Солнечная энергетика

Паротурбинные установки могут работать также на солнечной и геотермальной энергии. Посылаемый на Землю пэток солнечной энергии примерно в 20 тыс. раз выше количества энергии, используемой за одно и то же время в мире. Однако плотность солнечного потока энергии ' мала, поэтому при использовании ее для производства электроэнергии последняя оказывается весьма дорогостоящей. Преобразование солнечной энергии в электрическую можно проводить двумя методами. По одному из них солнечная энергия сначала преобразуется в тепловую форму, а затем по обычному циклу паротурбинной установки - в электрическую; по другому методу солнечная энергия преобразуется в электрическую непосредственно в фотоэлектропреобразо-вателях (ФЭП). В Крыму в 1985 г. пущена опьпчая солнечная электростанция мощностью 5 МВт (СЭС-5), работающая по паротурбинному циклу. Расчеты показывают, что удельные приведенные затраты на производство электроэнергии на ней в 50—70 раз выше, чем на современной угольной ТЭС. Близкое значение стоимости вырабатываемой электроэнергии имеют также СЭС, построенные во Франции и США [71]. Электростанции, использующие для производства электроэнергии ФЭП, в будущем окажутся, вероятно, экономичнее СЭС, работающих по паротурбинному циклу, однако в настоящее время стоимость вырабатываемой ими электроэнергии еще выше. При производстве теплоты (для отопления, горячего водоснабжения и др.) разница в стоимости единицы теплоты, полученной при сжигании топлива и с помощью приемников потока солнечной энергии, не столь разительна, однако при этом приведенные затраты на 1 ГДж теплоты, полученной при нагреве воды солнечной энергией, примерно в 4 раза выше, чем при нагреве ее в отопительной котельной [71]. Поэтому в настоящее время СЭС могут применяться лишь как небольшие автономные установки, расположенные в тех местах, куда трудно доставить органическое топливо. Несмотря на то что такие электростанции являются экологически чистыми и используют возобновляемый источник энергии, полагать, что ими можно заменить современные крупные блоки КЭС и АЭС, нет никаких оснований.

Солнечная электростанция башенного типа «Солнечные энергетические фермы» Солнечная энергия, аккумулированная океаном Солнечная энергия для отопления и горячего

5.20. Солнечная электростанция — спутник Земли 102

Солнечная электростанция башенного типа

Солнечная электростанция башенного типа, сооружаемая в Барстоу, будет иметь мощность 10 МВт; высота башни 152 м. Эта станция вместе со станцией в Альбукерке сыграет ,роль испытательного полигона для проверки 'инженерных решений; накопленный опыт также позволит точнее определить итоговые затраты. Будут исследованы различные элементы гелиоэнергетических систем, в частности гелиостаты, теплоприемники, устройства для аккумулирования теплоты.

Как известно, потребность в электроэнергии может быть удовлетворена путем сочетания электростанций, работающих в базисном и пиковом режимах нагрузки. Электроэнергию, выработанную на солнечной станции, можно использовать в базисной части графика нагрузки, однако для этого понадобится обеспечить аккумулирование большого количества теплоты или электрической энергии. Всем ясно, что электроэнергия, выработанная солнечной электростанцией, не конкурентоспособна в качестве базисной электроэнергии. Именно пиковая часть графика, а не базисная повторяет кривую интенсивности солнечного излучения (правда, со сдвигом по времени на несколько часов вперед), поэтому солнечная электростанция очень удобна для покрытия пиковых нагрузок, если только удастся обеспечить аккумулирование теплоты или электрической энергии в объеме, достаточном для покрытия нагрузок в течение нескольких часов. Этот вопрос исследуется в гл. 10.

Проекты электростанций, на которых пар будет получаться из воды,1 нагретой солнечными лучами, разрабатываются сейчас в разных странах. В СССР экспериментальная солнечная электростанция будет построена на солнечном побережье Крыма — вблизи Керчи.

Много трудных задач еще предстоит решить ученым и инженерам. Как аккумулировать солнечную энергию, чтобы станция работала и в непогоду, и ночью? Как защитить зеркала от загрязнения? Но и самый длинный путь начинается с первого шага. Этот шаг на пути получения значительных количеств электроэнергии с помощью Солнца позволит сделать Крымская солнечная электростанция,

вый солнечный домик, который отапливается и обогревается водой, нагретой в солнечном коллекторе. Этот дом — образец для последующего строительства целых жилых поселков, отапливаемых Солнцем. . ,Не только у нас в стране занимаются проблемой использования солнечной энергии. В первую очередь заинтересовались гелиоэнергетикой ученые стран, расположенных в тропиках. В Индии разработана целая программа деятельности по использованию солнечной энергии. В Мадрасе действует первая в стране солнечная электростанция. В лабораториях индийских ученых работают экспериментальные опреснительные установки, зерносушилки и водяные насосы. В Делийском университете изготовлена холодильная гелиоустановка, способная охлаждать продукты до 15° ниже нуля. А в соседней Бирме студенты технологического института р Рангуне построили кухонную плиту, где солнечное тепло используется для приготовления пищи.

