Солнечные электроустановки: Солнечная электроустановка в Московской области собственный опыт / Хабр

Содержание

Развитие электроустановок солнечных электростанций. Машина Стирлинга. Самоочистка солнечных батарей.



Электроустановки солнечных электростанций. Машина Стирлинга. Самоочистка солнечных батарей. Сохранение солнечной энергии.

По данным аналитиков текущий объем рынка солнечных батарей составляет около 24 миллиардов долларов. На солнечную энергетику приходится менее 0,04% мирового производства энергии, но если покрыть солнечными панелями всего лишь 4% пустынь Земли, этого хватит, чтобы удовлетворить все потребности человечества в энергии. Пыль была одним из главных препятствий в строительстве солнечных электростанций (СЭС) в безжизненных засушливых регионах, но с новой технологией самоочистки солнечных батарей, возможно, там развернется масштабное строительство.

Не так давно, ученые нашли решение проблемы пыли. Они разработали самоочищающиеся солнечные батареи, чтобы решить проблему, которая, конечно не совсем, но тормозит развитие солнечной энергетики. Солнечные батареи будут сами очищать себя от пыли - такое раньше казалось трудно реализовать. Но ученые из Американского химического общества предложили выход - самоочищающиеся солнечные батареи на основе новых технологий, разработанных для космических полетов.

Основа инновационной технологии самоочистки солнечных батарей – тонкая прозрачная электрочувствительная пленка, которая наносится на стекло или пластиковое покрытие солнечных панелей. Если концентрация пыли достигает критического уровня - специальные датчики активизируют пленку, которая с помощью электрического разряда отталкивает пыль. Образуется «волна» пыли, которая толкает загрязняющие частицы к краям солнечной панели и сбрасывает их на землю. По такой технологии удаляется около 90% пыли в течение 2 минут. Для работы системы требуется совсем немного электроэнергии. Эта новая технология изначально разрабатывалась совместно с NASA для использования в полетах на Луну и Марс, которые известны своей пыльной и сухой средой.

Например, в Аризоне каждый месяц на солнечной панели осаждается примерно в 4 раза больше пыли, Ближний Восток, Австралия и Индия - еще более пыльные регионы. Пыль смывают водой, но это дорого, да и найти воду в пустыне, месте, где выгоднее всего устанавливать солнечные панели, весьма проблематично.

Ещё одну идею предложили американские учёные компании Stirling Energy. В большинстве солнечных электростанций (СЭС) огромные конструкции из зеркал концентрируют солнечную энергию, отдают ее теплоносителю, а тот приводит в действие большую центральную турбину. В установках компании Stirling Energy, под названием SunCatcher, каждая 13-метровая тарелка питает энергией свою машину Стирлинга, расположенную прямо в фокусе зеркала. Такая машина сама по себе выдает свои 25 кВт электричества. Таким образом, подобная установка может работать как автономно, так и в составе ансамбля из 30 000 себе подобных.

Машина Стирлинга - это система замкнутого цикла. В этой машине механическую энергию получают за счет внешнего источника тепла, что принципиально отличается от действия двигателей внутреннего сгорания, работающих под капотами большинства автомобилей. Внутри четырех цилиндров объемом по 95 см3 содержится газообразный водород – при нагревании и охлаждении он расширяется и сжимается, поршни в цилиндрах движутся туда-сюда, а от них вращается небольшой электрогенератор. И параболическая тарелка, и данный двигатель – плоды целого десятилетия упорной работы, которая проводилась в сотрудничестве с компанией Stirling Energy Systems.

Испытание электроустановки происходили в пустыне. Температура была около нуля, а небо было на 8% прозрачнее, чем обычно. Чем больше разница между холодным воздухом и жарким солнцем, тем эффективнее работает эта машина. И вот 25-киловаттная система начала выдавать электроэнергию. Коэффициент преобразования оказался самым высоким из всех, когда-либо достигнутых в коммерческих солнечных установках: 31,25% солнечной энергии, падающей на зеркальную тарелку, отдавалось в виде тока в электросеть.

Революционное преимущество новой технологии состоит в том, что солнечные лучи концентрируются в одном очень небольшом пятне. Это позволяет достичь средней температуры 800°С, сравните с 400°С, которые достигаются в рабочем режиме установки на базе параболического желоба, Кроме того, кривая, отражающая коэффициент полезного действия машины Стирлинга, имеет относительно длинное плоское плато. Иначе говоря, энергоотдача будет близка к максимуму, даже если солнце склоняется к закату или его прикрывают облака.

