Săptămâna trecută, în deșertul Mojave din California, o uriașă centrală solară, care fascinează prin frumusețea ei, a început oficial să funcționeze. Capacitatea de proiectare a centralei este de 400 de megawați, ceea ce, potrivit experților, va fi suficient pentru 140.000 de locuințe din California. Să aflăm mai multe despre ea.

Experții subliniază că noua stație va reduce semnificativ emisiile de dioxid de carbon: de parcă 72.000 de mașini ar fi fost scoase de pe drumurile din California. În astfel de state „însorite” precum Arizona, Nevada, California și altele, 17 locații au fost deja alocate pentru construcția de centrale solare similare.

În același timp, proiectele sunt implementate mai lent decât era planificat, întâmpinând, în mod ciudat, proteste din partea „verzilor”. Cert este că, deși pe termen lung astfel de stații beneficiază mediul înconjurător, de fapt, construcția de stații în sine poluează suprafețele alocate acestora, lipsind țestoasele și alți reprezentanți ai faunei deșertice de habitatele lor obișnuite.

Cu toate acestea, SUA intenționează să devină liderul mondial în utilizarea energiei curate. Acum nu ocupă mai mult de 1% din totalul pieței de energie din țară, dar până în 2020, conform programului de stat adoptat, o treime din energia totală produsă ar trebui să fie transferată către surse regenerabile.

Această stație este cea mai mare din lume, cu o suprafață de 14,24 kilometri pătrați (5,5 mile pătrate). Această instalație se numește Ivanpah Solar Electric Generating System. Această stație aparține tipului de centrale solare termice.

Această stație este capabilă să producă aproximativ 30% din toată „energia termică” produsă în Statele Unite. Facilitatea are 3 turnuri înalte de 140 de metri, înconjurate de 300.000 de oglinzi de mărimea unei uși de garaj. Toate aceste oglinzi concentrează razele soarelui asupra unui colector situat în vârful turnului. În partea superioară a turnului se află și un rezervor de apă, unde este direcționată toată energia termică colectată de oglinzi.

Fiecare turn are propriul său centru de control, plus că există un centru de control comun de unde este controlată funcționarea întregului sistem. În același timp, conform companiei care a creat stația, în sistem nu există stocare pentru sare de lichid de răcire topită, ca în cazul proiectelor mai mici precum Crescent Dunes.

Este de remarcat faptul că fiecare dintre oglinzi poate modifica unghiul de înclinare și direcția de înclinare la comandă din centru. Oglinzile se spală o dată la două săptămâni. Din cate intelegeti, se foloseste un sistem special de spalare a oglinzilor + o echipa speciala de spalatori care curata oglinzile noaptea. Pentru a gestiona toate oglinzile, a fost creat un sistem proprietar SFINCS (Solar Field Integrated Control System).

Întregul sistem este format din 22 de milioane de piese individuale (niturile, șuruburile etc. nu se iau în calcul).

Costul total al proiectului a fost de 2,2 miliarde de dolari SUA, din care 1,4 este un împrumut federal.

În același timp, în sistem sunt generați vapori de apă, direcționați către palele turbinelor care produc energie, ceea ce este suficient pentru nevoile a 140.000 de gospodării din California.

Adevărat, nu a fost fără probleme. De exemplu, lumina concentrată a soarelui arde păsările care zboară deasupra stației. Acest fapt este motivul protestelor organizațiilor de mediu din SUA. Dar, în ciuda tuturor protestelor, proiectul a fost finalizat și dat în exploatare.

În cele din urmă, designul mai are loc de dezvoltat. Inginerii BrightSource Energy sugerează deja eliminarea cazanelor de apă și utilizarea soluțiilor speciale de saramură pentru a crește și mai mult eficiența sistemului, menținând în același timp calitățile de mediu și energetice.

Stația are 86 de angajați. Perioada estimată de funcționare este de 30 de ani, timp în care stația va furniza energie electrică la 140.000 de locuințe din orașele raionului.

În epoca noastră, sursele alternative de energie devin din ce în ce mai populare. Un oraș exemplar pentru introducerea tehnologiilor inovatoare poate fi numit Sevilla, capitala financiară și culturală a sudului Spaniei. Aici este instalată prima centrală solară comercială din lume.

