Существует много способов преобразования солнечной энергии в электрическую, при еотрых используют солнечные источники энергии. Наиболее эффективным для целей большой энергетики считается в настоящее время паротурбинный, т. е. используемый на обычных ТЭС. Такой способ принято называть схемой СЭС с центральным приемником или башенной схемой. В этой схеме приемник солнечного из-лучения (котел) размещается на высокой башне, окруженной полем зеркальных отражателей (гелиостатов), с помощью которых солнечное излучение фокусируется на тепловоспринимающей поверхности этого приемника.
Солнечные источники энергии
Известно множество проектов солнечных электростанций на различные энергетические параметры. По некоторым из них построены электростанции, которые проходят стадию изучения и освоения. Принципиальные схемы термодинамического преобразования солнечной энергии в электрическую, несмотря на разнообразие проектов, более или менее одинаковы. Остановимся на некоторых из них, отметив предварительно основные характерные особенности солнечного излучения:
- периодичность поступления, связанная с наличием суточных циклов (день, ночь)
- изменчивость интенсивности в соответствии с положением Земли относительно Солнца (сезоны года)
- наличие перерывов в поступлении, связанных с состоянием атмосферы (кратковременная и длительная облачность)
При термодинамическом преобразовании энергии Солнца можно исходить из двух предпосылок. Первая состоит в том, что солнечные электростанции будут действовать только в том случае, когда в данном месте имеются падающие лучи, т. е. исключаются ночные периоды и периоды облачности (назовем такие периоды темными). Вторая сводится к тому, что СЭС работает непрерывно, т. е. независимо от неизбежных перерывов в падающей радиации. Ясно, что в первом варианте схема термодинамического преобра-зования будет проще, чем во втором, так как отпадает надобность в аккумуляции теплоты в солнечные периоды и расходовании ее в темные периоды.
Преобразование энергии Солнца
И в том и в другом случае солнечные электростанции в принципе могут работать как локально (изолированно), так и в составе энергосистемы. Очевидно, что СЭС может работать изолированно лишь при наличии соответствующих потребителей электроэнергии. Это могут быть потребители, режим работы которых совпадает с режимом работы СЭС, определяемым, в свою очередь, интенсивностью солнечной радиации, или потребители, не требующие бесперебойного электроснабжения и имеющие возможность запасать производимую продукцию (например, опресненную воду). Во всех остальных случаях использования СЭС требуется установка резервного источника энергии или совместная работа ее с другими электростанциями энергосистемы.
В свою очередь, экономическая эффективность системных солнечных электростанций будет различаться в зависимости от того, имеется ли в ее составе аккумулятор тепловой энергии или он отсутствует. При сооружении СЭС экономисты-энергетики в каждом конкретном случае должны дать авторитетное заключение о целесообразности (или нецелесообразности) сооружения данной СЭС. В общем случае система преобразования энергии на такой СЭС должна включать следующие подсистемы:
- подсистему улавливания падающей радиации
- приемную подсистему, преобразующую энергию солнечного излучения в тепловую, которая передается теплоносителю
- подсистему переноса теплоносителя от приемника к аккумулятору
- тепловой аккумулятор
- теплообменники (один или несколько), образующие горячий и холодный источники тепловой машины (турбины), на одном валу с которой находится генератор
|
|
