3.3. Слънчеви електроцентрали с парни турбини
През годините на ХХ век Съветският съюз в Крим и САЩ в Калифорния построиха слънчеви електроцентрали с парни турбини, чието устройство е схематично показано на фиг. 3.2. На кула 2 е монтиран котел 3, върху който се фокусира слънчевата радиация, събрана от няколко хектара земна повърхност.Хелиостатите 1 проследяват движението на Слънцето по небето. Огледала на всеки хелиостат с площ от няколко квадратни метра насочват слънчевите лъчи към стените
топлообменника на котелния агрегат, в който се генерира пара с температура до 510 ° C. Парата се изпраща през паропровода 5 към машинното помещение, където се произвежда електричество в традиционния цикъл на парна турбина. уста-
В сградата има топлинен акумулатор 4 - контейнер с обем от няколко хиляди m 3, напълнен с натрошен камък, който се нагрява от "остра" пара в часовете на максимална интензивност на слънчевата радиация и отдава топлина след залез слънце.
Общото количество топлина, погълната от SPP парогенератора е
Q = η и p F I , W,
където η и е коефициентът на ефективност за използване на слънчевата радиация (варира в рамките на
n е броят на хелиостатите,
F е площта на огледалата на един хелиостат, m 2,
I - интензивност на слънчевата радиация, W/m 2 .
Работата, извършена от килограм пара в парна турбина в цикъла на Ранкин, е
l \u003d h 1 - h 2, kJ / kg,
η t = ( h 1 – h 2 )/( h 1 – h k ), (3.5)
където h 1 е енталпията на активната пара, h 2 е енталпията на парата, изпускана в турбината (определена от h
- s диаграма на водна пара), h k - енталпия на кондензат (определена от таблиците на термодинамичните
Ориз. 3.2. SES схема:
1 - хелиостати; 2 - кула; 3 - слънчево
котел; 4 - топлинен акумулатор; 5 - тръба-
проводник за пара под напрежение; 6 - тръбопроводзахранваща вода
свойства на водата и парата).
Теоретичната мощност на парната турбина SPP ще бъде
N pt \u003d η t η 0i η e Q, W,
където η 0i е относителната вътрешна ефективност на турбината,
η e - ефективност на електрическия генератор (в рамките на 0,92 ... 0,96).
Реалният капацитет на слънчевата централа е по-малък от теоретичния поради потреблението на енергия за собствени нужди (помпено задвижване и др.).
Слънчевите електроцентрали с парни турбини се характеризират с високи капиталови разходи, главно високата цена на автоматизирани огледални хелиостати. Цената на 1 киловат инсталирана мощност в куловата слънчева електроцентрала Solar-1, както и в Кримската слънчева електроцентрала, е повече от 10 пъти по-висока от тази, характерна за традиционните инсталации. Друго техническо решение, въведено в САЩ през 1985 г., се оказва по-икономично. Вместо скъпи стъклени огледала - хелиостати, тук се използва филм с метално покритие, опънат върху обръчи с диаметър 1,5 метра. Създавайки вакуум под филма, те му придават параболична форма. Тези вдлъбнати огледала фокусират слънчевата радиация върху тръбите, в които захранващата вода на парната турбина се нагрява и изпарява. Така че тази SES кула е мечта. Цената на един киловат инсталирана мощност е намалена 4 пъти спрямо 4 пъти, себестойността на произведената енергия се доближава до характерната за въглищните централи.
В Almeria SPP (Испания) течен натрий се използва като охладител за първи контур на парогенератора в горната част на слънчевата кула, а обикновена вода се използва във втория контур. Във версията SES, разработена в Германия, слънчевите лъчи загряват сгъстен въздух до 800 °C, който задвижва газова турбина. Топлината на въздуха, отработен в газовата турбина, след това се използва в цикъла на парната турбина.В резултат на това ефективността на оползотворяване на топлината се увеличаваслънчеви лъчи.
Във Франция и Италия са построени няколко слънчеви електроцентрали с парни турбини с различен капацитет. Разработват се проекти на SES със затворени газотурбинни инсталации, в които работната течност е хелий. Параметри на хелиевия охладител пред турбината: температура около 600 o C, налягане 0,8 MPa; проектната ефективност на блоковете е около 25%.
3.4. слънчево отопление
Слънчевите бойлери се използват за отопление и топла вода от началото на 20 век. Към днешна дата в редица страни (САЩ, Германия, Норвегия), с държавна подкрепа за програми за енергоспестяване, монтирани на покрива
или на остъклени веранди слънчеви колектори от полимерна пластмаса с остъкление.
Слънчевото устройство е много просто (фиг. 3.3). Плосък екран със заварени отдолу тръби е осветен от слънчевите лъчи. Използват се и безтръбни сита, под формата на две плочи с процеп между тях. Екранът е свързан с тръби към горната и долната част.Във веригата се установява естествена циркулация: студената вода влиза в тръбите от дъното на резервоара, загрята в