Împrejurimile Sevilla, unde este instalată o centrală solară, seamănă cu o adevărată oglindă. În centru sunt două turnuri uriașe PS10 și PS20, a căror înălțime este comparabilă cu clădirile de 40 de etaje. În jurul turnului PS10 sunt 624 de heliostate, oglinzi uriașe care urmăresc razele soarelui și le redirecționează către vârful turnurilor. Există turbine cu abur care transformă lumina soarelui în energie electrică. Turnul PS20, care va fi în funcțiune înainte de sfârșitul anului 2013, este și mai puternic, înconjurat de 1255 de oglinzi. Se presupune că funcționarea turnurilor va preveni emisiile de dioxid de carbon în atmosferă în cantitate de 600.000 de tone anual timp de 25 de ani.

Acum, centrala solară oferă 60.000 de locuințe, când proiectul va fi finalizat, această cifră va crește la 180.000. Este planificat ca capacitatea totală a ambelor turnuri să ajungă la 300 MW. Desigur, prețurile pentru o astfel de energie electrică sunt încă mai mari decât pentru sursele tradiționale. Cu toate acestea, în timp, prețul se normalizează din cauza creșterii volumelor de producție.

Puterea puternică a energiei solare era cunoscută de om cu mii de ani în urmă. Din cele mai vechi timpuri, omul a încercat să înfrâneze, să îmblânzească această energie, să o facă să-i servească. În secolul al VI-lea, Anthimius de Tralles a scris un tratat despre oglinzi. În acest tratat, el a menționat cum savantul grec antic Arhimede, folosind numeroase oglinzi și scuturi concave-apărători ai Siracizei, a ars flota romană, concentrând razele soarelui asupra navelor. Nu se știe dacă a fost o legendă sau nu.

Dar experimente care ar trebui să confirme sau să infirme posibilitatea acestui eveniment au fost efectuate în mod repetat. Oameni diferiți, în țări diferite și în momente diferite. Și de fiecare dată aceste experimente s-au încheiat cu confirmarea posibilității reale a acestui episod în apărarea Syracusei.

Înainte de apariția noilor tehnologii și a noilor materiale în secolul al XX-lea, înainte de posibilitatea aplicării practice a voltaicei, energia solară era folosită numai și exclusiv pentru încălzirea unor volume mici de apă. Odată cu descoperirea efectului fotoelectric, apariția materialelor capabile să transforme lumina solară în curent electric la scară industrială, energia solară a intrat într-o nouă fază a dezvoltării sale.

Noile materiale reflectorizante și absorbante, elementele compozite rezistente la căldură au făcut posibilă realizarea unor astfel de structuri care au făcut posibilă utilizarea energiei solare pentru centrale termice, instalații termice care asigură apă caldă și încălzirea locuinței.

Energia solară se referă la sursele regenerabile de energie. Este din ce în ce mai folosit de om și își găsește aplicarea în diverse domenii. Regenerabil deoarece soarele este o sursă inepuizabilă de energie.

Și dacă ținem cont de faptul că centralele solare care generează electricitate sau căldură garantează o siguranță deplină pentru mediu, iar prețurile la purtătorii de energie tradiționali sunt în continuă creștere, devine evident că energia solară va avea o dezvoltare rapidă în viitorul foarte apropiat.

Perspectivele pentru energia solară sunt la scară largă. Proiectele de noi complexe solare sunt ambițioase, iar implementarea lor ne poate schimba radical atitudinea față de sursele tradiționale de energie. Desigur, ar fi naiv să credem că energia solară este un panaceu pentru omenire, care suferă constant de lipsă de energie.

Capacitatea centralelor solare este în continuă creștere, dar, cu toate acestea, ponderea energiei electrice pe care acestea o produc este de doar 0,8% din cantitatea totală de energie electrică produsă de toate instalațiile generatoare din lume.

Dependența de condițiile meteorologice, de ora din zi limitează utilizarea centralelor solare ca sursă permanentă de energie. Fără dispozitive de stocare, acestea pot fi utilizate pe deplin doar ca surse suplimentare care preiau sarcina în timpul zilei și, prin urmare, descarcă principalii producători de energie electrică.

