Солнечная электростанция

Солнечная электростанция — инженерное сооружение, служащее преобразованию солнечной радиации в электрическую энергию. Способы преобразования солнечной радиации различны и зависят от конструкции электростанции.

Типы солнечных электростанций

---

Все солнечные электростанции (сэс) подразделяют на несколько типов:

• СЭС башенного типа
• СЭС тарельчатого типа
• СЭС, использующие фотобатареи
• СЭС, использующие параболические концентраторы
• Комбинированные СЭС
• Аэростатные солнечные электростанции

СЭС башенного типа

Данные электростанции основаны на принципе получения водяного пара с использованием солнечной радиации. В центре станции стоит 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 покрашен в чёрный цвет для поглощения теплового излучения. Также в этой башне находится насосная группа, доставляющая пар на турбогенератор, который находится вне башни. По кругу от башни на некотором расстоянии располагаются гелиостаты. 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 трудная задача - это позиционирование всех зеркал станции так, чтобы в любой момент времени все отраженные лучи от них попали на резервуар. В ясную солнечную погоду температура в резервуаре может достигать 700 градусов. Такие температурные параметры используются на большинстве традиционных тепловых электростанций, поэтому для получения энергии используются стандартные турбины. Фактически на станциях такого типа можно получить сравнительно большой КПД (около 20 %) и высокие мощности. <Солнечная башня, Севилья, Испания. Построена в 2007 году.

СЭС в Крыму

В Крыму, в городе Щёлкино, была построена СЭС башенного типа в качестве резервного источника электричества для планируемой там АЭС. Но по большому счету, эта станция была экспериментальной: ее мощность 5 МВт. При эксплуатации этой станции было выявлено множество трудностей. Одна из них — система позиционирования отражателей практически полностью (95 %) расходовала энергию, вырабатываемую станцией . Также возникали трудности с очисткой зеркал. Вскоре эта станция прекратила своё существование и была разворована^[1]. 45.402647, 35.86284745°24′09.53″ с. ш. 35°51′46.25″ в. д. / 45.402647° с. ш. 35.862847° в. д. ^(G) (O)

В 2011 году в Крыму возле села Охотниково компания Activ Solar построила солнечную электростанцию общей мощностью 80 МВт на более чем 160 гектарах. Электростанция состоит из примерно 360 000 модулей и может вырабатывать до 100 ГВтч электроэнергии в год, что достаточно для обеспечения потребностей до 20000 домохозяйств. Проект разделен на четыре очереди по 20 МВт каждая. Строительство первых двух очередей было завершено в июле 2011, третья и четвертая в октябре того же года. ^[2]

Та же компания Activ Solar в январе 2012 года объявила о завершении строительства и начале ввода в эксплуатацию солнечной электростанции «Перово» на 100 МВт. По состоянию на январь 2012 года это самая мощная электростанция в мире. ^[3]

СЭС тарельчатого типа

Данный тип СЭС использует принцип получения электроэнергии, схожий с таковым у Башенных СЭС, но есть отличия в конструкции самой станции. Станция состоит из отдельных модулей. Модуль состоит из опоры, на которую крепится ферменная конструкция приемника и отражателя. Приемник находится на некотором удалении от отражателя, и в нем концентрируются отраженные лучи солнца. Отражатель состоит из зеркал в форме тарелок (отсюда название), радиально расположенных на ферме. Диаметры этих зеркал достигают 2 метров, а количество зеркал - нескольких десятков (в зависимости от мощности модуля). Такие станции могут состоять как из одного модуля (автономные), так и из нескольких десятков (работа параллельно с сетью).

СЭС, использующие фотобатареи

Основная статья: Фотовольтаическая станция

СЭС этого типа в настоящее время очень распространены, так как в общем случае СЭС состоит из большого числа отдельных модулей (фотобатарей) различной мощности и выходных параметров. Данные СЭС широко применяются для энергообеспечения как малых, так и крупных объектов (частные коттеджи, пансионаты, санатории, промышленные здания и т. д.). Устанавливаться фотобатареи могут практически везде, начиная от кровли и фасада здания и заканчивая специально выделенными территориями. Установленные мощности тоже колеблются в широком диапазоне, начиная от снабжения отдельных насосов, заканчивая электроснабжением небольшого посёлка.