Модульная структура станции имеет и другое важное достоинство. Поскольку каждый 25-киловаттный SunCatcher работает на собственную машину Стирлинга и вырабатывает электроэнергию совершенно автономно, система не имеет таких узлов, которые в случае отказа угрожали бы работоспособности всей системы. В альтернативной конструкции с параболическим желобом все эти тысячи зеркал работают на одну центральную турбину, так что при остановке турбины хотя бы для профилактики подача электроэнергии сразу должна прекратиться. И еще один момент: вариант SunCatcher позволяет начать отпуск энергии задолго до того, как строительство электростанции будет закончено. Достаточно будет собрать первые 40 тарелок – «солнечную группу» – и станция начнет вырабатывать электроэнергию, для начала хотя бы 1 МВт.

Брюс Осборн, президент и компании Stirling Energy, считает этот результат просто дополнительным подтверждением тому, что он давно уже знал: система SunCatcher достаточно созрела, чтобы выйти из стен лаборатории. «Этап, который можно назвать интеллектуальным прорывом, позади, – говорит президент. – Нам остается только взять полученные прототипы и сделать из них недорогие конструкции для массового производства. Слово за инженерами». Для этой цели компания Stirling Energy заключила крупномасштабные контракты с двумя предприятиями из Южной Калифорнии. Те обещают построить 70 000 установок, которые дадут энергию для миллионов жилищ.

Проблему, которая изрядно обесценивает все варианты солнечной энергетики: солнце село – рабочий день закончен, решили США и Испания.

Как известно, в Аризоне летом жарко, как в пекле, так что кондиционеры у людей работают до 9 –10 часов вечера. Зато горячую жидкость хранить гораздо проще, чем электроэнергию. Как сказал один из промышленников, в 5-долларовом термосе с горячей водой хранится столько же энергии, сколько в 150-долларовой батарее ноутбука. Только в одном случае это тепловая энергия, а в другом – электрическая, переведенная в электрохимические связи. Принцип хранения тепловой энергии реализован в двух 50-мегаваттных электростанциях, которые к концу этого года практически построены в Испании. При них располагаются гигантские термосы, заполненные расплавленной солью. В США один такой тепловой энергоаккумулятор введён в эксплуатацию в 2011 году. Его построили в Джила-Бенд, штат Аризона. 280-мегаваттная электростанция Solana, которую строит испанская компания Albengoa Solar, тоже спроектирована по схеме параболического желоба. При ней также предполагается установить термос-теплохранилище, который позволит электростанции работать без всякого солнца в течение шести часов. «Мы можем построить станцию, которая будет работать круглые сутки, – говорит Фред Морзе, консультант из Albengoa Solar, – но только в этом нет никакого коммерческого смысла».

Ведь электростанция должна удовлетворять потребность в электроэнергии в те часы, когда эта потребность существует и когда цена на электричество наиболее высока.

Выпуском солнечных батарей на пленочной основе, то есть вместо фотоэлементов на кремниевой основе использовалась тонкая пленка из теллурида кадмия, занялась компания First Solar. Себестоимость их продукции составляет вдвое меньше, чем стоимость аналогичных батарей на кремниевой основе, причем этот показатель продолжает снижаться. С 2006 по 2007 год First Solar увеличила объемы производства в четыре раза. Сейчас суммарная мощность выпускаемых за год батарей составляет 396 МВт, а в 2012 году должна достигнуть 1000 МВт.

Представители Научного центра прикладных исследований (НЦеПИ) Объединённого института ядерных исследований в Дубне представили новую разработку - "звездную батарею". В основе батареи лежит гетероэлектрик - новое вещество на основе наночастиц золота и серебра - открытый специалистами НЦеПИ и запатентованный в России. Гетероэлектрик "загоняет" состоящий из волн разной длины солнечный свет на одну частоту, тем самым, повышает эффективность батареи.

Источник питания состоит из двух основных элементов: гетероэлектрического фотоэлемента, преобразующего видимый и инфракрасный свет в электричество, и гетероэлектрического конденсатора, накапливающего энергию. Подобный элемент обладает уникальной способностью работать не только днём, но и ночью, используя видимые и инфракрасные световые потоки, из-за чего его и назвали "звездной батареей". Преимущества этой батареи, в том, что эффективность преобразования видимого спектра в электроэнергию составляет 54%, а инфракрасного света в электроэнергию - 31%. Кроме того, фототок гетероэлектрического фотоэлемента вчетверо выше, чем у солнечных батарей.