Perioadele de producere a energiei electrice nu coincid adesea cu perioadele de cerere pentru aceasta, deoarece vârful consumului are loc în principal în orele de seară. Și la latitudini mari, centralele solare sunt pur și simplu neprofitabile. Cu toate acestea, aceste deficiențe ale centralelor cu heliu nu sunt atât de critice pentru centralele solare termice, deoarece aceste centrale sunt sisteme destul de inerțiale, mai ales dacă au implementat un sistem de izolare termică atent gândit.

Cele mai mari centrale solare din lume

Aproape toate instalațiile electrice puternice cu heliu sunt construite la latitudini joase, unde este mult soare, unde majoritatea zilelor din an sunt fără nori, unde sunt vaste zone libere pentru panouri solare sau oglinzi.

Cel mai puternic complex de centrale solare a fost pus în funcțiune în 2012 în statul indian Gujarat. Capacitatea totală a patruzeci și șase de parcuri solare, unite într-un singur sistem energetic, este de 856,51 megawați. Cu producția acestui complex la capacitatea sa de proiectare, India poate primi din sisteme de energie alternativă până la 15% din cantitatea totală de energie electrică generată în țară.

Complexul SES din India. Statul Gujarat

La sfârșitul anului 2015, în sudul Californiei (SUA), în Valea Antelopei, a fost dată în funcțiune centrala solară STAR. Aproape patru milioane de panouri solare au fost necesare pentru a construi această stație.

Pentru a profita la maximum de energia solară, aproximativ o cincime - puțin peste 750.000 de panouri - au fost montate pe șasiu mobil conectat la un sistem de urmărire solară. Acest lucru a asigurat recepția cantității maxime de radiație solară pe toată durata orelor de lumină.

Odată cu lansarea modului de funcționare proiectat, această centrală a furnizat o putere de ieșire de aproximativ 580 de megawați. Această capacitate este suficientă pentru a furniza energie electrică locuitorilor orașului cu o populație de până la 75.000. Dacă o astfel de cantitate de energie electrică ar fi produsă de o centrală termică convențională, atunci emisiile nocive în atmosferă de la aceasta ar fi echivalente cu cele rezultate din funcționarea a 30.000 de mașini.

Centrala solara STAR. California, SUA

În California, au mai fost construite câteva centrale solare, care folosesc principiul conversiei directe a energiei luminoase în energie electrică. Aceasta este în primul rând centrala electrică cu heliu Topaz, a treia ca mărime din lume. Are o putere de 550 de megawați și face parte dintr-o cascadă solară care ar trebui să furnizeze până la 33% din puterea Californiei până în 2020. Electricitatea la această stație este produsă de 9 milioane de panouri cu peliculă subțire realizate pe bază de telurura de cadmiu.

Centrală solară Topaz. California, SUA

Pe lângă aceste centrale electrice care produc electricitate prin conversia directă a luminii solare, California are mai multe centrale solare termice care se numără printre cele mai puternice zece centrale solare din lume. Aceasta este în primul rând centrala solară de tip turn Ivanpah, pusă în funcțiune în 2013.

Această stație are o putere de ieșire de aproape 400 de megawați. Încălzirea cazanelor la o temperatură de aproape 700 de grade este asigurată de 173.500 de heliostate, fiecare fiind format din două oglinzi. Heliostatele asigură focalizarea constantă a razelor solare asupra cazanului de lucru. Această centrală solară se află pe locul cinci în lista celor mai puternice centrale solare.

Centrală solară Ivanpah. California, SUA

Centrale solare din Rusia

În Rusia, energia solară nu este la fel de răspândită ca în Europa, SUA, India și China. Capacitatea totală a centralelor rusești care funcționează cu energie solară nu depășește capacitatea uneia din California. Cu toate acestea, acum se acordă multă atenție dezvoltării energiei solare în Rusia. Acest lucru este valabil mai ales pentru Crimeea și Siberia.

Două dintre cele mai puternice centrale solare funcționează în prezent în Crimeea. Centrala solară Perovo are o putere de ieșire de aproximativ 100 de megawați, cealaltă centrală solară, Okhotnikovo, este cu 20 de megawați mai puțin. În plus, în august 2015, în satul Nikolaevka a fost pusă în funcțiune o centrală solară cu o capacitate de 70 de megawați. În satul Vladislavovka a fost construită o centrală solară cu o capacitate de 110 megawați.

