РЕФЕРАТ
Тема:
Сонячнаелектростанція
р. Перм 2010
Введення
Сонячнаелектростанція - інженерна споруда, що служить перетворення сонячноїрадіації в електричну енергію. Способи перетворення сонячної радіаціїрізні і залежать від конструкції електростанції.
Отриманняелектроенергії від сонця давно застосовується у всьому світі. Головним завданням ученихна даний момент є необхідність так удосконалити наявнітехнології, щоб якомога більше збільшити їх ККД.
Сонячніелектростанції перетворюють енергію сонячної радіації в електроенергію. Вонибувають двох видів:
1. фотоелектричні- Безпосередньо перетворять сонячну енергію в електроенергію за допомогоюфотоелектричного генератора.
2. термодинамічні- Перетворять сонячну енергію в теплову, а потім в електричну; потужністьтермодинамічних сонячних електростанцій вище, ніж потужність фотоелектричнихстанцій
Фотоелектричнісонячні електростанції
Головнимелементом фотоелектричних станцій є сонячні батареї. Вони складаються зтонких плівок кремнію або інших напівпровідникових матеріалів і можутьперетворювати сонячну енергію в постійний електричний струм.
Фотоелектричніперетворювачі відрізняються надійністю, стабільністю, а термін їх службипрактично не обмежений. Вони можуть перетворювати як прямий, так ірозсіяне сонячне світло. Невелика маса, простота обслуговування, модульнийтип конструкції дозволяє створювати установки будь-якої потужності. До недоліківсонячних батарей можна віднести високу вартість і низький ККД.
Сонячнібатареї використовують для енергопостачання автономних споживачів малої потужності,харчування радіонавігаційної і малопотужною радіоелектронної апаратури, приводуекспериментальних електромобілів і літаків. Є надія, що в майбутньому їмзнайдуть застосування в опаленні і електропостачанні житлових будинків.
Термодинамічнісонячні електростанції
Впристрої термодинамічних сонячних електростанцій використовують теплообмінніелементи із селективним светопоглощающего покриттям. Вони здатні поглинати до97% потрапляє на них сонячного світла. Ці елементи навіть за рахунок звичайногосонячного освітлення можуть нагріватися до 200 В° С і більше. За допомогою них водуперетворюють на пар в звичайних парових котлах, що дозволяє отримати ефективнийтермодинамічний цикл в паровій турбіні. ККД сонячної паротурбінної установкиможе досягати 20%.
На основіцього ефекту була розроблена конструкція аеростатної сонячноїелектростанції. Джерелом енергії в ній є балон аеростата, заповненийводяною парою. Зовнішня частина балона пропускає сонячні промені, а внутрішняпокрита селективним светопоглощающего покриттям, і дозволяє нагрівативміст балона до 150-180 В° С. Отриманий всередині пар буде мати температуру130-150 В° С, а тиск таке ж як атмосферний. Розпорошуючи воду всередині балона зперегрітою парою, отримують генерацію пари.
Пара збалона відводиться в парову турбіну допомогою гнучкого паропроводу, а навиході з турбіни перетворюється в конденсаторі у воду. З нього воду за допомогоюнасоса подають назад у балон. За рахунок пара накопиченого за день, такаелектростанція може працювати і вночі. Протягом доби потужність турбогенератораможна регулювати відповідно до потреб.
Головноюпроблемою є спосіб розміщення сонячних аеростатних електростанцій.Такі електростанції можна розміщувати над землею, над морем або в горах. Вкожному випадку є свої плюси і мінуси. Тут необхідно все враховувати і довжинупаропроводу, і місце розміщення турбогенератора, і те, щоб балони не заважалируху літаків
Існуютьі інші способи отримання енергії від сонця, і якщо вдасться вирішити всіпроблеми, то попит на таку продукцію може бути практично необмежений. Здопомогою нових розробок можна буде вирішити проблеми енергопостачання відсталихважкодоступних районів, скоротити споживання паливних ресурсів у великихмегаполісах, захистити навколишнє середовище від зайвого забруднення викидамишкідливих речовин.