Производство электроэнергии с помощью солнечных батарей экологически безопасно, но вот само их создание загрязняет окружающую среду многими вредными веществами. Поэтому профессор Дэвид Крисвелл из Института космических систем в городе Хьюстон, США, на заседании американского Геофизического союза, где обсуждались альтернативные экологические источники энергии, рассказал о своих идеях по созданию электростанций на Луне. Его лунные установки будут аккумулировать солнечную энергию и передавать ее на Землю в виде микроволновых лучей. Изобретатель утверждает, что этот способ экологичен, источник энергии почти неисчерпаем, а добыча в конечном счете не требует механических усилий и денежных затрат. А для начала, по мнению Крисвелла, нужно решить проблему строительства лунных электростанций, которые будут сооружаться из лунных материалов. Породы Луны богаты кремнием, кислородом, кальцием, алюминием, титаном, магнием и другими элементами периодической системы Менделеева, необходимыми для производства основных элементов электростанций, — кремниевых фотоэлектрических преобразователей, ферменных конструкций, кабелей, СВЧ-устройств и так далее. Строительство энергетических объектов можно будет поручить роботам, которые уже сегодня способны осуществлять такие работы.

Единственная проблема, которая, по словам ученого, может помешать осуществлению проекта, — это отказ правительства США в финансировании, хотя денег нужно всего ничего — 60 миллиардов долларов, что только в три раза превышает бюджет космической программы «Аполлон». На Луне нет атмосферы, и как следствие этого, помех для солнечного света — облаков и атмосферной пыли. На ее поверхность поступает более широкий диапазон излучений, чем на Землю. Да и гораздо выгоднее использовать уже имеющуюся площадку — Луну, нежели организовывать новые — искусственные спутники.

Серьезная угроза для безопасной работы станции на Луне — это микрометеориты, которые могут повредить поглощающие элементы. По мнению специалистов NASA, в этом случае пять таких энергостанций надо монтировать на экваторе спутника. Тогда в любой момент времени две или три из них будут находиться на дневной стороне и работать на полную мощность, а остальные — на ночной, то есть защищенной стороне. По расчетам Крисвелла, проект должен окупиться в течение пяти лет.

О том, как передать на нашу планету энергию, полученную в космосе, ученые спорили давно, были даже попытки продемонстрировать на Земле работоспособность одного из предлагаемых способов. Так называемая беспроводная передача энергии из космоса понималась как передача энергетического луча с геостационарных спутников на поверхность нашей планеты. На управляемом Францией острове Реюньон в Индийском океане полным ходом идет строительство установки для беспроволочной передачи электроэнергии. То, что недавно казалось фантастикой, становится былью: впервые в истории человечества ток будет передаваться буквально по воздуху. Опробуют новый метод в одной из деревень острова, которая находится на дне глубокого каньона. Поэтому проложить туда обычную линию электропередач невозможно.

Облегчит жизнь островитянам технология, которая применяется в обычных микроволновых печах. Действует она следующим образом: ток из сети сначала преобразуется в микроволны с помощью такого же, как в обычных печах, устройства, только работающего на иных частотах. Затем направленные волны посылаются на приемные антенны. Те улавливают пучки микроволн и снова превращают их в постоянный ток, пригодный к употреблению.

Как известно, привычное для нас электроснабжение по проводам достаточно эффективно лишь при наличии расположенной поблизости электростанции. Финансовые затраты быстро возрастают по мере увеличения расстояния до потребителя, одновременно растут и потери энергии. Поэтому специалисты считают, что микроволновая технология может оказаться востребованной при передаче энергии с Луны на Землю.



2.1.2. Солнечная электроэнергетика - Энергетика: история, настоящее и будущее

2.1.2. Солнечная электроэнергетика

Солнечная энергия может быть превращена в электрическую двумя основными путями: термодинамическим и фотоэлектрическим.

При термодинамическом методе электрическую энергию за счет использования солнечной энергии можно получать с использованием традиционных схем в тепловых электроустановках, в которых теплота от сгорания топлива заменяется потоком концентрированного солнечного излучения. Принципиальная схема получения электрической энергии в солнечной теплоэлектростанции представлена на рис. 2.6.