В международном аэропорту города Феникса в американском штате Аризона создается солнечная электростанция мощностью около 300 киловатт. Солнечная энергия будет превращаться в электрическую при помощи 7200 кремниевых элементов. В том же штате действует одна из крупнейших в мире ирригационных систем, насосы которой работают на энергии Солнца, преобразованной в электрическую солнечными батареями. В Нигере, Мали, Верхней Вольте и Сенегале тоже действуют

По планам министерства энергетики США в 1981 г. в г. Барстоу, штат Калифорния, должно закончиться сооружение демонстрационной солнечной электростанции мощностью 10 МВт. Если работа этой электростанции окажется успешной, а экономические характеристики более мощной электростанции — приемлемыми, то, возможно, будет сооружена экспериментальная промышленная солнечная электростанция для окончательного определения ее стоимостных показателей « надежности работы. При благоприятных обстоятельствах такая электростанция, возможно, вступит в действие к 1988 г. В случае успеха проекта первые промышленные заказы могли вы быть размещены в 1990 г. и к 2000 г. в действии, возможно, находилось бы несколько солнечных тепловых электростанций.

Другой важной идеей, более соответствующей современной технологии, является концепция «энергетических башен» или гелиостатов. Солнечная электростанция мощностью 100 МВт будет состоять из многорядной системы из 2000 зеркал, поворачивающихся по мере движения Солнца и занимающих площадь более 3,5 км2. Посредством зеркал солнечное тепло будет концентрироваться на стоящую на возвышении центральную емкость. Если эта емкость будет наполнена жидким натрием, рабочее давление составит примерно 2,8 кг/см2 по сравнению с 98 кг/см2 в случае использования воды для производства перегретого пара в целях выработки электроэнергии. Американская фирма «Дженерал электрик» утверждает, что электроэнергия, произведенная с помощью подобной системы, будет конкурентоспособна в 1990 г., если цены на нефть будут продолжать расти [47].

Вместе с тем развитие новых технологий использования традиционных топливных ресурсов— подземной газификации угля, перегонки нефтесодержащих пород и т. п. — снижает экономический стимул развития ветроэнергетики. Солнечная энергетика все еще остается «спящим богатырем», но в случае ее внедрения в экономику все остальные энергетические ресурсы — как традиционные, так и нетрадиционные — отойдут на второй план.

В области конкуренции с ядерной энергией (за предоставление субсидий на НИОКР) солнечная энергетика только еще делает первые шаги. Если бы не программа освоения космоса, начатая в 60-х годах, гелиотехника не достигла бы такого уровня развития, какой наблюдается в настоящее время. Солнечная энергетика властно постучалась в дверь всего лишь несколько лет назад.

Солнечная энергетика. Мощным стимулом для развития солнечной энергетики является практическая неисчерпаемость энергии Солнца и ее независимость от конъюнктурных колебаний цен на топливо и продолжительных •перебоев в энергоснабжении (что, например, возможно при импорте нефти). Кроме того, распространенное мнение о том, что солнечная энергия безвредна для окружающей среды, способствует широкой общественной под-

ВЕТРОЭНЕРГЕТИКА И СОЛНЕЧНАЯ ЭНЕРГЕТИКА

6.3. СОЛНЕЧНАЯ ЭНЕРГЕТИКА

Солнечная энергетика — отрасль науки и техники, разрабатывающая основы, методы и средства использования солнечного излучения или солнечной радиации для получения электрической, тепловой и других видов энергии и использования их в народном хозяйстве.

В мире сегодня солнечная энергетика развивается весьма интенсивно, занимая видное место в топливно-энергетическом комплексе ряда стран, например в Германии.

5. На чем базируется солнечная энергетика?

Глава 6. Ветроэнергетика и солнечная энергетика..................139

6.3. Солнечная энергетика..................................................145

8. Алферов Ж. И. Фотоэлектрическая солнечная энергетика / Будущее науки.

40. Волф М. Кремниевые солнечные элементы // Солнечная энергетика /Пер.