На гибридной электростанции, солнечная энергия может использоваться, чтобы уменьшить расход ископаемого топлива или повысить подачу энергии на паровую турбину.
Рис.6.16. Функциональная блок-схема гибридной СЭС: 1-резервуар для хранения горячей расплавленной соли; 2-резервуар для хранения «холодной» расплавленной соли; 3-парогенератор; 4-приёмник солнечного излучения; 5-паровая турбина; 6-генератор; 7-конденсатор; 8-топливо (газ); 9-выхлоп отработанного газа в атмосферу; 10-подача воздуха; 11-газотурбинная установка; 12-теплообменник; 13-насосы; 14-башня
В гибридных электростанциях повышенной мощности, дополнительная электроэнергия вырабатывается паровой турбиной больших размеров, которая находится внутри станции с невозобновляемым топливом или в нижней части гибридной станции (рис.6.16), так, чтобы она могла работать одновременно с использованием твердого топлива и солнечной энергии, когда она доступна. Изучение этой концепции показало, что такая паровая турбина производит энергии на 25 % - 50 % больше той, которую она может произвести на электростанции, работающей только на невозобновляемом топливе.
При соединении солнечной электростанции с электростанцией, работающей на ископаемом топливе, солнечная энергия вносит приблизительно 25 % выдаваемой мощности в пиковые периоды и между 10 и 25 % в год. Более высокая ежегодная доля солнечной энергии может быть достигнута при использовании 13-часового хранения тепла и более низкая доля - только с несколькими часами хранения. Проектирование электростанций с относительно низкой долей солнечной энергии уменьшает финансовый риск, потому что большая часть электроэнергии вырабатывается с использованием уже проверенной технологии станции на ископаемом топливе, и установлена плата за потребляемую энергию.
Опыт, полученный при эксплуатации этих станций, позволил подтвердить возможность производства электроэнергии при работе станций в составе электроэнергетических систем и возможной эксплуатации их по стандартным процедурам для обычных тепловых станций.
В настоящее время разрабатываться несколько перспективных проектов создания крупных объединений СЭС. В одном из проектов была сделана попытка оценить экономические перспективы создания супермощной системы СЭС на непригодных для сельскохозяйственного использования пустынных землях на территории Испании. На поле гелиосистемы площадью в 10 тыс.км2 мощность суперсистемы с Тmax=2000 часов в году будет составлять около 500 млн. кВт или в пересчёте на непрерывный режим работы 125 млн. кВт в среднем за год. Такая суперсистема СЭС может покрыть значительную долю перспективных энергетических потребностей стран Западной Европы и по экономическим оценкам вместе со стоимостью линий электропередач рассматривается как приемлемая альтернатива развитию атомной энергетики в Германии.
6.3. Солнечные батареи
6.3.1. Введение
Фотоэлектрическая генерация энергии обусловлена пространственным разделением положительных и отрицательных носителей заряда при поглощении в полупроводнике электромагнитного излучения. При наличии электрического поля эти заряды могут создавать во внешней цепи электрический ток. В местах переходов или неоднородностей материала существуют внутренние электростатические поля. Внутренние поля фотоэлементов на основе структур полупроводник-полупроводник или металл-полупроводник создают разность потенциалов около 0,5 В и плотность тока порядка 200 А/м2 при плотности потока солнечного излучения около 1 кВт/м2. Эффект фотоэлектричества был обнаружен в 1839 году французским физиком Беккерелем. Это открытие не покидало пределов лаборатории вплоть до 1954 года, пока в Bell Laboratories не произвели первую кремниевую фотогальваническую ячейку. Это изобретение быстро нашло применение в космических программах из-за способности выдавать относительно большую мощность при малом весе. С тех пор это один из основных источников энергии для спутников. Промышленные фотоэлементы имеют КПД от 10 до 20% при средней суточной облучённости.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.