Рис. 2.6. Принципиальная блок-схема солнечной теплоэлектростанции

Существуют солнечные теплоэлектростанции трех типов:

  • башенного типа с центральным приемником-парогенератором, на поверхности которого концентрируется солнечное излучение от плоских зеркал-гелиостатов;
  • параболического (лоткового) типа, где в фокусе параболоцилиндрических концентраторов размещаются вакуумные приемникитрубы с теплоносителем;
  • тарелочного типа, когда в фокусе параболического тарелочного зеркала размещается приемник солнечной энергии с рабочей жидкостью.
  • Станции башенного типа состоят из пяти основных элементов: оптической системы, автоматической системы управления зеркалами и станцией в целом, парогенератора, башни, которая удерживает гелиоприемник и системы преобразования энергии, включающей теплообменники, аккумуляторы энергии и турбогенераторы.

    Принципиальная схема солнечной электростанции башенного типа показана на рис. 2.7.

    Так как в такой электростанции используется прямое солнечное излучение, концентрирующие гелиосистемы должны иметь систему наблюдения за Солнцем, при этом каждый из гелиостатов ориентируется в пространстве индивидуально.

    Температура, которую можно получить на вершине башни с помощью зеркальных концентраторов, составляет 300–1500°С. В одном модуле можно получить мощность, не превышающую 200 МВт, что связано со снижением эффективности переноса энергии от наиболее удаленных концентраторов на вершину башни.

    Рис. 2.7. Схема солнечной электростанции башенного типа

    Мировая практика эксплуатации станций башенного типа доказала их техническую осуществимость и работоспособность. Основными недостатками таких установок являются их высокая стоимость и значительная площадь, которую они занимают. Так, для размещения башенной электростанции мощностью 100 МВт необходима площадь 200 га.

    Рис. 2.8. Солнечная термодинамическая электростанция «Solar Two»

    Демонстрационная солнечная термодинамическая электростанция «Solar Two» (рис. 2.8) работала и развивалась с 1981 по 1999 годы в пустыне Мохаве (Калифорния, США). Ее мощность превышала 10 МВт. Солнечную башню этой станции окружали 1926 гелиостатов общей площадью 83000 м 2. Интересно, что солнечный свет грел не воду, а промежуточный теплоноситель – расплавленную смесь нитратов натрия и калия. От нее уже закипала вода, дающая пар для турбин. В 1999 году ученые переоборудовали эту станцию в гигантский детектор черенковского излучения для изучения воздействия космических лучей на атмосферу.

    Свет от сотен больших зеркал столь ярок, что заставляет светиться пыль и влагу в воздухе, благодаря чему и видны лучи, окружающие красивую белую башню. На переднем плане видны стоящие рядом с зеркалами фотоэлектрические панели с концентраторами. Зеркала же, направленные на солнечную башню, с этого ракурса не видны.

    Солнечная электростанция в Севилье (PS1), Испания (фото Solucar)

    Запуск современной солнечной электростанции башенного типа состоялся 30 марта 2007 года в районе Санлукар-ла-Майор недалеко от Севильи (Испания). Красивая бетонная башня высотой 115 м и 624 зеркала гелиостатов площадью 120 м 2 каждое обеспечивают паром паротурбинную установку мощностью 11 МВт, достаточной для снабжения электроэнергией 6000 домов, экономя тем самым 18000 тонн углеродных выбросов в год.

    Рядом с данной станцией уже идет строительство еще одной подобной станции (PS2), но более мощной. Будет установлено примерно 1255 зеркал. Расчетная мощность электростанции – 20 МВт. Запуск второй станции сократит выбросы СО2 в атмосферу на 54 000 тонн в год и обеспечит электроэнергией

    около 18 000 домов. А всего к 2013 году различные по принципу действия солнечные установки, которые будут установлены на площадке в Санлукар-ла-Майор, будут иметь суммарную электрическую мощность 300 МВт, что достаточно для удовлетворения потребностей в электроэнергии такого города, как Севилья.

    Рис. 2.9. Схема солнечной электростанции параболического типа

    В солнечных электростанциях параболического типа (рис. 2.9) используются параболические зеркала (лотки), концентрирующие солнечную энергию на приемных трубках, которые расположены в фокусе конструкции и содержат в себе жидкостный теплоноситель. Эта жидкость нагревается приблизительно до 400°С и прокачивается через ряд теплообменников, при этом вырабатывается перегретый пар, который приводит в действие обычный турбогенератор для выработки электрической энергии.