СЭС использующие параболические концентраторы

Принцип работы данных СЭС заключается в нагревании теплоносителя до параметров, пригодных к использованию в турбогенераторе.

Конструкция СЭС: на ферменной конструкции устанавливается параболическое зеркало большой длины, а в фокусе параболы устанавливается трубка, по которой течет теплоноситель (чаще всего масло). Пройдя весь путь, теплоноситель разогревается и в теплообменных аппаратах отдаёт теплоту воде, которая превращается в пар и поступает на турбогенератор.

СЭС, использующие двигатель Стирлинга

Представляют собой СЭС с параболическими концентраторами, у которых в фокусе установлен двигатель Стирлинга. Существуют конструкции двигателей Стирлинга, которые непосредственно преобразуют колебания поршня в электрическую энергию, без использования кривошипно-шатунного механизма. Это позволяет достичь высокой эффективности преобразования энергии. Эффективность таких электростанций достигает 31,25%^[4]. В качестве рабочего тела используется водород или гелий.

Комбинированные СЭС

Часто на СЭС различных типов дополнительно устанавливают теплообменные аппараты для получения горячей воды, которая используется как для технических нужд, так и для горячего водоснабжения и отопления. В этом и состоит суть комбинированных СЭС. Также на одной территории возможна параллельная установка концентраторов и фотобатарей, что тоже считается комбинированной СЭС.

Крупнейшие фотоэлектростанции в мире

Крупнейшие фотоэлектрические установки в мире

Пиковая мощность	Местонахождение	Описание	МВтч * год
247 МВт	Агуа-Калиенте, Аризона, США
213 МВт	Чаранка, Гуджарат, Индия
200 МВт	Голмуд, Китай		317 200
100 МВт	Перово, Крым, Украина	440 000 солнечных модулей	132 500 [5]
97 МВт	Сарния, Канада	более 1 000 000 солнечных модулей	120 000
84,7 МВт	Эберсвальде, Германия	317 880 солнечных модулей	82 000
84.2 МВт	Монтальто-ди-Кастро, Италия
80.7 МВт	Финстервальде, Германия
80 МВт	Охотниково, Крым, Украина	360 000 солнечных модулей	100 000 [6]
73 МВт	Лопбури, Таиланд	540 000 солнечных модулей	105 512
46.4 МВт	Амарележа, Португалия	более 262 000 солнечных модулей
43 МВт	Староказачье, Украина	185 952 солнечных модулей
34 МВт	Арнедо, Испания	172 000 солнечных модулей	49 936
33 МВт	Кюрбан, Франция	145 000 солнечных модулей	43 500
31.55 МВт	Митяево, Крым, Украина	134 760 солнечных модулей	40 000 [7]
11 МВт	Серпа, Португалия	52 000 солнечных модулей
7,5 МВт	Родниково, Крым, Украина	32 600 солнечных модулей	9 683

Примечания

1. ↑ История Крымской солнечной электростанции
2. ↑ В Крыму завершено строительство солнечной электростанции «Охотниково» мощностью 80МВт. sdelanounas.in.ua (22 December 2011). Архивировано из первоисточника 5 июня 2012.
3. ↑ Крымская солнечная электростанция «Перово» стала крупнейшей в мире. sdelanounas.in.ua (28 January 2012). Архивировано из первоисточника 5 июня 2012.
4. ↑ Установлен новый рекорд эффективности
5. ↑ Крымская солнечная электростанция «Перово» стала крупнейшей в мире
6. ↑ В Крыму завершено строительство солнечной электростанции «Охотниково» мощностью 80МВт
7. ↑ Activ Solar завершила строительство 31,55 МВт солнечной электростанции "Митяево"

Для улучшения этой статьи желательно?: Найти и оформить в виде сносок ссылки на авторитетные источники, подтверждающие написанное. Викифицировать статью.