Интересные и нужные сведения о строительных материалах и технологиях


Солнечные электростанции

Производство электрической энергии из лучистой энергии солнца в настоящее время развивается по двум основным направлениям: 1 — путем термодинамического преобразования

солнечной энергии и 2 — путем фотоэлектрического преобразования,

Для крупномасштабной энергетики первое направление может быть реализовано двумя способами — в виде солнечной электростанции (СЭС) с центральным приемником (рис. 2.15) и виде СЭС с распределенными параметрами (модульного типа, рис. 2.16).

Принцип работы СЭС с центральным приемником следующий: солнечная радиация отражается множеством управляемых зеркал (гелиостатов) на центральный приемник, расположенный на высокой башне. В приемнике рабочее тело (вода) нагревается до до температуры выше 400°С и направляется в паровую турбину. Дальнейшее преобразование теплоты в электроэнергию не отличается от обычных ТЭС. Система слежения и ориентации за солнцем обеспечивает постоянную концентрацию на приемнике.

Необходимым условием нормальной работы СЭС является наличие аккумуляторов тепловой энергии, чтобы обеспечить работу в ночные часы и в пасмурные дни.

СЭС башенного типа не нашли широкого применения прежде всего из-за высоких удельных капиталовложений и высокой себестоимости получаемой электрической энергии, которые, например для СЭС Барстоу составили около 14300 долл/кВт и 0.25 долл/кВт-ч.


Более экономичны СЭС модульного типа, у которых отсутствует сложная система двухкоординатной ориентации. Параболоцилиндрические системы с одной степенью свободы обеспечивают концентрацию солнечных лучей на трубчатом теплообменнике. Благодаря этому теплоноситель нагревается с помощью параболических концентраторов, представляющих отдельно стоящие модули до 300°С. Нагретый теплоноситель собирается от всех модулей и по трубопроводу направляется в турбогенератор. Схема такой установки представлена на рис. 2.17.



Эффект возникает в результате воздействия солнечного излучения на поверхностные слои полупроводника толщиной 2-3 мкм, при котором высвобождается некоторое количество электронов. В результате этого в теле между облучаемой поверхностью и его теневой стороной возникает разность электрических потенциалов около 0.5 В. Если их соединить проводником, то в нем возникнет электрический ток.

Большинство фотобатарей изготавливается из кремниевых элементов. Коэффициент полезного действия таких элементов при интенсивности светового излучения 1 кВт/м2 может достигать 15-19 %.

В фотобатареях могут использоваться и другие материалы, например: сульфид кадмия, арсенид галия и др. На рис. 2.19 показано изменение КПД солнечных элементов из различных материалов за последние 30 лет.


Если отдельные полупроводниковые фотоэлементы соединить последовательно или параллельно в батареи с требуемой мощностью током и напряжением.

Основными достоинствами фотоэлектрических установок являются:

- сравнительная простота в изготовлении;

- долговечность;

- отсутствие механических потерь в процессе преобразования энергии;

- простота в обслуживании;

- исключение загрязнения при эксплуатации окружающей среды вредными выбросами.

Солнечные батареи также нашли широкое распространение в космической технике. Ими оборудованы практически все космические аппараты.

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ВОЗОБНОВЛЯЕМОЙ ЭНЕРГИИ/Елистратов В. В., Санкт-Петербургский государственный политехнический университет, 2008

??????????

??????? ?.?., ??$B!`(B?????? ?.?., ??????? ?.?., ?????????????? ???????????

?????? ?.?., ???????????? ??????????? ?????????? ????????????

?.?. ???????, ????????????? ???????????

?.?. ???????, ???????? ?????? ?? ??????? ???????????

?. ???????, ????????$B!`(B????? ???????????? ???????????

???????? ?.?., ??????????? ?.?., ???????? ?.?., ???????????????? ?????????? ???????????

?.?. ???????, ?????????? ???????????

?.?. ?????????, ?. ????, X. ???????, ????? ???????????? ?????

?.?. ???????, ?????? ???????

?????? ?.?., ??????????: ??? ??? ???????? ? ??? ??? ??$B!`(B?????

?. ????????, ???????????? ????????????? ???????????? ??????

?.?. ???????, ?????????????$B!`(B????? ?????????

?.?. ???????, ????????? ??????????$B!`(B?????? ? ?????????????????? ?????????????

??????????$B!`(B????? ??????????. $B!_(B. I. ?????? ???????

??????????$B!`(B????? ??????????. $B!_(B. II. ??????????? ???????

???????????? ??????????$B!`(B????? ?????

?.?. ???????, ??????????$B!`(B????? ??????????

?. ?. ????, ????????????????

????????????$B!`(B????? ??????????????? ???????

????????????? ?????????????? ???????

????? ? ???????????, ????????? ??????

??????????? ????????? ? ??????????? ???????? ??????????