.
Солнечная электростанция (СЭС) представляет собой сооружение, с помощью которого энергия солнца преобразуется в электрическую. Варианты преобразования зависят от вида электростанции. В основном можно выделить два способа получения электричества на СЭС:
- Преобразование солнечной энергии в тепловую, а затем в электрическую;
- Преобразование солнечной энергии напрямую в электричество.
Башенные СЭС
Этот тип солнечных электростанций базируется на получении пара посредством тепловой энергии от солнца. В центре конструкции находится башня, высота которой 18─24 метра. Высота зависит от мощности и может выходить за указанные пределы. Сверху башни расположен резервуар с водой. Ёмкость выкрашена в чёрный цвет, чтобы увеличить степень поглощения солнечного излучения. В башне работает группа насосов, перекачивающих из турбогенератора в нагреваемую ёмкость. Вокруг башни на большой площади находятся так называемые гелиостаты.
Гелиостат представляет собой зеркало. Обычно его площадь несколько «квадратов». Зеркало крепится на специальной регулируемой опоре и подключено к системе позиционирования всех гелиостатов. Это нужно для того, чтобы зеркало меняло позицию при изменении положения солнца. Для работы электростанции требуется, чтобы все зеркала направляли отражённые лучи на резервуар.
Когда погода ясная, в резервуаре температура может доходить до 700 градусов Цельсия. Уровень температуры примерно соответствует тепловым электростанциям. Поэтому для выработки электроэнергии из пара применяются стандартные турбины. КПД башенных СЭС достигает 20 процентов при достаточно высоких мощностях.
Солнечные электростанции этого вида получили широкое распространение благодаря использованию в частном секторе. Конструкция включает в себя большое количество отдельных фотоэлектрических модулей разной мощности и с различными параметрами на выходе. Подобные СЭС используются для энергоснабжения домов, дач, санаториев, некоторых промышленных объектов.
Монтаж фотоэлектрических модулей выполняется достаточно просто и быстро. Их можно установить на фасаде здания, крыше, на площадках рядом со зданием и т. п. Мощность таких станций различна, но её вполне хватает для снабжения электроэнергией как отдельных домов, так и целых посёлков.
Солнечные электростанции тарельчатого типа
Электростанции этого типа, как и башенные, получают тепловую энергию солнца, а затем преобразуют её в электрическую. Однако есть различия в конструкции. СЭС тарельчатого типа состоит из нескольких. Модуль представляет собой опору с ферменной конструкцией отражателя и приёмника.
Приёмник находится на таком месте, чтобы на нём концентрировался отражённый солнечный свет. Отражатель – это зеркала в форме тарелки, закреплённые на ферме. Диаметр может доходить до двух метров. Число зеркал может доходить до нескольких десятков. От их количества зависит мощность модуля. В состав промышленных электростанций входит нескольких десятков таких модулей.
Аэростатные СЭС могут быть двух видов:
- Солнечные фотоэлементы или поглощающая тепло поверхность находятся на аэростате. КПД в этом случае около 15 процентов;
- Этот вариант подразумевает использование параболической металлизированной плёнки, вогнутой внутрь под давлением газа. В ней концентрируется солнечная энергия. Цена такой плёнки меньше, чем у солнечных батарей и прочих отражающих поверхностей.
Преимущество аэростата заключается в том, что на его высоте (больше 20 километров) не затенения, осадков и ветра. Верхняя часть аэростата делается из армированной прозрачной пленки. В середине находится концентратор в виде параболы из металлизированного материала. Отражённый свет концентрируется на термопреобразователе. Он охлаждается водородом (преобразование энергии с разложением воды) или гелием (если энергия передаётся дистанционно посредством СВЧ излучения или радиоволн). Сам шар ориентируется на солнце посредством гироскопов, а управляется посредством перекачки балласта (вода). В одном аэростате может находиться несколько модулей (плавающих шаров).
С параболоцилиндрическими концентраторами
Конструкция таких электростанций заключается в нагреве теплоносителя для подачи турбогенератор. На постаменте закрепляется параболоцилиндрическое зеркало, которое фокусирует отражённый свет на трубке, где проходит теплоноситель. Он разогревается, попадает теплообменник, где отдаёт тепло воде. Вода переходит в пар и подаётся в турбогенератор для выработки электроэнергии.
Этот вид электростанций использует энергию потока воздуха. Этот поток создаётся благодаря разности температур в слое воздуха у земли и на некоторой высоте (делается участок, закрытый стёклами). Конструкция таких СЭС включает в состав высокую башню и участок земли, накрытый стеклом.
В основании башни находится воздушная турбина и генератор, вырабатывающий электроэнергию. Мощность, которую он вырабатывает, увеличивается при росте разницы температур. Эта разница зависит от высоты башни. Благодаря тому, что такая СЭС использует энергию нагретой земли, она может функционировать практически круглые сутки.
Электростанции на двигателе Стирлинга
Конструкция таких СЭС представляет собой параболические концентраторы, фокусирующие отражённый свет на двигатель Стирлинга. Есть вариации двигателей Стирлинга, преобразующих электрическую энергию без применения кривошипно-шатунных механизмов. Это даёт возможность добиться высокой эффективности установки. В среднем эффективность находится на уровне 30 процентов. Рабочим телом в таких установках является гелий или водород.
Комбинированные
Часто на различных видах электростанций ставится теплообменная аппаратура для того, чтобы получать техническую горячую воду. Часто она используется в системе отопления. Такие станции называют комбинированными. Так, что параллельная работа фотоэлементов и солнечных коллекторов далеко не редкость.
Плюсы и минусы солнечных электростанций
Описанные ниже преимущества и недостатки в равной степени справедливы для стационарных электростанций большой мощности и небольших портативных.
Плюсы
- Фотоэлектрические панели улавливают свет, даже когда на небе тучи. Они могут улавливать лучи, недоступные для нашего глаза. Таким образом, электростанция работает беспрерывно;
- Есть возможность комбинировать получение энергии из нескольких источников. Обычно применяют ветро─солнечные батареи, сочетающие возможности обоих типов электростанций. Такая связка может функционировать практически беспрерывно без оглядки на внешние факторы;
- Мобильные электростанции имеют небольшие габариты и могут использоваться для обеспечения электроэнергией дома;
- Средний срок службы оборудования СЭС составляет 30─50 лет. При подключении накопительных аккумуляторов, энергия может быть запасена днём и затем использоваться ночью;
- Солнечная энергия бесплатна;
- Солнечные электростанции надёжны, долговечны и дешёво обходятся в обслуживании.
Минусы
- Нельзя использовать фотоэлементы ночью. По этой причине нужно использовать накопительные аккумуляторы;
- Не во всех климатических зонах солнечные электростанции имеют одинаковую эффективность;
- СЭС имеют низкий КПД. В большинстве случаев он составляет 20 процентов. То есть, остальные 80 процентов солнечной энергии теряются. Если сравнивать с другими альтернативными электростанциями, то ветряные имеют КПД до 40, а приливные ─ до 70 процентов.
Производители солнечных станций для максимальной эффективности своих систем рекомендуют использовать гибридные системы, преобразующие энергию солнца в тепловую и электрическую.