În 2014, în Altai a fost lansată centrala solară Kosh-Agach, cu o capacitate de cinci megawați. Un curent electric al acestei puteri este generat de 20.880 de panouri solare.

Kosh-Agach SES. Altai, Rusia

În 2015, în Yakutia a fost pusă în funcțiune o centrală solară cu o capacitate de un megawatt. În Teritoriul Stavropol, în satul Staromaryevka, este planificată să fie pusă în funcțiune în 2019 o centrală solară cu o capacitate de 75 de megawați, iar în Siberia, de la Arctica până la granițele cu Kazahstanul, XEVEL intenționează să construiască mai multe solare. centrale electrice cu o capacitate totală de peste 250 megawați.

incalzire solara

Centralele termice cu heliu, pe lângă curentul electric, generează o asemenea cantitate de energie termică care poate furniza apă caldă și căldură spațiilor industriale mari, facilităților sportive și clădirilor rezidențiale.

Lichidul de răcire, încălzit la 150 - 200 de grade, intră în schimbătoarele de căldură, unde încălzește apa care intră în case pentru încălzire și alimentare cu apă caldă. Prin urmare, toate SPP-urile termice sunt construite în așa fel încât energia termică în exces să fie transferată către centralele de încălzire, iar de acolo apă caldă este furnizată în scopul propus.

În același timp, consumul de surse tradiționale de energie fosilă este redus semnificativ. De exemplu, în Danemarca, proiectarea și construcția de centrale termice solare sunt în prezent accelerate, care nu numai că vor furniza energie electrică ecologică, dar vor furniza și căldură și apă caldă locuitorilor din localitățile adiacente.

Utilizarea energiei solare în viața de zi cu zi

La nivelul gospodăriei, posibilitățile de utilizare a energiei Soarelui depind doar de imaginația umană. Și bineînțeles, într-o anumită măsură, din posibilități materiale. Aici putem vorbi despre orice: despre alimentarea cu energie a casei, iluminarea străzilor și parcurilor, despre semafoare, despre iluminarea străzilor, despre decorarea unei case de vară, iluminarea fântânilor, ghirlande pe copaci, furnizarea de apă caldă și căldură unei case de țară. , cabana.

Diverse companii produc si instaleaza instalatii solare "la cheie" pentru uz individual. Poate fi o minicentrală alimentată cu energie solară, și concentratoare de heliu pentru încălzire și alimentare cu apă caldă, sau poate o instalație combinată.

Spectrul de utilizare a energiei solare este uriaș. Această energie funcționează peste tot, de la centrale electrice gigantice până la încărcătoare portabile care se potrivesc confortabil în buzunar sau în geantă. Iar principalele sale avantaje sunt inepuizabilitatea și siguranța pentru mediu.

Energia solară este adesea criticată ca având o serie de dezavantaje în comparație cu formele tradiționale precum cărbunele, petrolul și gazul. Dar nu există nicio îndoială că multe țări cu cele mai mari economii dezvoltă activ această direcție.

Dacă ratele actuale de creștere ale sectorului continuă, atunci până în 2020 aproximativ 10% din electricitatea mondială ar putea fi generată de sisteme fotovoltaice. Principala creștere este așteptată în China, Japonia, Germania și SUA.

O mare parte din această energie electrică este generată de instalații terestre la scară largă sau ferme solare, care sunt mii de panouri fotovoltaice în câțiva kilometri de deșert. Aparent, ele simbolizează viitorul energiei alternative.

Aceste sisteme fac posibilă producerea de energie electrică din energia solară la scară industrială. Ele arată chiar mai mult ca orașe solare decât fermele solare.

1. Lacul Sambhar (Lacul Sambhar), India

• Companie: consorțiu de 6 companii de stat, inclusiv Bharat Heavy Electricals Ltd., Power Grid Corp of India, Hindustan Salts
• Putere: 4000 MW

Noua centrală solară din India, care va fi construită la 70 km de Jaipur, va avea o capacitate de 8 ori mai mare decât cele mai mari ferme solare din SUA.

