Солнечно вакуумные электростанции: Типы солнечных электростанций (СЭС)

Типы солнечных электростанций (СЭС)

Рейтинг:  5 / 530Типы солнечных электростанций (СЭС)

Энергетика будущего. Какая она? Какое топливо она использует, или же производство и передача энергии в будущем будет автономным, чистым и безотходным? Хотя насчет будущего можно только догадываться, вопрос снижения негативного воздействия на окружающую среду достаточно остро стоит уже сейчас. Альтернативная энергетика, о которой уже рассказывалось в одной из наших статей, как раз призвана решить эту проблему.

Как отмечалось, альтернативная энергетика использует возобновляемые источники энергии, к которым относятся ветра, течения, тепло земли и солнечное излучение. Приглядевшись к ним внимательно, можно заметить, что только один из этих источников находится за пределами земли, а влияя на три остальных, мы непосредственно влияем на саму планету. После таких рассуждений кажется вполне разумным делать упор на получение энергии из излучения солнца, ведь огромные площади планеты пустуют, получая колоссальные количества тепла и света, из-за которых жизнь человека там крайне затруднительна.

Электростанции на солнечных батареях — фотоэлектрических преобразователях, пожалуй, известны каждому. В этой статье рассказывается о других, менее популярных, но не менее эффективных солнечных электростанциях (СЭС).

СЭС тарельчатого типа представляют собой большие — до нескольких метров — параболические зеркала, закрепленные на специально сконструированных опорах с трекерами – электромеханическими устройствами, которые позволяют похожим на тарелки зеркалам вращаться в двух плоскостях вслед за солнцем. Необходимость использования трекеров вызвана суточным и годичным изменением положения Солнца по отношению к точке, в которой находится зеркало.

Фото 1. СЭС тарельчатого типа

Точно отлить отражатель большого диаметра и заданной кривизны из металла или стекла технологически крайне сложно, так как поверхность зеркала будет деформироваться из-за собственного веса, поэтому коллекторы выполняют из большого количества отдельных маленьких зеркал. В фокусе (т. е. в области наибольшей концентрации излучения) находится приемник с рабочим телом, которое, испаряясь, может вращать лопасти турбины, соединенной с генератором. Роль приемника может успешно выполнять водородный двигатель Стирлинга – двигатель, преобразующий постоянно поступающую тепловую энергию в электрическую.  

Подобным образом работают и СЭС с параболическими концентраторами, разве что в этом случае зеркало сильно «растянуто» (до 50 метров) в горизонтальном направлении, а трекеры вращают зеркала в одной плоскости.

Фото 2. СЭС с параболическими концентраторами

В фокусе концентраторов расположены приемники – трубки из стекла с большой светопропускаемостью. Внутри этих трубок находятся черные трубы с теплоносителем, чаще всего — маслом. Внутри трубок c маслом расположены трубки с водой. Между внешними и средними трубками находится воздух или вакуум, эта прослойка необходима для уменьшения тепловых потерь вследствие конвекции. Масло в средней черной трубке нагревается до температур порядка 400 °C и превращает воду во внутренней трубке в пар, далее все происходит как на обычных электростанциях.

Принцип работы СЭС башенного типа не сильно отличается от двух предыдущих типов электростанций. Отличаются масштабы. Теперь диаметр зеркала – гелиостата – может достигать сотен метров. Гелиостат образован из множества плоских зеркал площадью больше 1 м2, управляемых теми же трекерами.

Фото 3. СЭС башенного типа

В фокусе (на фото вверху – не в фокусе) огромного «зеркала», раскинувшегося на земле, располагается секция башни с теплоносителем – водой, натрием, или расплавами солей. Такая конструкция позволяет добиться температур пара около 700 °С, а чтобы экономить воду, для охлаждения может использоваться воздух.

Пытливый читатель наверняка смекнул, что при увеличении размера гелиостата на пути отраженного луча света, идущего от крайних зеркал к башне, будут находиться внутренние зеркала, что ограничивает его размер. Поэтому предлагаются проекты создания СЭС башенного типа в закрытых карьерах и горных выработках, что позволит увеличить генерируемую мощность и рационально использовать пространство.

