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.

Солнечная энергия по ночам – это уже не фантазии, а реальность. По крайней мере, в Калифорнии, где планируется уже через 5 лет получать не менее 33% всей энергии от ветра и солнца. Штат все более наращивает мощность альтернативных источников энергии с целью обеспечить треть электроэнергии за их счет уже в 2020 году. Не удивительно, что величайшая в мире солнечная гелиотермальная электростанция появилась именно здесь. В настоящее время эта станция уже не является экспериментальной – обычная работающая электростанция.

Около 100 гелиотермальных станций уже построены во всем мире, ожидается еще не менее 50. Некоторые из них способны обеспечивать электроэнергией даже по ночам. Ivanpah Solar Electric Generating System, новая солнечная электростанция в Калифорнии, снабжает электричеством 140 000 домов. Расположена она в пустыне Мохаве, не более 3 часов езды к востоку от Лос-Анджелеса. Станцию строили в течение 3 лет, ее стоимость составила 2 млрд 200млн долларов. Здесь вырабатывается чистая энергия, получаемая от солнца. При этом сжигание какого-либо топлива совсем не требуется.

Что интересно, вместо широко распространенных солнечных батарей на станции Ivanpah Solar Electric используются обыкновенные зеркала.

Таких зеркальных модулей, или гелиостатов, на станции насчитывается 173 тысячи. Каждый модуль представляет собой систему, состоящую из двух больших зеркал (каждое размером с ворота гаража).

Зеркала-гелиостаты отражают лучи солнца на вершины высоких башен, которые находятся в центре. Гелиостаты могут вращаться и благодаря этому отражение солнечных лучей на вершины башен происходит непрерывно, пока солнце не уйдет за горизонт.

На верху башен расположены котлы с жидкостью, превращающейся в пар от нагрева. Принцип их работы тот же, что и на обыкновенной ТЭЦ, только вода нагревается здесь не с помощью сжигания топлива, а от солнечных лучей. Мощность станции Ivanpah Solar Electric, составляющая 392 мегаватт, сопоставима с мощностью средней московской ТЭЦ.

Башни строятся как можно более высокими (не менее 148 метров), ведь чем выше башня – тем больше можно поставить вокруг нее зеркал. В середине дня котлы могут нагреваться более 700 градусов. Образующийся при этом пар поступает вниз, вращая турбину и вырабатывая таким образом электроэнергию. Этот принцип выработки электрической энергии называется гелиотермальным.

Такая гелиотермальная станция может работать и после захода солнца, благодаря возможности запасать излишки энергии. Для этого в специальные огромные хранилища нагнетается часть нагретой жидкости, которая выпускается из них после захода солнца. Таким образом, вращение турбины продолжается, такие хранилища при полной мощности могут обеспечить работу турбин в течение 15 часов. Благодаря таким теплохранилищам некоторые геотермальные станции могут работать даже круглосуточно. На станции Ivanpah Solar Electric этих хранилищ еще нет, но в качестве примера можно посмотреть следующее видео. В этом примере рассматривается гелиотермальная станция, находящаяся в Испании, с подробным обьяснением принципа ее работы.

Во время строительства станции ее создатели позаботились и об охране окружающей среды. Ведь, хотя сама станция и является совершенно безопасной, ее строительство угрожало исчезновением редких видов черепах, обитающих в пустыне. Поэтому была разработана специальная программа, в ходе которой компания-владелец станции купила обширный участок земли рядом со станцией, куда и переселились около 200 уникальных черепах. Затраты на переселение редких обитателей пустыни обошлись компании в 22 млн долларов, включая покупку земли, оплату труда биологов и собственно переселение черепах.

Процесс перехода к альтернативным источникам энергии в Калифорнии можно без преувеличения назвать революцией альтернативной энергетики. ВВП штата Калифорния больше ВВП многих стран мирового сообщества. Значение этого показателя составляет 2,2 трлн долларов, а это больше, чем у России, Индии, Канады, Италии, Испании или Австралии, которые считаются достаточно мощными странами. Поэтому энергии Калифорнии требуется очень много, и 33%, которые к 2020 году планируется получать из альтернативных источников – это огромное количество. Аналитики и СМИ уже успели обьявить открытой эру альтернативной энергетики. И тот факт, что солнечные панели в Калифорнии продаются уже в обыкновенных магазинах и быстро дешевеют, - только подтверждает это заявление.По сведениям журнала TIME, как минимум один американский дом переходит на солнечную энергию от панелей, устанавливаемых на крышах, каждые 3 минуты. И со временем эта динамика только возрастает. Правительство США обеспечивает развитие альтернативной энергетики всевозможными способами. Простым людям выдаются беспроцентные займы на солнечные панели, а крупные компании обязаны покупать альтернативную энергию в соответствии с предусмотрительно изданными законами. Благодаря постепенному запуску все большего количества солнечных электростанций в США количество вредных выбросов здесь постепенно сокращается: с 2005 года они уменьшились уже на 17%.Ivanpah Solar является одной из 7 крупнейших солнечных электростанций, которые введены в строй в Калифорнии в последние годы. Запуск каждой такой станции эквивалентен исчезновению из атмосферы не менее 400 000 тонн углекислого газа каждый год. Это сравнимо с исчезновением с автодорог сразу 77 000 автомобилей, загрязняющих атмосферу.