Proiectul este evaluat la 4 miliarde de dolari și va simboliza potențialul energiei solare din India. Cu toate acestea, este în prezent în așteptare din cauza conflictelor privind utilizarea terenurilor dintre guvernele de stat și federale.

2. Topaz, California, SUA

• Compania: MidAmerican Solar
• Putere: 580 MW

A fost nevoie de 2 ani și 2,5 miliarde de dolari pentru a construi instalația. Ultima etapă a fost finalizată în decembrie anul trecut.

Numărul total de panouri solare situate pe o suprafață de 9,5 metri pătrați. mile depășește 9 milioane.

Există suficientă capacitate pentru a oferi acces la energie electrică în cea mai mare parte a orașului San Luis Obispo, care are o populație de 276 mii de oameni.

3. Solar Star, California

• Compania: MidAmerican Solar, SunPower Corp.
• Putere: 579 MW

Construcția acestei centrale electrice a început în 2013 și ar trebui finalizată anul acesta.

Când va fi finalizată, numărul de panouri va fi de 1,7 milioane, dar deja acum centrala furnizează o putere de peste 170 MW.

4 Ivanpah, California

• Companie: NRG Energy, BrightSource Energy, Google
• Putere: 392 MW.

Centrala electrică a fost deschisă în urmă cu aproape doi ani. Este situat pe 5 mp. mile în deșertul Mojave, lângă granița cu Nevada.

Numărul total de panouri ajunge la 300.000, iar capacitatea unității este suficientă pentru a furniza energie electrică la 140.000 de locuințe.

Cu toate acestea, proiectul a fost criticat de mai multe ori pentru faptul că în timpul creării sale habitatul obișnuit al multor animale a fost distrus, iar păsările care zboară prea aproape de el mor foarte des.

5. Agua Caliente, Arizona

• Companie: NRG Energy, MidAmerican Solar
• Putere: 290 MW

Agua Caliente a fost lansată în aprilie anul trecut și la acea vreme a revendicat titlul de cea mai mare fermă solară din lume.

Capacitatea este suficientă pentru a alimenta 230.000 de case din regiune.

Această fermă solară a fost construită cu un împrumut garantat de aproape 1 miliard de dolari de la Departamentul de Energie al SUA, împreună cu capital de la NRG Energy și MidAmerican Solar - Energy Fund, care este deținut de Berkshire Hathaway a lui Warren Buffett.

6Setouchi, Japonia

• Companie: GE, Kuni Umi Asset Management, Toyo Engineering Corp.
• Putere: 231 MW

O fermă solară uriașă din prefectura Okayama a început construcția în noiembrie anul trecut. Costul proiectului este estimat la 1,1 miliarde de dolari.

Consorțiul a primit împrumuturi de 867 de milioane de dolari de la băncile japoneze, cea mai mare sumă din istoria Japoniei pentru proiecte de energie verde.

Odată finalizată, instalația, situată pe locul lacului sărat, va vinde energie electrică companiei Chugoku Electric Power în cadrul unui contract pe 20 de ani.

7Nzema Solar Park, Ghana

• Companie: Mere Power Nzema Limited (MPNL)
• Putere: 155 MW

În prezent în construcție. Acesta va conține 630 de mii de panouri solare, ceea ce face ca Nzema Solar Park să fie al șaselea din lume în acest indicator.

Este de remarcat faptul că electricitatea va fi furnizată nu numai Ghanei, ci și Coastei de Fildeș, Togo, Benin și Nigeria.

8. Centrală termică solară Redstone, Africa de Sud

• Companie: SolarReserve, Companie Internațională pentru Proiecte de Apă și Energie (ACWA Power)
• Putere: 100 MW

În ianuarie 2015, Departamentul de Energie din Africa de Sud a acordat SolarReserve și companiei din Arabia Saudită AQUA Power statutul de ofertant preferat pentru un proiect de energie solară de 100 MW.

Volumul va fi situat aproape de proiectul Jasper PV, care este în prezent cel mai mare din țară.

Redstone va furniza energie la 200.000 de case în perioadele de vârf, în timp ce ajută alți furnizori.

