Сонячні концентратори

Такі електростанції концентрують сонячної енергії з допомогою лінз і рефлекторів. Оскільки це тепло можна зберігати, такі станції можуть виробляти електрику за потребою, вдень і вночі, за будь-якої погоди.

Великі дзеркала - з точковим або лінійним фокусом - концентрують сонячне проміння настільки, що вода перетворюється на пар, виділяючи заодно досить енергії у тому, щоб крутити турбіну. Фірма "Luz Corp" встановила величезні поля таких дзеркал в каліфорнійської пустелі. Вони виготовляють 354 МВт електроенергії. Ці системи можуть перетворювати сонячної енергії в електрику з ККД близько 15 %.

Види сонячних концентраторів:

1. сонячні параболічні концентратори;

2. сонячна установка тарілкового типу;

3. сонячні електростанції баштового типу з центральним приймачем.

Сонячні ставки

Ні фокусуючі дзеркала, ні сонячні фотоелементи що неспроможні виробляти енергію у нічний час. З цією метою сонячної енергії, накопичену днем, потрібно зберігати в теплоакумулюючих баках. Цей процес природним способом відбувається в сонячних ставках.

Сонячні ставки мають високу концентрацію солі в придонних шарах води, неконвективний середній шар води, у якому концентрація солі зростає з глибиною і конвекційний шар з низькою концентрацією солі лежить на поверхні. Сонячне світло вихоплює поверхню ставка, і тепло утримується в нижніх шарах води завдяки високої концентрації солі. Вода високої солоності, нагріта поглинутою дном ставка сонячної енергією, неспроможна підвестися з-за своєї високій щільності. Вона в дні ставка, поступово нагріваючись, поки майже закипає (тоді як верхні верстви води залишаються щодо холодними). Запальний придонний "розсіл" використовується днем чи вночі як джерело тепла, завдяки якому вона особлива турбіна з органічним теплоносієм може виробляти електрику. Середній шар сонячного ставка виступає як теплоізоляції, перешкоджаючи конвекції і втрат тепла із глибини на поверхню. Різниця температур дно якої і поверхні води ставка достатня у тому, аби навести в дію генератор. Теплоносій, пропущений трубами через нижній шар води, подається далі в замкнуту систему, що працює за циклом Ренкіна, у якій обертається парова турбіна для електрики.

1.10. Фотоелектричні системи

Пристрої для прямого перетворення світлової чи сонячної енергії в електроенергію називаються фотоелементами (англійською Photovoltaics, від грецького photos - світло і назви одиниці електрорушійної сили - вольт). Перетворення сонячного світла електрику відбувається у фотоелементах, виготовлених із напівпровідникового матеріалу, наприклад, кремнію, який під впливом сонячного світла виробляє електричний струм. Поєднуючи фотоелементи в модулі, інші ж, своєю чергою, друг з одним, можна будувати великі фотоелектричні станції. Найбільша така станція нині – це 5-мегаватна установка Карриса Плейн в американському штаті Каліфорнія. ККД фотоелектричних установок нині становить близько 20%, проте окремі фотоелементи можуть досягати ефективності 20% і більше.

Сонячні фотоелектричні системи прості у зверненні й немає рухомих механізмів, проте самі фотоелементи містять складні напівпровідникові пристрої, аналогічні що використовуються для інтегральних схем. У основі дії фотоелементів лежить фізичний принцип, у якому електричний струм виникає під впливом світла між двома напівпровідниками з різними електричними властивостями, які у контакті друг з одним. Сукупність таких елементів утворює фотоелектричну панель, або модуль. Фотоелектричні модулі, завдяки своїм електричним властивостями, виробляють постійний, а й змінний струм. Він використовується у багатьох простих пристроях, які живилися від батарей. Змінний ж струм, навпаки, змінює свій напрям через регулярні часові відтинки. Саме це тип електрики поставляють енерговиробники, його використовують більшість сучасних приладів та електронних пристроїв. У найпростіших системах постійний струм фотоелектричних модулів використовується безпосередньо. Саме там, де потрібен змінний струм, до системи треба додати інвертор, який перетворює постійний струм в змінний.

Найближчими десятиліттями значної частини світового населення познайомиться з фотоелектричними системами. Завдяки ним зникне традиційна необхідність споруди великих дорогих електростанцій і розподільних систем. Принаймні того, як вартість фотоелементів знижуватиметься, а технологія - вдосконалюватися, відкриється кілька потенційно величезних ринків фотоелементів. Приміром, фотоелементи, вбудовані в будматеріали, здійснюватимуть вентиляцію і упереджене висвітлення будинків. Споживчі товари - від ручного інструмента до автомобілів - виграють як від використання компонентів, містять фотоелектричні компоненти. Комунальні підприємства також зможуть знаходити дедалі нові засоби застосування фотоелементів задоволення потреб населення.