Сонячнаелектростанція
Типисонячних електростанцій.
Всісонячні електростанції (СЕС) підрозділяють на кілька типів:
"СЕСбаштового типу
"СЕСтарілчастого типу
"СЕС,використовують фотобатареї
"СЕС,використовують параболічні концентратори
"КомбінованіСЕС
"аеростатнихсонячні електростанції
СЕСбаштового типу
Даніелектростанції засновані на принципі отримання водяної пари з використаннямсонячної радіації. У центрі станції стоїть вежа висотою від 18 до 24 метрів (уЗалежно від потужності і деяких інших параметрів висота може бути більшеабо менше), на вершині якої знаходиться резервуар з водою. Цей резервуарпокритий чорним кольором для поглинання теплового випромінювання. Також в цій вежізнаходиться насосна група, що доставляє пар на турбогенератор, якийзнаходиться поза вежі. По колу від башти на деякій відстані розташовуютьсягеліостати. Геліостат - дзеркало площею в кілька квадратних метрів,закріплене на опорі і підключене до загальної системи позиціонування. Тобто,в залежності від положення сонця, дзеркало буде змінювати свою орієнтацію впросторі. Основна і найбільш трудомістка задача - це позиціонування всіхдзеркал станції так, щоб у будь-який момент часу всі відбиті промені від нихпотрапили на резервуар. У ясну сонячну погоду температура в резервуарі можедосягати 700 градусів. Такі температурні параметри використовуються набільшості традиційних теплових електростанцій, тому для отримання енергіївикористовуються стандартні турбіни. Фактично на станціях такого типу можнаотримати порівняно великий ККД (близько 20%) і високі потужності.
Приклад:Сонячна вежа, Севілья, Іспанія. Побудована в 2007 СЕС в Криму
У Кримубула побудована СЕС такого ж типу в Щолкіно як резервне джерелоелектрики для планованої там АЕС. Але за великим рахунком, ця станція булаекспериментальної: її потужність 5 МВт. При експлуатації цієї станції буловиявлено безліч труднощів. Одна з них - система позиціонуваннявідбивачів практично повністю (95%) витрачала енергію, вироблюванустанцією [джерело?]. Також виникали труднощі з очищенням дзеркал. Незабаром цястанція припинила своє існування і була розкрадена.
СЕСтарілчастого типу
Даний типСЕС використовує принцип отримання електроенергії, схожий з таким у вежСЕС, але є відмінності в конструкції самої станції. Станція складається з окремихмодулів. Модуль складається з опори, на яку кріпиться фермових конструкційприймача і відбивача. Приймач знаходиться на деякому віддаленні від відбивача,і в ньому концентруються відбиті промені сонця. Відбивач складається з дзеркал вформі тарілок (звідси назва), радіально розташованих на фермі. Діаметрицих дзеркал досягають 2 метрів, а кількість дзеркал - декількох десятків (вЗалежно від потужності модуля). Такі станції можуть складатися як з одного модуля(Автономні), так і з декількох десятків (робота паралельно з мережею).
СЕС,використовують фотобатареї
СЕС цьоготипу в даний час дуже поширені, так як в загальному випадку СЕС складаєтьсяз великого числа окремих модулів (фотобатарей) різної потужності і вихіднихпараметрів. Дані СЕС широко застосовуються для енергозабезпечення як малих, такі великих об'єктів (приватні котеджі, пансіонати, санаторії, промисловібудівлі і т. д.). Встановлюватися фотобатареї можуть практично скрізь, починаючивід покрівлі і фасаду будівлі і закінчуючи спеціально виділеними територіями.Встановлені потужності теж коливаються в широкому діапазоні, починаючи відпостачання окремих насосів, закінчуючи електропостачанням невеликого селища.
СЕС,використовують параболічні концентратори
Принципроботи даних СЕС полягає в нагріванні теплоносія до параметрів,придатних до використання в турбогенераторі.
КонструкціяСЕС: на фермової конструкції встановлюється параболічне дзеркало великийдовжини, а в фокусі параболи встановлюється трубка, по якій течетеплоносій (найчас...
