Транспортировка газа 3 страница

1 – гелиостаты

2 – центральный приемник излучения

3 – оборудование станции

Удельная мощность установленной мощности составляет 6000 руб. на кВт.

В США израильской фирмой “ЛУЗ” в 1988 г. были построены 7 СЭС мощностью 30 МВт и стоимостью 104 млн. долларов. В 1992 г. введена в эксплуатацию СЭС мощностью 350 МВт. Для покрытия потребностей электрической энергии всей Зап. Европы достаточно построить в Испании СЭС, занимающую площадь 1,8% всей территории Испании. При этом потребность в атомных станциях может быть исключена.

В СЭС модульного типа используется большое число модулей, каждый из которых включает параболоцилиндрический солнечный концентратор и приемник, используемый для нагрева жидкости. Жидкость или рабочее тело используется затем в тепловом двигателе. Самая мощная СЭС такого типа построена в США, ее мощность – 12,5 МВт. При небольшой мощности более экономичны СЭС модульного типа. Башенная СЭС мощностью до 10 МВт не рентабельна. Их оптимальная мощность должна составлять 100 МВт, а высота башни – до 250 м.

В СЭС модульного типа концентрация энергии составляет 100 ед., а вСЭС модульного типа степень концентрации равна нескольким тысячам.

В СЭС башенного типа наиболее сложным устройством является система слежения за Солнцем, требуется вращение зеркал в 2- осях.

Управление осуществляется с помощью ЭВМ.

В качестве рабочего тела на солнечной электрической станции используется вода, превращаемая с помощью солнечной энергии в пар с температурой до 550°С. Используется также воздух и другие газы с температурой до 100°С.

В ряде стран разрабатывается СЭС с использованием “солнечных прудов” . Такая СЭС значительно дешевле других типов, т. к. не требует зеркальных отражателей. Однако их можно сооружать в районах с жарким климатом. Стоимость 1 кВтч электроэнергии на такой СЭС $0,1, на СЭС башенного типа - $0,45. Главный недостаток СЭС башенного типа – это их высокая стоимость и большая занимаемая площадь.

В будущем СЭС займут площадь 13 млн. км² на суше и 18 млн. на море.

Энергия солнечной радиации может быть преобразована в электрический ток посредством солнечных батарей – устройств, состоящих из тонких пленок кремния и др. полупроводниковых материалов, которые называются фотоэлектрическими преобразователями или фотоэлементами. Преимущество фотоэлектрических преобразователей обусловлено отсутствием подвижных частей, их высокой надежностью и стабильностью. При этом срок их действия практически неограничен. Они имеют малую массу, отличаются простотой обслуживания, эффективным использованием как прямой, так и рассеянной энергии. Модульный тип конструкции позволяет создать установки практически любой мощности.

Недостатком фотоэлектрических преобразователей является их высокая стоимость и низкий КПД 10-12%. Фотоэлектрический эффект возникает в солнечном элементе при его освещении светом в видимой и инфракрасной областях спектра. В солнечном элементе из полупроводникового кремния толщиной 50 мкм поглощаются фотоны и их энергия преобразуется в электрическую.

3 1 – кремний п-типа 2 – кремний н-типа 3 – пленка из диоксида 2 кремния (стекло) 4 - электроды

Вопрос 29

Типы коллекторов.

Основным конструктивным элементом солнечной установки является коллектор, в котором происходит преобразование солнечной энергии в теплоту и нагрев воды, воздуха или какого-нибудь другого теплоносителя.

Различают 2 типа коллекторов:

1. Плоские

2. Фокусирующие

В плоских поглощается без концентрации, а в фокусирующих – с концентрацией, т. е. с повышением плотности потока солнечной радиации. Наиболее распространенным типом коллекторов в низкотемпературных установках является плоский коллектор солнечной энергии (КСЭ). Его работа основана на принципе горячего ящика, который легко себе представить, если вспомнить, как нагревается на солнце пространство внутри автомобиля. Чтобы изготовить коллектор, необходима лучепоглощающая поверхность, имеющая надежный контакт с трубами для движения нагреваемого теплоносителя. Совокупность лучепоглощающей поверхности и труб или каналов образуют единый конструктивный элемент – абсорбер. Для лучшего поглощения СЭ верхняя часть абсорбера окрашивается в черный цвет. Для уменьшения потерь тепла от абсорбера в окружающую среду делается теплоизоляция, закрывающая нижнюю часть абсорбера, а так же прозрачная для света изоляция, размещенная над абсорбером. Все названные элементы помещаются в корпус.

1 - остекление 1 2 – лучепоглощающая поверхность с трубками 3 – корпус коллектора 2 4 – теплоизоляция 3 4

Максимальная температура, до которой можно нагреть теплоноситель в коллекторе – не более 100°С и зависит от климатических данных, характеристик коллектора и условий его эксплуатации. Для низких рабочих температур абсорбер можно изготавливать из пластмассы или резины. Прозрачная изоляция представляет собой 1 или 2 слоя из стекла или полимерной пленки. В случае низких температур теплоносителя менее 30°С коллектор может не иметь прозрачной изоляции. Корпус коллектора из оцинкованного пенаполиуретана, пенапласта.

Несколько конструкций:

а) труба с оребрением

б) соединение плоского и гафрированного листов железа

в) штампованный абсорбер

В КСЭ для нагрева воздуха нагреваемая среда (воздух) движется в пространстве между прозрачной изоляцией и лучевоспроизводящей поверхностью.

1 а) 2 4 3

1 б) 2 4 3

1 в) 4 2 3

1 г) 2

4 3

1 д) 4 2 3

1 – остекление

2 – абсорбер

3 – теплоизоляция

4 – поток воздуха

а) – движение воздуха под плоским абсорбером

б) - под гафрированным абсорбером

в) – через ряд стеклянных пластин, наполовину прозрачных, наполовину зачерненных

г) – над оребренным абсорбером

д) – через абсорбер из пористой набивки

В плоском КСЭ площадь окна, через которое солнечные лучи попадают внутрь коллектора, равна площади лучепоглощающей поверхности и поэтому интенсивность потока солнечной радиации не увеличивается. При использовании концентраторов, т. е. оптических устройств типа зеркал или линз, достигается повышение плотности потока.

а) б)

2

2 1 1

в) 2 г) 1 1 2 О