В этом красивом видео можно увидеть виды солнечной станции на фоне ночного Лос-Анджелеса, получающего от нее абсолютно чистую энергию.

The Ivanpah (полное название Solar Electric Generating System ) расположился в Калифорнии в пустыне Мохаве в 64 км к юго-западу от знаменитого города Лас-Вегас в США.

Мохаве достаточно крупная пустыня, площадью свыше 35 000 км². Именно там находится Долина Смерти
Летом температура там может подниматься выше 54 °C в низинных участках. Именно это место и было выбрано для строительство крупнейшей солнечной тепловой электростанции.

Мощность электростанции составляет 392 МВт. Это достигается 173,5 тысячами гелиостатами (гелиостат-это прибор автоматически поворачивающее зеркало так, чтобы направлять солнечные лучи постоянно в одном направлении, несмотря на видимое суточное движение Солнца ), каждый из которых имеет по два зеркала, направляющих солнечную энергию на бойлеры, расположенные на трех центральных 140-метровых башнях. Таки образом, общее количество зеркал на электростанции составляется 347 тысяч! Площадь одно зеркала составляет 7 кв м, итого на один гелиостат приходится 14 квм.

Обший вид на электростанцию Ivanpah. Она занимает площадь 14,2 кв км пустыни Мохаве недалеко от границы Калифорнии и Невады.

Проект стартовал в 2007 году. Строительство официально началось 27 октября 2010 года - и никем иным, а на тот момент, губернатором Калифорнии Арнольд ом Шварценеггер ом . Первая очередь была подключена к сети в сентябре 2013 для тестирования.
Официально электростанция была открыта 13 февраля 2014 . И сейчас это крупнейшая в мире солнечная тепловая электростанция.
Общая площадь объекта составляет 14,2 кв. км .
В общей сложности, данная система, принадлежащая компаниям NRG Energy, Google и BrightSource Energy, позволяет обеспечить электроэнергией 140 тысяч частных домохозяйств в Калифорнии.
Строительство электростанции было осуществлено компаниями BrightSource Energy и Bechtel обошлось в 2,18 млрд. долларов США.
Проект получил кредит в 1,6 миллиарда долларов под гарантии Министерства энергетики США.
Крупнейшим инвестором в проекте выступила энергетическая компания NRG Energy. Также в проекте финансово поучаствовала компания Google.

Видео о строительстве масштабного сооружения

Источник: http://www.ivanpahsolar.com/

Сейчас на Ivanpah приходится30% всей электроэнергии, генерируемой солнечными электростанциями в США.
Работу электростанции беспечивают 86 операторов и представителей обслуживающего персонала.

Силовая башня LPT 550 производит электричество так же, как традиционные электростанции - путем создания высокой температуры пара, чтобы включить турбину.
Установка состоит из полей гелиостатических зеркал , направляющих солнечный свет на резервуары с водом, расположенные на центральных силовых солнечных башнях . В резервуарах генерируется пар, который вращает специальные турбины Siemens SST- 900 .
Во время работы резервуары очень ярко светятся.
На территории объекта свет фокусируется зеркалами на трех 140-метровых башнях, которые разогреваются до 540 градусов, благодаря чему вода внутри них превращается в сверхнагретый пар. На этом пару работают электрогенераторы.
Экологичность проекта позволяет избежать выброса 400 тысяч тонн углекислого газа в год, что соответствует выбросам 72 тысячи автомобилей.

Упрощенная схема работы электростанции

Солнечная энергия часто подвергается критике, так как обладает рядом недостатков по сравнению с традиционными видами, такими как уголь, нефть и газ. Но нет никаких сомнений, что многие страны с крупнейшими экономиками активно развивают это направление.

Если нынешние темпы роста сектора сохранятся, то к 2020 г. около 10% электроэнергии в мире может вырабатываться за счет фотоэлектрических систем. Основной рост ожидается в Китае, Японии, Германии и США.

Большая часть подобной электроэнергии производится за счет масштабных наземных установок, или солнечных ферм, которые представляют собой тысячи фотоэлектрических панелей на нескольких милях пустынной местности. По-видимому, они символизируются будущее альтернативной энергетики.

Именно такие системы позволяют производить электроэнергию за счет энергии солнца в промышленных масштабах. Они даже больше похожи на солнечные города, а не на солнечные фермы.

1. Sambhar Lake (Озеро Самбхар), Индия

• Компания: консорциум 6 государственных компаний, включая Bharat Heavy Electricals Ltd., Power Grid Corp of India, Hindustan Salts
• Мощность: 4000 МВт

Новая солнечная электростанция в Индии, которая будет построена в 70 км от Джайпура, будет иметь в 8 раз больше мощности, чем крупнейшие солнечные фермы США.

