energy.wikisort.org - Электростанция

Search / Calendar

Солнечная электростанция (СЭС) — инженерное сооружение, преобразующее солнечную радиацию в электрическую энергию. Способы преобразования солнечной энергии различны и зависят от конструкции электростанции.

Солнечная электростанция
Изучается в photovoltaic power systems[d]
Источник энергии солнечная энергия
 Медиафайлы на Викискладе

Типы солнечных электростанций


Все солнечные электростанции (СЭС) подразделяют на несколько типов:


СЭС башенного типа


Модель солнечной электростанции башенного типа в Политехническом музее (г.Москва)
Модель солнечной электростанции башенного типа в Политехническом музее (г.Москва)

Данные электростанции основаны на принципе получения водяного пара с использованием солнечной радиации. В центре станции стоит башня высотой от 18 до 24 метров[источник не указан 2437 дней] (в зависимости от мощности и некоторых других параметров высота может быть больше либо меньше), на вершине которой находится резервуар с водой. Этот резервуар покрашен в чёрный цвет для поглощения теплового и видимого излучения. Также в этой башне находится насосная группа, доставляющая воду в резервуар от турбогенератора, который находится вне башни. По кругу от башни на некотором расстоянии располагаются гелиостаты.

Гелиостат — зеркало площадью в несколько квадратных метров[источник не указан 2437 дней], закреплённое на опоре и подключённое к общей системе позиционирования. То есть, в зависимости от положения солнца, зеркало будет менять свою ориентацию в пространстве. Основная и самая трудная задача — это позиционирование всех зеркал станции так, чтобы в любой момент времени все отражённые лучи от них попали на резервуар. В ясную солнечную погоду температура в резервуаре может достигать 700 °C0 [источник не указан 2437 дней]. Такие температурные параметры используются на большинстве традиционных тепловых электростанций, поэтому для получения энергии используются стандартные турбины. Фактически на станциях такого типа можно получить сравнительно большой КПД (около 20 %)[источник не указан 2437 дней] и высокие мощности.


СЭС тарельчатого типа


Данный тип СЭС использует принцип получения электроэнергии, схожий с таковым у башенных СЭС, но есть отличия в конструкции самой станции. Станция состоит из отдельных модулей. Модуль состоит из опоры, на которую крепится ферменная конструкция приемника и отражателя. Приёмник расположен примерно в области концентрации отражённого солнечного света. Отражатель состоит из зеркал в форме, напоминающей тарелки (отсюда название), радиально расположенных на ферме. Диаметры этих зеркал достигают 2 метров[источник не указан 2412 дней], а количество зеркал — нескольких десятков[источник не указан 2412 дней] (в зависимости от мощности модуля). Такие станции могут состоять как из одного модуля (автономные), так и из нескольких десятков (работа параллельно с сетью).


СЭС, использующие фотоэлектрические модули


См. также: Солнечная батарея
Кош-Агачская СЭС
Кош-Агачская СЭС

СЭС этого типа в настоящее время очень распространены, так как в общем случае СЭС состоит из большого числа отдельных модулей (фотобатарей) различной мощности и выходных параметров. Данные СЭС широко применяются для энергообеспечения как малых, так и крупных объектов (частные коттеджи, пансионаты, санатории, промышленные здания и т. д.). Фотоэлектрические модули и массивы производят электричество постоянного тока. Они могут быть подключены как в последовательном, так и в параллельном электрическом устройстве к инвертору для получения любой требуемой комбинации напряжения и тока.[1] Устанавливаться фотобатареи могут практически везде, начиная от кровли и фасада здания и заканчивая специально выделенными территориями. Установленные мощности тоже колеблются в широком диапазоне, начиная от снабжения отдельных насосов, заканчивая электроснабжением городов.


СЭС, использующие параболоцилиндрические концентраторы


Принцип работы данных СЭС заключается в нагревании теплоносителя до параметров, пригодных к использованию в турбогенераторе.

