Принцип работы солнечных электростанций.

Для преобразования солнечной радиации в электрическую энергию в промышленных масштабах служит модификация обычной тепловой электрической станции, в которой вместо парового котла на органическом топливе для получения и перегрева водяного пара используются концентраторы солнечной энергии и вакуумные коллекторы солнечного излучения. Солнечные электрические станции содержат все обычные для тепловой электростанции агрегаты: турбину, электрогенератор, конденсатор, питательный насос, насосы охлаждающей воды и т.д. Здесь могут быть реализованы разные циклы: классический цикл Ренкина без перегрева пара и турбиной, работающей на влажном паре, с перегревом пара, с промежуточным перегревом пара и многоступенчатой турбиной, регенеративный цикл и др.

Типы солнечных электростанций

Конструктивно солнечные электростанции бывают двух типов: башенные и модульные.

Башенные электростанции .

В случае башенных электростанций имеется центральный приемник солнечных лучей внешнего или внутреннего облучения, устанавливаемый на специальной башне и воспринимающий сконцентрированные солнечные лучи ,направляемые на него системой гелиостатов, располагаемых под башней и автоматически поворачивающихся вслед за Солнцем. Каждый такой гелиостат содержит сотни, а иногда и тысячи специально ориентированных зеркал, направляющих падающие на них солнечные лучи на поверхность центрального приемника. Гелиостаты устанавливаются с северной стороны башни или вокруг нее. У центральных приемников внешнего облучения тепловоспринимающие панели расположены на наружной цилиндрической поверхности и полученное здесь тепло идет на выработку и перегрев пара, циркулирующего по трубкам вакуумных коллекторов. В приемниках полостного типа концентрированные лучи направляются внутрь теплоизолированного цилиндрического пространства, образованного трубами с селективной поверхностью, из которых и выполняются испарительная секция, пароперегреватель и экономайзер. Большая часть параь ,вырабатываемого в центральном приемнике, заменяющем собой паровой котел, направляется в многоступенчатую турбину, а избыток его – в систему аккумулирования. Здесь он через специальный теплообменник отдает свое тепло теплоаккумулирующему телу (гравий с пес-ком и минеральное масло). Образовавшийся конденсат через расширительный бак попадает в деаэратор, а оттуда насосом подается снова в центральный приемник

.

При номинальной мощности 10 МВт тепловой аккумулятор такой станции содержит 4 тыс. т. гравия и песка и 900 тыс. л термостойкого масла. Отработанный пар из промежуточных ступеней турбины направляется в экономайзеры, где нагревает эту питательную воду. В ночное время в работу включается парогенератор системы аккумулирования и тогда конденсат из конденсатора и экономайзеров направляется для питания этого парогенератора.Одной из отличительных особенностей СЭС является обязательное применение аккумуляторов тепловой или электрической энергии, что обеспечивает непрерывное функционирование станции в ночное время или в непогоду.

Модульные электростанции.

Солнечные электростанции модульного типа состоят из большого числа включаемых параллельно или последовательно однотипных модулей, представляющих собой концентраторы параболоцилиндрической формы, в трубках которых испаряется и перегревается рабочее тело, а образующийся пар направляется затем в турбину.

Схема солнечной электростанции параболического типа.

Солнечные аэростатные электростанции.

Солнечные аэростатные электростанции самые энергоэффективные электростанции, они способны собрать до 97% солнечной энергии, при этом этот тип сооружений занимает малые территории поверхности, так как расположенное на поверхности земли оборудование занимает слишком мало места, а громоздкий баллон аэростата с фотоэлектрическим слоем, расположен в воздухе и способен поглощать солнечные лучи практически полностью в любое время суток, независимо от погодных условий за счет способности подниматься и опускаться на необходимую высоту.

Особо стоит отметить, факт того, что расположение таких электростанций не ограничивается поверхностью земли и воды. Китайский ученый Ван Ли предположил такой вид электростанций для использования в горах Тибета, с расположением баллонов аэростатов выше слоя облаков, при этом электроэнергией по расчетам ученого обеспечатся не только высокогорные районы, но и близ лежащие Китайские провинции.

Солнечные электростанции спутникового типа.