Стоимость проекта оценивается в $4 млрд, и он станет символом потенциала солнечной энергетики в Индии. Правда, сейчас он приостановлен из-за конфликтов по поводу землепользования между правительством штата и федеральным правительством.

2. Topaz, Калифорния, США

• Компания: MidAmerican Solar
• Мощность: 580 МВт

На строительство объекта потребовалось 2 года и $2,5 млрд. Последняя очередь была достроена в декабре прошлого года.

Общее число солнечных панелей, расположившихся на площади в 9,5 кв. миль, превышает 9 млн.

Мощности достаточно, для того чтобы обеспечить доступ к электроэнергии в большей части города Сан-Луис-Обиспо, население которого составляет 276 тыс. человек.

3. Solar Star, Калифорния

• Компания: MidAmerican Solar, SunPower Corp.
• Мощность: 579 МВт

Строительство этой электростанции началось в 2013 г. и должно закончиться в этом году.

После завершения количество панелей составит 1,7 млн, но уже сейчас электростанция обеспечивает мощность более 170 МВт.

4. Ivanpah, Калифорния

• Компания: NRG Energy, BrightSource Energy, Google
• Мощность: 392 МВт.

Электростанция открыта почти два года назад. Она расположена на 5 кв. милях в пустыне Мохаве, вблизи границы Невады.

Общее число панелей достигает 300 тыс., а мощности объекта хватает для обеспечения электроэнергией 140 тыс. домов.

Тем не менее проект не раз подвергался критике за то, что при его создании была разрушена привычная среда обитания многих животных, а птицы, пролетающие слишком близко к нему, очень часто погибают.

5. Agua Caliente, Аризона

• Компания: NRG Energy, MidAmerican Solar
• Мощность: 290 МВт

Agua Caliente была запущена в апреле прошлого года и на тот момент претендовала на звание крупнейшей в мире солнечной фермы

Мощности достаточно для питания 230 тыс. домов в регионе.

Эта солнечная ферма была построена за счет гарантийного кредита почти на $1 млрд Министерства энергетики США наряду с капиталом NRG Energy и MidAmerican Solar - Energy Fund, который принадлежит Berkshire Hathaway Уоррена Баффетта.

6. Setouchi, Япония

• Компания: GE, Куни Umi Asset Management, Toyo Engineering Corp.
• Мощность: 231 МВт

Огромная солнечная ферма в префектуре Окаяма начала строиться в ноябре прошлого года. Стоимость проекта оценивается в $1,1 млрд.

Консорциум получил $867 млн в виде займов от банков Японии, и эта сумма является крупнейшей в истории Японии для проектов "зеленой" энергетики.

После завершения строительства объект, расположенный на месте соляного озера, будет продавать электроэнергию Chugoku Electric Power Company по 20-летнему контракту.

7. Nzema Solar Park, Гана

• Компания: Mere Power Nzema Limited (MPNL)
• Мощность: 155 МВт

В настоящее время находится в стадии строительства. Будет вмещать в себя 630 тыс. солнечных панелей, что делает Nzema Solar Park шестой в мире по этому показателю.

Примечательно, что поставляться электроэнергия будет не только в Гану, но также в Кот-д"Ивуар, Того, Бенин и Нигерию.

8. Redstone Solar Thermal Power Plant, ЮАР

• Компания: SolarReserve, International Company for Water and Power Projects (ACWA Power)
• Мощность: 100 МВт

В январе 2015 г. Департамент энергетики ЮАР дал SolarReserve и саудовской компании АКВА Power привилегированной статус претендентов на проект солнечной электростанции, мощность которой составит 100 МВт.

Объем будет расположен близко к проекту Jasper PV, который сейчас является крупнейшим в стране.

Redstone будет поставлять электроэнергию в 200 тыс. домов в пиковые периоды, помогая другим поставщикам.

9. Amanecer Solar CAP Plant, Чили

• Компания: SunEdison
• Мощность: 100 МВт

Электростанция расположена в центре пустыни Атакама и имеет установленную мощность на уровне 100 МВт, что делает ее крупнейшей солнечной электростанцией в Латинской Америке. Станция была открыта в июне прошлого года.

Объем инвестиций в установку 310 тыс. солнечных панелей достиг $250 млн.

Мощности должно быть достаточно для обеспечения 125 тыс. чилийских домохозяйств.

10. Jasper PV Project, ЮАР

• Компания: SolarReserve
• Мощность: 96 МВт

Проект Jasper производит около 180 мегаватт-часов в год, и этого достаточно для обеспечения 80 тыс. домов.

Проект был завершен в октябре прошлого года.

На прошлой неделе в калифорнийской пустыне Мохаве официально начала работу огромная солнечная электростанция, которая завораживает своей красотой. Проектная мощность электростанции составляет 400 мегаватт, что по подсчетам экспертов хватит 140 тысячам домов в Калифорнии. 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.