Конструкция СЭС: на ферменной конструкции устанавливается длинное параболоцилиндрическое зеркало, а в фокусе параболы устанавливается трубка, по которой течет теплоноситель (чаще всего масло[источник не указан 2412 дней]). Пройдя весь путь, теплоноситель разогревается и в теплообменных аппаратах отдаёт теплоту воде, которая превращается в пар и поступает на турбогенератор.


СЭС, использующие двигатель Стирлинга


Представляют собой СЭС с параболическими концентраторами, у которых в фокусе установлен двигатель Стирлинга. Существуют конструкции двигателей Стирлинга, которые непосредственно преобразуют колебания поршня в электрическую энергию, без использования кривошипно-шатунного механизма. Это позволяет достичь высокой эффективности преобразования энергии. Эффективность таких электростанций достигает 31,25 %[2]. В качестве рабочего тела используется водород или гелий.


Аэростатные СЭС


Аэростатные солнечные станции (СЭС) бывают 2 типов: первый — солнечные элементы располагаются на поверхности аэростата. При этом КПД не превышает КПД солнечных батарей и составляет около 15 % (в пределе может достигать 40 %). В конструкции второго типа в качестве рефлектора используется параболическая, вогнутая давлением газа, металлизированная плёнка, которая служит для концентрации солнечной энергии. Стоимость квадратного метра которой мала в сравнении с солнечными батареями и любыми отражающими поверхностями. Располагаясь на высоте более 20 км аэростат не боится затенения при облачной погоде, а двигаясь с воздушными потоками не испытывает ветровых нагрузок. Верхняя часть выполнена из прозрачной плёнки с армировкой, посредине парабола пленочного концентратора из армированной металлизированной плёнки, а в фокусе — термопреобразователь, охлаждаемый легким газом-водород, для системы с разложением воды, либо гелий в случае наличия системы дистанционной передачи энергии- например радио- или свч-излучением. Ориентировка шара на солнце осуществляется за счёт перекачки балластной жидкости(вода для водородного цикла), точная ориентировка — гироскопами. При необходимости в одном дирижабле может находиться несколько плавающих шаровидных модулей.


Комбинированные СЭС


Часто[источник не указан 2412 дней] на СЭС различных типов дополнительно устанавливают теплообменные аппараты для получения горячей воды, которая используется как для технических нужд, так и для горячего водоснабжения и отопления. В этом и состоит суть комбинированных СЭС. Также на одной территории возможна параллельная установка концентраторов и фотобатарей, что тоже считается комбинированной СЭС.


Солнечно-вакуумные электростанции


Используют энергию воздушного потока, искусственно создаваемого путём использования разности температур воздуха в приземном слое воздуха, нагреваемого солнечными лучами в закрытом прозрачными стёклами участке, и на некоторой высоте. Состоят из накрытого стеклянной крышей участка земли и высокой башни, у основания которой расположена воздушная турбина с электрогенератором. Вырабатываемая мощность растет с ростом разности температур, которая увеличивается с высотой башни. Путём использования энергии нагретой почвы способны работать почти круглосуточно, что является их серьёзным преимуществом[3].