Хотя такие электростанции очень энергоэффективны, при их эксплуатации гибнут сотни птиц в год.

Солнечно-вакуумные электростанции бывают двух типов. Первые представляют собой закрытое пространство, воздух в котором, нагреваясь, поднимается вверх. Единственный выход для разогретого воздуха – через трубу в центре парника, в которой находится воздушная турбина и генератор.

Фото 4. Солнечно-вакуумная электростанция

Второй тип подразумевает распрыскивание холодной воды наверху большой трубы, в результате чего воздух внутри трубы становится холоднее, чем снаружи. Более тяжелый холодный воздух, опускаясь вниз и вытекая из трубы, вращает лопасти турбогенераторов.

Космические СЭС планируют запустить на орбиту китайские инженеры после 2021 года. Солнечные панели будут получать энергию на высоте 36 000 км над землей и передавать ее посредством излучения, не подверженного ослаблению из-за атмосферных явлений.

Фото 5. Космическая СЭС

Далее сравнивается эффективность реализованных проектов по производству электроэнергии из света:

Различные солнечные электростанции – перспективное направление развития энергетики. Многие варианты безопасны для окружающей среды и фактически делают производство электроэнергии безопасным, безотходным и эффективным. Будущее — в наших руках. 

 

 


Социальные кнопки для Joomla

Солнечные электростанции Волгоград, солнечные электростанции Волжский

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

Выгодные цены! Отгрузка со склада!
Расчет оборудования — бесплатно.
Доставка, монтаж — договоримся.

Все солнечные электростанции (СЭС) подразделяют на несколько типов:

  • СЭС башенного типа

  • СЭС тарельчатого типа

  • СЭС, использующие фотоэлектрические модули (фотобатареи)

  • СЭС, использующие параболические концентраторы

  • Комбинированные СЭС

  • Аэростатные солнечные электростанции

  • Солнечно-вакуумные электростанции

Наибольшей популярностью пользуются солнечные электростанции на основе фотоэлектрических модулей, или проще говоря солнечных батарей. Перспективы развития данного вида энергии безграничны. Популярность СЭС с использованием солнечных батарей растет с каждым годом. Они используются для электроснабжения как небольших частных хозяйств, так и крупных промышленных объектов. Основное препятствие на пути к широкому распространению солнечной энергетики — это зависимость от суточных ритмов и сезонной изменчивости погоды.

Преимущества использования солнечной энергии:

  • Возобновляемость

  • Обильность

  • Постоянство. Солнце — вечный источник света. 

  • Доступность

  • Экологическая чистота. Как топливо используется только солнечная энергия. Это не создает вредного побочного продукта и активно способствует уменьшению глобального потепления.

  • Солнечные батареи безопасны и высоконадежны в использовании.

  • Солнечные электростанции не требуют особого обслуживания.

  • Время энергетической окупаемости солнечных электростанций постоянно уменьшается.

Комплект солнечной электростанции

Любая солнечная электростанция как полноценная система состоит из следующих основных элементов:

Солнечные батареи Они являются основой любой солнечной электростанции и выполняют основную функцию – улавливают солнечную радиацию для преобразования в электрическую энергию. Существуют классификации солнечных модулей согласно строению фотоэлектрических модулей, конструктивным особенностям, мощности и типу функционирования. Также они могут быть стандартными или разработанными на заказ, учитывая индивидуальные чертежи, потребности здания и солнечную обстановку региона.

Контроллер заряда Используется для контроля заряда/разряда аккумуляторных батарей, т.к. для стабильной зарядки АКБ требуется ограниченный диапазон зарядных напряжений. В результате контроллер сглаживает неравномерность тока заряда, связанного с инсоляцией, и таким образом продлевает срок службы аккумуляторной группы.

Аккумуляторы Необходимость использования данного элемента связана с тем, что прямой процесс преобразования возможен только в дневное время суток. Возникает вопрос использования солнечной энергии в ночное время суток. Именно для решения этой проблемы солнечные электростанции комплектуются аккумуляторами, которые накапливают энергию. В дальнейшем она используется для преобразования в переменный ток. От размера аккумуляторной группы зависит время работы солнечной электростанции.

