Паротурбинные солнечные энергетические установки. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Альтернативные источники энергии

 Комментарии к статье

В 70-е годы ХХ века Советским Союзом в Крыму и Соединенными Штатами в Калифорнии построены паротурбинные СЭС, устройство которых схематически показано на рис. 3.2. На башне 2 установлен котел 3, на котором фокусируется солнечное излучение, собираемое с нескольких гектаров земной поверхности зеркалами-гелиостатами. Гелиостаты 1 отслеживают движение Солнца по небосводу. Зеркала каждого гелиостата площадью в несколько квадратных метров направляют солнечные лучи на стенки теплообменника котлоагрегата, в котором вырабатывается пар с температурой до 510°С.

По паропроводу 5 пар направляется в машинный зал, где электроэнергия производится в традиционном паротурбинном цикле. Установка имеет накопитель теплоты 4 - емкость объемом в несколько тысяч м3, заполненную щебнем, который нагревается "острым" паром в часы максимума интенсивности солнечного излучения и отдает теплоту после захода Солнца.

Рис.3.2. Схема СЭС: 1 - гелиостаты; 2 - башня; 3 - солнечный котел; 4 - теплоаккумулятор; 5 - трубопровод острого пара; 6 - трубопровод питательной воды

Общее количество теплоты, воспринятой парогенератором СЭУ, составляет

, Вт, (3.4)

где - коэффициент эффективности использования солнечного излучения (изменяется в пределах 0,35.0,5), n - количество гелиостатов, F - площадь зеркал одного гелиостата, м2, I - интенсивность солнечного излучения, Вт/м2.

Работа килограмма пара в паротурбинной установке в цикле Ренкина равна

кДж/кг,

термический КПД

(3.5)

где h₁ - энтальпия острого пара, h - энтальпия отработавшего в турбине пара (определяются по h - s диаграмме водяного пара), h_к - энтальпия конденсата (определяется по таблицам термодинамических свойств воды и водяного пара).

Теоретическая мощность паротурбинной СЭУ составит

Вт, (3.6)

где - относительный внутренний КПД турбины, - КПД электрогенератора (в пределах 0,92.0,96). Реальная мощность СЭС меньше теоретической вследствие затрат энергии на собственные нужды (привод наосов и т. д.).

Для паротурбинных СЭС характерны высокие капитальные затраты, главным образом из-за высокой стоимости автоматизированных зеркал- гелиостатов. Стоимость 1 киловатта установленной мощности на башенной СЭС "Солар - 1", как и Крымской СЭС, более чем в 10 раз превышает характерную для традиционных установок. Экономичнее оказалось другое техническое решение, реализованное в США в 1985 году. Вместо дорогих стеклянных зеркал - гелиостатов здесь используется пленка с металлическим напылением, натянутая на обручи диаметром 1,5 метра. Создавая под пленкой вакуум, придают ей параболическую форму. Эти вогнутые зеркала фокусируют солнечное излучение на трубы, в которых нагревается и испаряется питательная вода паротурбинной установки. Таким образом, этой СЭС башня с баком-парогенератором не нужна. Стоимость одного киловатта установленной мощности снижена по сравнению с "Солар-1" в 4 раза, себестоимость киловатт-часа произведенной энергии приблизилась к характерной для угольных станций.

На СЭС "Альмерия" (Испания) в качестве теплоносителя первого контура парогенератора на вершине солнечной башни используется жидкий натрий, во втором контуре - обычная вода. В варианте СЭС, разработанном в Германии, солнечные лучи нагревают до 800оС сжатый воздух, который приводит в действие газовую турбину. Теплота отработавшего в газотурбинной установке воздуха затем используется в паротурбинном цикле. В итоге повышается КПД использования теплоты солнечных лучей.

Ряд паротурбинных СЭС различной мощности построен во Франции и в Италии. Разрабатываются проекты СЭС с замкнутыми газотурбинными установками, в которых рабочим телом является гелий. Параметры гелиевого теплоносителя перед турбиной: температура около 600°С, давление 0,8 МПа; проектный КПД установок - около 25%.

Автор: Лабейш В.Г.

Смотрите другие статьи раздела Альтернативные источники энергии.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Лабораторная модель прогнозирования землетрясений 30.11.2025

Предсказание землетрясений остается одной из самых сложных задач геофизики. Несмотря на развитие сейсмологии, ученые все еще не могут точно определить момент начала разрушительного движения разломов. Недавние эксперименты американских исследователей открывают новые горизонты: впервые удалось наблюдать микроскопические изменения в контактной зоне разломов, которые предшествуют землетрясению. Группа под руководством Сильвена Барбота обнаружила, что "реальная площадь контакта" - участки, где поверхности разлома действительно соприкасаются - изменяется за миллисекунды до высвобождения накопленной энергии. "Мы открыли окно в сердце механики землетрясений", - отмечает Барбот. Эти изменения позволяют фиксировать этапы зарождения сейсмического события еще до появления традиционных сейсмических волн. Для наблюдений ученые использовали прозрачные акриловые материалы, через которые можно было отслеживать световые изменения в зоне контакта. В ходе искусственного моделирования примерно 30% ко ...>>

