плоский коллектор солнечной энергии был построен французом Ш.А. Тельером. Он имел площадь 20 м2 и использовался в тепловом двигателе, работавшем на аммиаке. В 1885г. Была предложена схема солнечной установки с плоским коллектором для подачи воды, причем он был смонтирован на крыше пристройки к дому.
Первая крупномасштабная установка для дистилляции воды была построена в Чили в 1871 г. американским инженером Ч. Уилсоном. Она эксплуатировалась в течение 30 лет, поставляя питьевую воду для рудника.
В 1890 г. профессор В.К. Церасский в Москве осуществил процесс плавления металлов солнечной энергией, сфокусированной параболоидным зеркалом, в фокусе которого температура превышала 3000 С.
В электрическую энергию солнечная энергия преобразуется на электрических станциях, имеющих соответствующее оборудование для улавливания и преобразования солнечной энергии либо с помощью оптической системы отражателей и приемника сконцентрированной солнечной энергии, используемой для получения водяного пара или нагрева газообразного или жидкометаллического теплоносителя (рабочего тела), либо с помощью фотоэлектрических элементов.
Основным и главным достоинствами преобразования солнечной энергии в электрическую является ее неисчерпаемость. Как показывают расчеты, Солнце будет светить 5 млрд. лет
Все солнечные электростанции (СЭС) подразделяются на несколько типов: СЭС башенного типа; СЭС тарельчатого типа; СЭС с параболическими концентраторами; СЭС, использующие солнечные батареи; комбинированные СЭС; аэростатные СЭС; Мобильные СЭС, солнечно вакуумные СЭС [53,54].
2.2 Тепловые солнечные электростанции
Принцип работы современных тепловых солнечных электростанций (СЭС) основан на сборе сконцентрированной солнечной энергии при помощи зеркал и отражении солнечных лучей на приемники, которые собирают солнечную энергию и преобразуют его в тепло (рисунок 2.1). Эта тепловая энергия может быть использована для производства электроэнергии с помощью паровой турбины или теплового двигателя, который приводит в действие генератор.
Рисунок 2.1 - Принцип действия солнечной тепловой электростанции Идея, лежащая в основе работы солнечных электрических станций
башенного типа, была высказана более 350 лет назад, однако их строительство началось только во второй половине прошлого века, когда было построены мощные солнечные электрические станции в США, Западной Европе ССР и в других странах.
Вбашенных солнечных станциях используется центральный приемник с полем гелиостатов, обеспечивающим степень концентрации в несколько тысяч. Система слежения за Солнцем значительно сложна, так как требуется вращение вокруг двух осей. Управление осуществляется с помощью ЭВМ. В качестве рабочего тела обычно используется водяной пар с температурой 550 °С, но могут использоваться воздух и другие газы с температурой до 1000 °С, низкокипящие органические жидкости (в том числе фреон) с температурой до 100°С и жидкометаллические теплоносители с температурой до 800 °С
Внешний вид тепловой солнечной электростанции башенного типа с использование водяного пара показан на рисунке 2.
Вцентре станции находится башня высотой от 18 до 24 метров (в зависимости от мощности и некоторых других параметров высота может быть больше либо меньше), на вершине которой находится резервуар с водой. Этот резервуар покрыт чёрным цветом для поглощения теплового излучения. Также в этой башне находится насосная группа, доставляющая пар на турбогенератор, который находится вне башни. Также в этой башне находится насосная группа, доставляющая пар на турбогенератор, который находится вне башни. По кругу от башни на некотором расстоянии располагаются гелиостаты
Рисунок 2.2 Гелиостат - зеркало площадью в несколько квадратных метров,
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 трудоемкая задача - это позиционирование всех зеркал станции так чтобы в любой момент времени все отраженные лучи от них попали на резервуар.