Инверторы Устройство для преобразования постоянного тока в переменный ток, который необходим для питания электрических приборов. Благодаря инвертору систему можно применять в автономном режиме, либо параллельно с общей электросетью, для активации работы электрических и осветительных приборов.

Факторы влияющие на выработку электроэнергии

Географическое положение. Количество выработанной электроэнергии зависит от количества поглащенной солнечной энергии. А количество солнечной энергии определяется географическим расположением солнечной электростанции: чем ближе к экватору, тем её больше.

Время года. Среднегодовой объём солнечной радиации, достигающий поверхности Земли, значительно отличается от сезонных показателей. Так самые минимальные значения солнечной радиации приходятся на зимний период, а максимальные значения достигаются в летний период.

Природные явления (осадки). Дождь, снег или облачность также влияют на количество солнечной радиации, достигающей поверхности земли. Вышеперечисленные явления уменьшают количество солнечной радиации.

Тень от деревьев, домов. Солнечная радиация, попав на препятствие в виде дерева или дома, рассеивается и ее количество уменьшается. А затенение даже одной ячейки ухудшает работоспособность всей цепочки солнечных батарей.

КПД солнечных батарей. КПД солнечных батарей определяется делением мощности электрической энергии на мощность солнечного света, падающего на панель. На данный момент среднее значение этого показателя на практике составляет 14-25%. Но эффективность солнечных элементов ежегодно повышается.

Правильная ориентация панели по углу наклона к горизонту и ориентации батареи по азимуту. Угол наклона солнечных панелей к горизонту определяется по широте местности, в которой устанавливается солнечная электростанция. Ориентация по азимуту для северного полушария строго в южном направлении.

Специалисты нашей компании помогут индивидуально подобрать комплектацию солнечной электростанции.

ВОЗЬМИ ОТ СОЛНЦА ВСЕ!


Солнечная батарея

Модули серии SM ЭНЕРГИЯ ПРИРОДЫ состоят из ячеек высококачественного поликристаллического кремния, которые изготавливаются отдельно и ..


Контроллеры заряда

Контроллеры серии Tracer разработаны для автономных солнечных систем с контролем заряда и разряда батареи. Контроллер имеет интеллектуал..


Инверторная группа

Инвертор МАП представляет собой многофункциональный преобразователь постоянного напряжения (инвертор напряжения) аккумуляторной бат. .


Массив АКБ

Аккумуляторные батареи компании «Энергия Природы» выполнены по технологии AGM, необслуживаемые и герметичные, что обеспечивает эф..


Диспетчеризация ПО (в том числе удаленная)

Комплект представляет собой автономный Web-сервер, построенный на базе микроПК с операционной системой Linux. МикроПК собирает необходимые..


ИБП на солнечной генерации

Основная функция ИБП состоит в обеспечении непрерывности подачи электропитания переменного тока. ИБП также могут использоваться для у..


Система автономного освещения

Компания ООО «ЭНЕРГИЯ ПРИРОДЫ» с 2009 года занимается развитием и повсеместным расширением по всей России использования экологичес. .

Эти солнечные вакуумные трубки на крыше, которые производят как электричество, так и тепло, ориентированы на США.

Солнечные вакуумные трубки на крышах британского разработчика Naked Energy, которые производят как электричество, так и тепло, скоро будут продаваться в Соединенных Штатах.

Пеория, штат Иллинойс, ELM Companies, американский специалист по хранению энергии и микросетям, финансирует Naked Energy вместе с банковским гигантом Barclays и американской венчурной фирмой Big Sky Partners.

ELM Solar, новое подразделение ELM Companies, будет распространять солнечные тепловые и фотоэлектрические продукты Naked Energy, которые называются Virtu (произносится как «добродетель»). ELM Solar также будет распространять продукты Virtu через крупную дилерскую сеть и партнерские отношения компаний ELM в Соединенных Штатах.