Крупнейшие солнечно-тепловые электростанции на Земле


Крупнейшие солнечные тепловые электростанции в мире
Мощность МВтНазваниеСтранаМестоположениеКоординатыТипПримечание
510СЭС УарзазатДраа — Тафилалет30°59′ с. ш. 6°51′ з. д.HGЯONoor I, Noor II — параболоцилиндрический концентратор; Noor III — башенный гелиоконцентраторс тремя хранилищами[4][5]
1-ая очередь закончена в 2016 году
392СТЭС АйвонпаСан-Бернардино, Калифорния35°34′ с. ш. 115°28′ з. д.HGЯOбашенныйВведена в эксплуатацию 13 февраля 2014[6][7][8]
354Solar Energy Generating Systems[en]Пустыня Мохаве, Калифорния35°01′54″ с. ш. 117°20′53″ з. д.HGЯOпараболоцилиндрический
концентратор		СЭС состоит из 9-ти очередей[9][10][11][12][13][14][15][16][17]
280Mojave Solar Project[en]Барстоу, Калифорния35°00′40″ с. ш. 117°19′30″ з. д.HGЯOпараболоцилиндрический
концентратор		Строительство завершено в декабре 2014 года[18][19][20]
280Solana Generating Station[en]Аризона32°55′ с. ш. 112°58′ з. д.HGЯOпараболоцилиндрический
концентратор		Строительство завершено в октябре 2013 года[21][22]
250Genesis Solar Energy Project[en]Блайт, Калифорния33°38′37″ с. ш. 114°59′16″ з. д.HGЯOпараболоцилиндрический
концентратор		В эксплуатации с 24 апреля 2014 года[23][24]
200Solaben Solar Power Station[25]Логросан, Испания39°13′29″ с. ш. 5°23′26″ з. д.HGЯOпараболоцилиндрический
концентратор		3-я очередь закончена в июне 2012[26]
2-ая очередь закончена в октябре 2012[26]
1-ая и 6-ая очереди закончены в сентябре 2013[27]
150Solnova Solar Power Station[en]Санлукар-ла-Майор, Испания37°25′00″ с. ш. 06°17′20″ з. д.HGЯOпараболоцилиндрический
концентратор		1-ая и 3-я очереди завершены в мае 2010
4-ая очередь завершена в августе 2010[28][29][30][31][32]
150Andasol Solar Power Station[en]Гуадикс, Испания37°13′42″ с. ш. 3°04′06″ з. д.HGЯOпараболоцилиндрический
концентратор		Заверено строительство: Andasol 1 (2008), Andasol 2 (2009), Andasol 3 (2011). Каждый имеет тепловой резервуар рассчитанный на 7,5 часов работы.[33][34]
150Extresol Solar Power Station[en]Торре-де-Мигель-Сесмеро, Испания38°39′ с. ш. 6°44′ з. д.HGЯOпараболоцилиндрический
концентратор		Строительство завершено: Extresol 1 и 2 (2010), Extresol 3 (2012). Каждый имеет тепловое хранилище рассчитанное на 7,5 часов работы[26][35][36]
110Crescent DunesНай, Невада38°14′ с. ш. 117°22′ з. д.HGЯOбашенныйв эксплуатации с сентября 2015[37]
100KaXu Solar One[en]ЮАР28°53′40″ ю. ш. 19°35′53″ в. д.HGЯOпараболоцилиндрический
концентратор		с хранилищем на 2,5 часа[38]
Мощность МВтНазваниеСтранаМестоположениеКоординатыТипПримечание

Крупнейшие фотоэлектростанции на Земле


[уточнить]

