Предполагалось, что удельная стоимость изготовления элементов оптических систем СЭС (в расчёте на единицу установленной мощности) может быть резко снижена по сравнению с первыми экспериментальными СЭС, изготовление оборудования для которых носило характер разовых уникальных заказов.
Рис 6.9. Внешний вид СЭС CESA - 1
Определённую техническую сложность при создании первых СЭС представляла проблема управления системой гелиостатов. Опыт эксплуатации показал перспективность иерархических систем управления со значительной системой децентрализации. Главным в этом вопросе является высокая надёжность и приемлемая стоимость автоматики при условии обеспечения заданной точности.
Опыт создания за последнее десятилетие первых экспериментальных СЭС доказал техническую реализуемость идеи термодинамического преобразования солнечной энергии и снял принципиальные возражения технического характера. Строительство первых СЭС башенного типа было инициировано за рубежом энергетическим кризисом середины 70-х годов. В настоящее время строительство новых СЭС рассматривается как упреждающая подготовка резервной технологии перед лицом грядущих энергетических кризисов. Разработка нового типа электростанций требует приложения направленных усилий не только в электроэнергетической отрасли, но и в сопряжённых отраслях: машиностроении, приборостроении, промышленности строительных материалов. И пока развитие гелиоэнергетики будет оставаться внутренней задачей электроэнергетической отрасли, а другие отрасли будут выполнять уникальные заказы на нестандартное оборудование, весьма проблематично ожидать реальных успехов в этом направлении.
Рис. 6.10. Конструкции приемников солнечного излучения и башен СЭС - а) Solar One;
б) СESA-1:
1 - приемник; 2 - башня; 3 - щит; 4 - панель приемника; 5 - датчик мишень; 6 - датчик скорости ветра; 7 - барабан; 8 - насосы; 9 - ввод коммуникаций
Показательно, что на фоне относительно скромных и фрагментарных программ западноевропейских стран, широкий фронт исследований и экспериментов в США принёс более ощутимые результаты. Прежде всего была создана производственная база по производству оборудования для СЭС. Это позволило снижать стоимость каждого последующего проекта по производству электроэнергии с помощью солнечной радиации. Технически достижимым уже при нынешнем уровне разработок в области СЭС является следующий важный показатель. Башенная или модульная СЭС, построенная южнее 45° с.ш., способна развивать в течение 1500-2500 часов в год электрическую мощность 50 МВт в расчёте на 1 км2 земельного участка, занятого зеркальной системой. Совершенствование технических решений и использование высоких технологий позволит в будущем увеличить этот показатель более чем в два раза. Для улучшения экономических показателей СЭС, например, на порядок, необходимы соответствующие инвестиции в производственную базу и получение этого результата уже просматривается в ближайшие 15 лет.
Для понимания процессов, происходящих в СЭС башенного типа, и принятых конструктивных решений, произведём сопоставительный анализ характеристик двух электростанций: Solar One (Барстоу, США) и CESA-I (Альмерия, Испания). Их технические характеристики представлены в таблице 6.1. Существенное различие этих станций состоит в форме поля гелиостатов и их количестве, а также в конструкции приёмника солнечного излучения. Первая «Солнечная Башня», которая работала с 1982 по 1988 год, была самой большой в мире солнечной электростанцией. Она доказала возможность крупномасштабной выработки электроэнергии с использованием энергии солнца. В этой станции вода преобразовывалась в пар в приемнике и использовалась для запуска обычной паровой турбины. Проект позволил осуществить большинство технических идей, доказав возможность производства электроэнергии с помощью таких «башен» - 10 МВт в течение восьми часов в сутки летом и четыре часа в сутки зимой. В течение последнего года эксплуатации Solar-1 использовалась на 96% во время солнечной погоды.
Станция Solar One имеет вид поля гелиостатов в форме эллипса (рис. 6.8), на котором расположено 1818 гелиостатов. В центре эллипса находится башня с приемником солнечного излучения на верху. Высота башни около 85 метров, а расчетная мощность станции составляет 10 МВт. Параметры CESA-I таковы: поле имеет форму сектора с 300 гелиостатов, которые направлены на приёмник солнечного излучения, находящийся в полости башни высотой 82 метра (рис.6.9). Расчётная мощность станции равна 1,2 МВт. Из этой информации следует, что при равных размерах одного гелиостата (39,3 м2 в американском варианте и 39,6 м2 у CESA-I) общая площадь поля Solar One в 6 раз больше, а мощность в 8,33 раза превышает соответствующий параметр станции CESA-I. Значит эффективность единичного гелиостата у Solar One выше и составляет 5,5 кВт против 4 кВт у CESA-I.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.