ELM также объявила после того, как пару недель назад Сенат США принял законопроект администрации Байдена о климате, Закон о снижении инфляции, что он построит завод в Техасе для сборки линейки продуктов Naked Energy Virtu внутри страны. Закон о снижении инфляции подстегнул гонку в Соединенных Штатах по производству возобновляемых источников энергии внутри страны.

Солнечные вакуумные трубки Naked Energy на крыше

Солнечные вакуумные трубки состоят из двух слоев стекла с вакуумом между ними, что-то вроде термоса. Naked Energy утверждает, что ее продукты Virtu в три-четыре раза эффективнее традиционных фотоэлектрических панелей, а ELM в своем новостном сообщении называет Naked Energy разработчиком «солнечной технологии с самой высокой в ​​мире плотностью энергии».

Naked Energy заявляет, что вакуумная трубка ее продуктов Virtu сводит к минимуму тепловые потери в атмосферу, что обеспечивает высокую эффективность даже в холодную погоду. Поглотительные пластины в трубах наклонены под оптимальным углом, что позволяет использовать их на плоских или скатных крышах, а также на вертикальных фасадах.

Продукты Virtu являются полностью модульными, поэтому их установка не требует больших затрат. Они также имеют низкопрофильную конструкцию, уменьшающую сдвиг ветра. Naked Energy заявляет, что ее продукты Virtu лучше всего подходят для зданий с высокой потребностью в тепле, таких как многоквартирные жилые дома, производственные предприятия и гостиницы.

Продукт VirtuHOT нагревает только воду до 90°C (194F) за счет солнечной энергии. Но продукт VirtuPVT сочетает в себе солнечные фотоэлектрические и солнечные тепловые технологии для выработки электроэнергии и тепла от одного солнечного коллектора. Конечно, трубы VirtuPVT требуют меньше места, чем если бы использовались отдельные тепловые и фотоэлектрические системы.

Это видео демонстрирует, как работает VirtuPVT:

Ли С. Грейвс, председатель и основатель ELM, сказал:

Мы наблюдаем значительный рост интереса к решениям в области возобновляемых источников энергии в Соединенных Штатах. Перед лицом роста цен на энергию мы рады работать с Naked Energy, чтобы предоставить стране возобновляемые альтернативы.

Когда мы познакомились с Naked Energy и ассортиментом продукции Virtu, нам не составило труда работать с ними.

Electrek’s Take

Продукция Naked Energy Virtu универсальна и эффективна, а VirtuPVT привлекает особое внимание. Что вам не нравится в том, что тепло и электричество идут из одной трубы?

Солнечные вакуумные лампы всегда были более эффективными, чем солнечные батареи, но они были и более дорогими. Но затраты на производство солнечной энергии и новые производственные инновации снизили стоимость солнечных вакуумных трубок. В спецификациях Naked Energy не указана их стоимость, и я подозреваю, что они все еще слишком дороги для отдельных домохозяйств. Но они могут изменить правила игры для более крупных объектов, таких как отели и больницы, и, возможно, в будущем, с дальнейшими инновациями и снижением цен, они станут выбором по умолчанию для домашних солнечных батарей.

Подробнее: Вот как закон США о климате снизит счета за электроэнергию домохозяйствам

UnderstandSolar — это бесплатная служба, которая связывает вас с лучшими установщиками солнечных батарей в вашем регионе для получения персонализированных оценок солнечной энергии. Tesla теперь предлагает сопоставление цен, поэтому важно делать покупки по лучшим ценам. Нажмите здесь, чтобы узнать больше и получить цитаты. — *объявление .

FTC: Мы используем автоматические партнерские ссылки, приносящие доход. Еще.

Будьте в курсе последних новостей, подписавшись на Electrek в Google Новостях.

Вы читаете Electrek — экспертов, которые день за днем ​​сообщают новости о Tesla, электромобилях и экологически чистой энергии. Обязательно заходите на нашу домашнюю страницу, чтобы быть в курсе всех последних новостей, и подписывайтесь на Electrek в Twitter, Facebook и LinkedIn, чтобы оставаться в курсе событий. Не знаете, с чего начать? Посетите наш канал YouTube, чтобы быть в курсе последних обзоров.

Солнечные вакуумные трубки — принцип работы

Техническая информация