Крупнейшие фотоэлектрические установки в мире
Пиковая мощность, МВт Местонахождение Описание МВт·ч / год
2245 Джодхпур, ИндияКрупнейшая в мире солнечная электростанция
1170 Абу-Даби, ОАЭ[39]3 200 000 солнечных модулей
550 Калифорния, США9 000 000 солнечных модулей
550 пустыня Мохаве, Калифорния, США
300 Калифорния, США>1 700 000 солнечных модулей
290[40] Агуа-Калиенте, Аризона, США5 200 000 солнечных модулей 626 219
250 Сан-Луис-Обиспо, Калифорния, США
213 Чаранка, Гуджарат, ИндияКомплекс из 17 отдельных электростанций,
самая крупная из которых имеет мощность 25 МВт.
206 округ Империал, Калифорния, США>3 000 000 солнечных модулей
Самая мощная станция в мире, использующая технологию
ориентации модулей по Солнцу.
200 Голмуд, Китай317 200
200 округ Империал, Калифорния, США
170 округ Империал, Калифорния, США
166 Шипкау, Германия
150 округ Кларк, Невада, США
150 округ Марикопа, Аризона, США800 000 солнечных модулей413 611
145 Нойхарденберг, Германия600 000 солнечных модулей
143 округ Керн, Калифорния, США
139 округ Империал, Калифорния, США2 300 000 солнечных модулей
130 округ Империал, Калифорния, США2 000 000 солнечных модулей
125 округ Марикопа, Аризона, США> 600 000 солнечных модулей
105,56 Перово, Крым[41]455 532 солнечных модулей132 500 [42]
100 Пустыня Атакама, Чили> 310 000 солнечных модулей
97 Сарния, Канада>1 000 000 солнечных модулей120 000
84,7 Эберсвальде, Германия317 880 солнечных модулей82 000
84,2 Монтальто-ди-Кастро, Италия
82,65 Охотниково, Крым[41] 355 902 солнечных модулей 100 000[43]
80,7 Финстервальде, Германия
75 Самарская СЭС, Самарская область
73 Лопбури, Таиланд540 000 солнечных модулей105 512
69,7 Николаевка, Крым[41] 290 048 солнечных модулей
55 Речица, Белоруссия[44][45] почти 218 тысяч солнечных модулей
54,8 Килия, Украина227 744 солнечных модулей
49,97 СЭС «Бурное» с Нурлыкент, Казахстан 192 192 солнечных модулей 74000
46,4 Амарележа, Португалия>262 000 солнечных модулей
43 Долиновка, Украина182 380 солнечных модулей54 399
43 Староказачье, Украина185 952 солнечных модулей
40 Орска СЭС, Оренбургская область
34 Арнедо, Испания172 000 солнечных модулей49 936
33 Кюрбан, Франция145 000 солнечных модулей43 500
31,55 Митяево, Крым[41]134 288 солнечных модулей40 000 [46]
18,48 Соболи, Белоруссия84 164 солнечных модулей
11 Серпа, Португалия52 000 солнечных модулей
10,1 Ирлява, Украина11 000
10 Ралевка, Украина10 000 солнечных модулей8 820
9,8 Лазурное, Украина40 000 солнечных модулей10 934
7,5 Родниково, Крым[41]30 704 солнечных модулей9 683
1 Батагай, Якутия[47][48]3 360 солнечных модулей

крупнейшая СЭС за полярным кругом[47]
Пиковая мощность, МВт Местонахождение Описание МВт·ч / год
Рост пиковых мощностей фотовольтаических станций
Год(a)Название станцииСтранаМощность
МВт
1982LugoСША1
1985Carrisa PlainСША5,6
2005Bavaria Solarpark (Mühlhausen)Германия6,3
2006Erlasee Solar ParkГермания11,4
2008Olmedilla Photovoltaic ParkИспания60
2010Sarnia Photovoltaic Power PlantКанада97
2011Huanghe Hydropower Golmud Solar ParkКитай200
2012Agua Caliente Solar ProjectСША290
2014Topaz Solar FarmСША550
2020Bhadla Solar Park[en]Индия2245
(a) по году окончательного ввода в эксплуатацию

Влияние на окружающую среду


По некоторым сведениям, птицы регулярно погибают в воздухе над СЭС башенного типа, если они оказываются слишком близко к зоне концентрации солнечного света вокруг башни[49], к примеру, на СЭС Айвонпа, в Калифорнии, в среднем одно насекомое или птица погибает каждые 2 минуты[50].


