Солнечные электрические станции Солнечная электростанция инженерное

Солнечные электрические станции

Солнечная электростанция — инженерное сооружение, служащее преобразованию солнечной радиации в электрическую энергию.

1. СЭС башенного типа На башне расположен котёл, вокруг – много зеркал, которые передают солнечную энергию котлу Температура котла часто достигает 700°С => можно использовать обыкновенные турбины КПД ≈ 20% Основная сложность – позиционирование зеркал

СЭС близ Севильи (Испания): Башня 115 м 624 зеркала 11 МВт Стоимость её энергии в 3 раза выше, чем традиционной Свет вокруг башни настолько ярок, что в нем сверкают водяные пары и пыль, взвешенные в воздухе. Находиться вблизи башни без солнечных очков невозможно.

2. СЭС с параболическими концентраторами Зеркала параболической формы отражают лучи на приёмник Приёмник – трубка, по которой течёт теплоноситель (масло). Его температура 350 -400°С Масло разогревает воду и водяной пар вертит турбину Недостаток: низкие температуры => низкие мощности

9 СЭС с п. к. в Южной Калифорнии: Мощность каждой от 13 до 80 МВт Крупнейшая в мире подобная система Более высокая стоимость и низкое КПД, чем у СЭС башенного типа

3. СЭС тарельчатого типа Зеркала формы, схожей с формой спутниковой тарелки Они концентрируют энергию солнца на приёмнике Теплоноситель в нём нагревается до 1000°С В Теплоприёмнике находится турбина с генератором

Имеет рекордно высокий КПД – 29% Вырабатываются небольшие мощности Несколько опытных систем 7 -25 МВт работают в США Низкая стоимость строительства и высокий КПД делают эту технологию одной из самых перспективных

Сравнение СЭС этих типов "Тарелка" Электростанция башенного типа Мощность 30 -320 МВт Рабочая 390/734 температура (C/F) 5 -25 МВт 10 -200 МВт 750/1382 565/1049 Пиковый КПД 20% 29. 4% 23% Практический годовой КПД 11 -16% 12 -25% 7 -20% Риск, связанный с развитием технологии Низкий Высокий Средний Да Да Да 2, 7 -4, 0 1, 3 -12, 6 2, 5 -4, 4 Гибридные системы Стоимость, доллар/Вт Параболический концентратор

4. Фотоэлектрические элементы ФЭ – устройство прямого преобразования световой энергии в электрическую КПД ≈ 10% Принцип действия: фотоэффект (падающий свет вызывает появление тока) История: › › › 1839 г. – Беккерель открыл фотоэффект 1883 г. – Чарльз Фриттс изготовил фотоэлемент из Селена (КПД=1 -2%) 1954 г. – в «Bell Telephone» синтезировали силиконовый ФЭ (КПД=4%) 1958 г. – ФЭ питают радиопередатчик американского спутника 1974 г. – топливный кризис => в США создано более 3100 ФЭ-систем.

Реальная технически и экономически альтернатива выработке ЭЭ из ископаемого топлива Прямое преобразование без движущихся механизмов => Преимущества › › Уменьшение цены Увеличение срока службы Увеличение надёжности Почти нет необходимости обслуживания Низкая стоимость энергии Экологичность Модульность Недорогое строительство Недостатки Зависимость от климата и времени суток: › При переменной облачности – 80% от своей производительности › В туманную погоду – 50% › При плотной облачности – 30% Малая мощность Ориентировка по солнцу в целях увеличения выработки затруднительна Необходимость очистки поверхности ФЭ Затруднена утилизация отработавших (30 -50 лет) ФЭ Необходимость аккумуляции энергии

Применение ФЭ С 1960 -х гг. ФЭ – основной источник питания спутников на околоземной орбите С 1980 -х гг. активно применяются в электронике (часы, калькуляторы и т. д. ) Питание отдельных частных домов И многое-многое другое…

Применение ФЭ для электрификации частного дома Контроллер заряда – регуляция генерируемого тока в зависимости от уровня заряда батареи Батарея – аккумулирование ЭЭ Инвертор – преобразование постоянного тока в переменный

Цены на оборудование Домашняя электростанция в полном комплекте 2 к. Вт – от 100 000 руб. Солнечная батарея 100 Вт – около 15 000 руб. Зарядное устройство для мобильных телефонов и других устройств USB (5 Вт, 5 В, 0, 7 А) – 1 200 руб. Контроллер заряда – от 1 500 руб. Аккумулятор 12 В – от 1600 руб. Инвертор – от 2 000 руб.

Генерация на фотоэлектростанциях в мире

Фотоэлектростанции в России Состояние отрасли на неприлично низком уровне 8 производителей в России делают фотоэлементы, 90% уходят на экспорт Самая мощная фотоэлектрическая станция находится в Красноярском крае – всего 10 к. Вт По запросу «фотоэлектростанции в России» google не выдаёт ничего подходящего

Россия и Германия – один уровень солнечного излучения Христенко: у нас достаточно других ресурсов Владельцы солнечных батарей в Германии получают 0, 5 евро за каждый выработанный киловатт час, при стоимости энергии из сети 0, 1 евро.