9. Uzina Amanecer Solar CAP, Chile

• Compania: SunEdison
• Putere: 100 MW

Centrala este situată în mijlocul deșertului Atacama și are o capacitate instalată de 100 MW, ceea ce o face cea mai mare centrală solară din America Latină. Stația a fost deschisă în iunie anul trecut.

Volumul investițiilor în instalarea a 310 mii de panouri solare a ajuns la 250 de milioane de dolari.

Capacitatea ar trebui să fie suficientă pentru a asigura 125.000 de gospodării chiliane.

10. Proiectul Jasper PV, Africa de Sud

• Companie: SolarReserve
• Putere: 96 MW

Proiectul Jasper produce aproximativ 180 de megawați-oră pe an, suficient pentru a alimenta 80.000 de case.

Proiectul a fost finalizat în octombrie anul trecut.

The Ivanpah(titlul complet Sistem de generare solară electrică) este situat în California, în deșertul Mojave, la 64 km sud-vest de celebrul oraș Las Vegas din Statele Unite.

mojave un deșert destul de mare, cu o suprafață de peste 35.000 km². Acolo este Valea Morții.
Vara, temperatura poate crește peste 54 °C în zonele de câmpie. Acest loc a fost ales pentru construirea celei mai mari centrale solare termice.

Capacitatea centralei este de 392 MW. Acest lucru este realizat de 173,5 mii de heliostate ( un heliostat este un dispozitiv care rotește automat o oglindă astfel încât să direcționeze razele soarelui în mod constant într-o singură direcție, în ciuda mișcării zilnice aparente a soarelui ), fiecare dintre ele are două oglinzi care direcționează energia solară către centralele situate pe trei turnuri centrale de 140 de metri. Astfel, numărul total de oglinzi la centrală este de 347.000! Suprafața unei oglinzi este de 7 mp, pentru un total de 14 mp per heliostat.

Vedere generală a centralei Ivanpah. Se întinde pe o suprafață de 14,2 kilometri pătrați a deșertului Mojave, lângă granița dintre California și Nevada.

Proiectul a început în 2007. Construcția a început oficial pe 27 octombrie 2010 - și de nimeni altcineva, dar la acel moment, guvernatorul Californiei Arnold om Schwarzenegger ohm. Prima fază a fost conectată la rețea în septembrie 2013 pentru testare.
Centrala electrică a fost deschisă oficial 13 februarie 2014. Și acum este cea mai mare centrală solară termică din lume.
Suprafața totală a obiectului este14,2 mp km.
În total, acest sistem, deținut de NRG Energy, Google și BrightSource Energy, furnizează energie electrică la 140.000 de gospodării private din California.
Centrala electrică a fost construită de BrightSource Energy și Bechtel la un cost de 2,18 miliarde de dolari.
Proiectul a primit un împrumut de 1,6 miliarde de dolari garantat de Departamentul Energiei al SUA.
Cel mai mare investitor în proiect a fost compania energetică NRG Energy. Google a contribuit și financiar la proiect.

Videoclip despre construcția unei structuri la scară largă

Sursa: http://www.ivanpahsolar.com/

Acum Ivanpah răspunde 30% din toată energia electrică produsă de centralele solare din Statele Unite.
Funcționarea centralei este susținută de 86 de operatori și personal de service.

Turnul electric LPT 550 generează energie electrică în același mod ca și centralele electrice tradiționale - prin generarea de abur la temperatură ridicată pentru a porni turbina.
Instalatia consta din câmpuri heliostatic oglinzi, ghiduri lumina soarelui aprinsă rezervoare de apă amplasate pe turnurile solare centrale. generate în rezervoare abur care se învârte turbine speciale Siemens SST-900.
În timpul funcționării, rezervoarele strălucesc foarte puternic.
La fața locului, lumina este focalizată de oglinzi pe trei turnuri de 140 de metri, care sunt încălzite la 540 de grade, datorită cărora apa din interiorul lor se transformă în abur supraîncălzit. Generatoarele de energie funcționează pe acest abur.
Protecția mediului a proiectului permite evitarea emisiilor a 400.000 de tone de dioxid de carbon pe an, ceea ce corespunde emisiilor a 72.000 de mașini.

Schema simplificată a centralei electrice