См. также


Список солнечных электростанций России


Примечания


  1. Photovoltaic Module (solar cell)  (недоступная ссылка) — www.electricaldeck.com
  2. Установлен новый рекорд эффективности (недоступная ссылка). Дата обращения: 24 апреля 2010. Архивировано 23 ноября 2008 года.
  3. Михаил Берёзкин. Укрощение Солнца // Наука и жизнь : журнал. — 2013. — № 12. — С. 19—25. — ISSN 0028-1263. Архивировано 9 ноября 2016 года.
  4. Saudi Power Developer Gives Spanish Firms Work in Morocco. Дата обращения: 1 октября 2017. Архивировано 25 октября 2014 года.
  5. King Mohammed VI of Morocco will inaugurate the first phase of solar plant «Noor I,» on Sunday in Ouarzazate, according to Minister Delegate in Charge of Environment Hakima El Haite. Дата обращения: 4 марта 2016. Архивировано 28 декабря 2015 года.
  6. Large Solar Energy Projects, California Government. Дата обращения: 4 марта 2016. Архивировано 11 мая 2008 года.
  7. PG&E and BrightSource Sign Contracts for Over 1,300 MW of Solar Thermal. Дата обращения: 4 марта 2016. Архивировано 24 июля 2014 года.
  8. World’s Largest Solar Thermal Power Project at Ivanpah Achieves Commercial Operation. Дата обращения: 4 марта 2016. Архивировано 16 сентября 2014 года.
  9. Solar Electric Generating Station I. Дата обращения: 4 марта 2016. Архивировано 11 июня 2013 года.
  10. Solar Electric Generating Station II. Дата обращения: 4 марта 2016. Архивировано 22 июня 2013 года.
  11. Solar Electric Generating Station III. Дата обращения: 4 марта 2016. Архивировано 22 июня 2013 года.
  12. Solar Electric Generating Station IV. Дата обращения: 4 марта 2016. Архивировано 21 июня 2013 года.
  13. Solar Electric Generating Station V. Дата обращения: 4 марта 2016. Архивировано 11 июня 2013 года.
  14. Solar Electric Generating Station VI. Дата обращения: 4 марта 2016. Архивировано 21 июня 2013 года.
  15. Solar Electric Generating Station VII. Дата обращения: 4 марта 2016. Архивировано 5 декабря 2012 года.
  16. Solar Electric Generating Station VIII. Дата обращения: 4 марта 2016. Архивировано 11 июня 2013 года.
  17. Solar Electric Generating Station IX. Дата обращения: 4 марта 2016. Архивировано 11 июня 2011 года.
  18. csp-world.com Abengoa’s Mojave 250 MW CSP plant enters commercial operation Архивная копия от 2 апреля 2016 на Wayback Machine, 2 December 2014
  19. Abengoa: Plants under construction — United States Архивировано 19 июня 2013 года.
  20. CSP World: Abengoa closes $1.2 billion financing for the Mojave Solar Project and starts construction (недоступная ссылка). Дата обращения: 4 марта 2016. Архивировано 10 декабря 2014 года.
  21. Abengoa Solar: Abengoa’s Solana, the US’s first large-scale solar plant with thermal energy storage system, begins commercial operation (недоступная ссылка). Дата обращения: 4 марта 2016. Архивировано 16 декабря 2014 года.
  22. SolarServer: Concentrating solar power: Solana CSP plant begins commercial operation Архивировано 16 октября 2013 года.
  23. CSP World Архивировано 4 апреля 2014 года.
  24. Another Huge Solar Plant Goes Online in California’s Desert Архивировано 15 мая 2016 года., Chris Clarke, REWIRE, May 5, 2014
  25. Abengoa Solar begins construction on Extremadura’s second solar concentrating solar power plant. Дата обращения: 4 марта 2016. Архивировано 4 декабря 2009 года.
  26. Mapa de proyectos en España Архивировано 27 октября 2014 года.
  27. CSP World: Abengoa closes financing and begin operation of Solaben 1 & 6 CSP plants in Spain (недоступная ссылка). Дата обращения: 4 марта 2016. Архивировано 16 октября 2013 года.
  28. Abengoa Rakes in $426M for 4 Solar Power Plants. Дата обращения: 4 марта 2016. Архивировано 2 января 2009 года.
  29. Abengoa Begins Operation of 50MW Concentrating Solar Power Plant. SustainableBusiness.com News (6 мая 2010). Дата обращения: 7 мая 2010. Архивировано 9 мая 2010 года.
  30. Abengoa Solar begins commercial operation of Solnova 1 Архивировано 7 июля 2011 года.