Музыка как естественный анальгетик 30.11.2025

Ученые все активнее исследуют немедикаментозные способы облегчения боли. Одним из перспективных направлений становится использование музыки, которая способна воздействовать на эмоциональное состояние и когнитивное восприятие боли. Новое исследование международной группы специалистов демонстрирует, что даже кратковременное прослушивание любимых композиций может значительно снижать болевые ощущения у пациентов с острой болью в спине. В эксперименте участвовали пациенты, обратившиеся за помощью в отделение неотложной помощи с выраженной болью в спине. Им предлагалось на протяжении десяти минут слушать свои любимые музыкальные треки. Уже после этой короткой сессии врачи фиксировали заметное уменьшение интенсивности боли как в состоянии покоя, так и при движениях. Авторы исследования подчеркивают, что музыка не устраняет саму причину боли. Тем не менее, она воздействует на эмоциональный фон пациента, снижает уровень тревожности и отвлекает внимание, что в сумме приводит к субъективном ...>>

Алкоголь может привести к слобоумию 29.11.2025

Проблема влияния алкоголя на стареющий мозг давно вызывает интерес как у врачей, так и у исследователей когнитивного старения. В последние годы стало очевидно, что границы "безопасного" употребления спиртного размываются, и новое крупное исследование, проведенное международной группой ученых, вновь указывает на это. Работы Оксфордского университета, выполненные совместно с исследователями из Йельского и Кембриджского университетов, показывают: даже небольшие дозы алкоголя способны ускорять когнитивный спад. Команда проанализировала данные более чем 500 тысяч участников из британского биобанка и американской Программы миллионов ветеранов. Дополнительно был выполнен метаанализ сорока пяти исследований, в общей сложности включавших сведения о 2,4 миллиона человек. Такой масштаб позволил оценить не только прямую связь между употреблением спиртного и развитием деменции, но и влияние генетической предрасположенности. Один из наиболее тревожных результатов касается людей с повышенным ге ...>>

Случайная новость из Архива Данные по ВОЛС переданы на рекордное расстояние 13.07.2015 Ученые из Калифорнийского университета в Сан-Диего при содействии исследователей из компании Qualcomm придумали решение одной из основных проблем оптоволоконных сетей - искажение сигнала на больших расстояниях. В современных сетях один оптоволоконный кабель вмещает от 30 до 200 каналов передачи данных, использующих различную частоту. При увеличении расстояния сигналы в различных каналах начинают наслаиваться друг на друга, в результате чего происходит потеря данных. Для того чтобы это избежать, телекоммуникационные операторы через определенные расстояния устанавливают сложные и дорогие ретрансляторы. Исследователи нашли способ избавиться от ретрансляторов и тем самым снизить стоимость строительства оптоволоконных сетей. Сами они говорят о своем достижении, как о преодолении "величайшего барьера" волоконно-оптических сетей (biggest limits). Наслаивание сигналов в оптоволоконном кабеле происходит по известным законам. Суть изобретения исследователей заключается в том, чтобы заранее сконфигурировать сигналы таким образом, чтобы последующие искажения были нивелированы. Созданная учеными система основана на принципе частотного гребня. Как только частота одного из сигналов изменяется, она синхронизирует частоты других сигналов. Таким образом, они постоянно находятся на определенном расстоянии друг от друга в частотном спектре. Кроме того, система позволяет расшифровать данные на принимающем конце, даже если они были наложены друг на друга. "Сегодняшние оптоволоконные системы похожи на зыбучий песок. Чем больше вы сопротивляетесь в зыбучем песке, те больше погружаетесь в него, - пояснил руководитель исследования Никола Алик (Nikola Alic). - В оптоволокне после, начиная с определенного момента, чем больше вы добавляете мощности к сигналу, тем большую величину искажения получаете. Это затрудняет передачу сигнала на большое расстояние". В своем эксперименте исследователи использовали оптоволоконный кабель с пятью каналами. Они смогли добиться передачи данных без искажений на рекордное расстояние в 12 тыс. километров без применения ретрансляторов. Ученые считают, что их метод может быть масштабирован на большее количество каналов.

Другие интересные новости:

▪ Квантовые голограммы с исчезающими сообщениями

▪ Самоуправляемые грузовики Volvo для сбора сахарного тростника

▪ Сердце из губки

▪ Видеокамера для профессионалов

▪ Радиолокация почвы

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Эффектные фокусы и их разгадки. Подборка статей

▪ статья Психология. Конспект лекций

▪ статья Какие птицы в 1995 году заставили НАСА отложить запуск шаттла Дискавери? Подробный ответ

▪ статья Карандашное дерево. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Расчет электрических нагрузок. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Схема, распиновка (распайка) кабеля Siemens C-25 (max232). Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025