  31. Abengoa Solar begins commercial operation of Solnova 3 Архивировано 15 июня 2010 года.
  32. Abengoa Solar Reaches Total of 193 Megawatts Operating (недоступная ссылка)
  33. Andasol 1 has started test run (недоступная ссылка). Дата обращения: 4 марта 2016. Архивировано 22 марта 2012 года.
  34. The Construction of the Andasol Power Plants (недоступная ссылка). Дата обращения: 4 марта 2016. Архивировано 27 мая 2011 года.
  35. Solar Thermal Power Generation — A Spanish Success Story Архивировано 18 марта 2009 года.
  36. ACS Launches the Operation Phase of its Third Dispatchable 50 MW Thermal Power Plant in Spain, Extresol-1 Архивировано 20 июля 2011 года.
  37. Tonopah Solar Energy. Дата обращения: 4 марта 2016. Архивировано 6 июня 2010 года.
  38. Abengoa Solar :: Our plants :: Operating facilities :: South Africa. Abengoa Solar. Дата обращения: 5 мая 2015. Архивировано 6 апреля 2015 года.
  39. Крупнейшая в мире солнечная электростанция запущена в ОАЭ Архивная копия от 21 июля 2019 на Wayback Machine, 01.07.2019
  40. Источник. Дата обращения: 31 января 2014. Архивировано 14 декабря 2013 года.
  41. Данный объект расположен на территории Крымского полуострова, бо́льшая часть которого является объектом территориальных разногласий между Россией, контролирующей спорную территорию, и Украиной, в пределах признанных большинством государств — членов ООН границ которой спорная территория находится. Согласно федеративному устройству России, на спорной территории Крыма располагаются субъекты Российской Федерации — Республика Крым и город федерального значения Севастополь. Согласно административному делению Украины, на спорной территории Крыма располагаются регионы Украины — Автономная Республика Крым и город со специальным статусом Севастополь.
  42. Крымская солнечная электростанция «Перово» стала крупнейшей в мире (недоступная ссылка). Дата обращения: 10 января 2012. Архивировано 9 января 2012 года.
  43. В Крыму завершено строительство солнечной электростанции «Охотниково» мощностью 80МВт Архивировано 23 января 2012 года.
  44. Самая большая в Беларуси солнечная электростанция открыта возле Речицы (рус.), Белорусское телеграфное агентство (13 октября 2017). Архивировано 13 октября 2017 года. Дата обращения 14 октября 2017.
  45. Самая мощная солнечная станция в Беларуси появится под Речицей, naviny.by (22 декабря 2016). Дата обращения 21 октября 2017. (недоступная ссылка)
  46. Activ Solar завершила строительство 31,55 МВт солнечной электростанции "Митяево". Дата обращения: 14 мая 2012. Архивировано 7 апреля 2014 года.
  47. В поселке Батагай в Якутии открыта крупнейшая за полярным кругом в мире Солнечная электростанция. Официальный информационный портал Республики Саха (Якутия) (23 июня 2015). Дата обращения: 5 сентября 2016. Архивировано 21 сентября 2016 года.
  48. В поселке Батагай в Якутии открыта крупнейшая за полярным кругом в мире Солнечная электростанция (фотогалерея). Официальный информационный портал Республики Саха (Якутия). Дата обращения: 5 сентября 2016. Архивировано 21 сентября 2016 года.
  49. Сергей Васильев. За несколько часов солнечная электростанция испарила больше сотни птиц, случайно пролетавших над её зеркалами. naked-science.ru (25 февраля 2015). Дата обращения: 8 ноября 2016. Архивировано 12 мая 2016 года.
  50. SOLAR: Bird deaths at Calif. power plant a PR nightmare for industry Архивная копия от 27 февраля 2015 на Wayback Machine // E&E Publishing, LLC

Литература


Книги
Статьи в журналах

Ссылки





Текст в блоке "Читать" взят с сайта "Википедия" и доступен по лицензии Creative Commons Attribution-ShareAlike; в отдельных случаях могут действовать дополнительные условия.

Другой контент может иметь иную лицензию. Перед использованием материалов сайта WikiSort.org внимательно изучите правила лицензирования конкретных элементов наполнения сайта.

2019-2024
WikiSort.org - проект по пересортировке и дополнению контента Википедии