    Станции параболического типа применяются все шире благодаря более простой системе слежения за Солнцем и меньшей материалоемкости. Удельная стоимость станций параболического типа близка к удельной стоимости АЭС.

    а

    б

    Рис. 2.10. Солнечная установка тарелочного типа: а – схема солнечной установки тарелочного типа; б – солнечная установка мощностью 10кВт на солнечной электростанции в Аlmeria (Испания)

    Вид на станцию PS1 с высоты птичьего полёта. На заднем плане видна площадка, которую готовят под PS2 (фото Solucar)

    В установках тарелочного типа (рис. 2.10) используются параболические тарелочные зеркала (похожие по форме на спутниковую тарелку), которые фиксируют солнечную энергию на приемнике, расположенном в фокусе каждой тарелки.

    Жидкость в приемнике нагревается до 1000°С и ее энергия используется для выработки электрической энергии либо в двигателе Стирлинга, либо в установке, работающей по циклу Брайтона. Установки имеют систему слежения за Солнцем. Ввиду эффекта аберрации в связи с отклонением от идеальной формы и других конструктивных факторов максимальный диаметр тарелок не превышает 20 м при мощности до 60–75 кВт. Удельная стоимость солнечной электростанции тарелочного типа может быть меньше, чем электростанций башенного и параболического типов.

    Солнечная электростанция компании Solucar в Санлукар-ла-Майор проверяет в деле самые разные технологии. Например, параболические концентраторы с двигателями Стирлинга и длиннющие параболические (в поперечном сечении) зеркала с трубами для разогрева теплоносителя (фото Solucar).

    Длинные параболические (в поперечном сечении) зеркала с трубами для разогрева теплоносителя (фото Solucar)

    Солнечные электростанции наиболее эффективны в районах с высоким уровнем солнечной радиации и малой облачностью. Их к.п.д. может достигать 20%, а мощность 100 МВт.

    Солнечная фотоэнергетика представляет собой прямое преобразование солнечной радиации в электрическую энергию. Принцип действия фотоэлектрического преобразователя основывается на использовании внутреннего фотоэффекта в полупроводниках и эффекта деления фотогенерированных носителей зарядов (электронов и дырок) электронно-дырочным переходом или потенциальным барьером типа металл–диэлектрик–полупроводник. Фотоэффект имеет место, когда фотон (световой луч) падает на элемент из двух материалов с разным типом электрической проводимости (дырочной или электронной). Попав в такой материал, фотон выбивает электрон из его среды, образуя свободный отрицательный заряд и «дырку». В результате равновесие так называемого p – n -перехода нарушается и в цепи возникает электрический ток. Строение кремниевого фотоэлемента показано на рис. 2.11.

    Чувствительность фотоэлемента зависит от длины волны падающего света и прозрачности верхнего слоя элемента. В ясную погоду кремниевые элементы вырабатывают электрический ток приблизительно силой 25 мА при напряжении 0,5 В на 1 см 2 площади элемента, то есть 12–13 мВт/см 2 . Теоретическая эффективность кремниевых элементов составляет около 28%, практическая – от 14 до 20%.

    При последовательно-параллельных соединениях солнечные элементы образуют солнечную (фотоэлектрическую) батарею. Мощность солнечных батарей, которые серийно выпускаются промышленностью, составляет 50–200 Вт. На рис. 2.12 показаны фотоэлектрические батареи для маяка на о. Змеиный (Украина). На солнечных фотоэлектрических станциях солнечные батареи используются для создания фотоэлектрических генераторов. На рис. 2.13 изображены состав и блок-схема солнечной фотоэлектрической станции. Срок службы такой станции составляет 20–30 лет, а эксплуатационные затраты минимальные.

     

    Рис. 2.11. Схема кремниевого фотоэлемента

    Фотоэлектрические панели

    Недостатками плоских фотоэлементов для получения электрической энергии являются их высокая стоимость (до 5 дол.США/Вт) и значительные площади, необходимые для размещения фотоэлектростанции.

    Рис. 2.13. Блок-схема солнечной фотоэлектрической станции

    Система фотоэлектрического освещения ботанического сада

    Рис. 2.12. Фотоэлектрическая система энергоснабжения комплекса на о. Змеиный мощностью 10 кВт

    Одним из путей совершенствования фотоэнергетики является создание концентрирующих фотоэлементов. Система концентрации солнечной энергии состоит непосредственно из концентраторов и системы слежения за положением Солнца, так как концентрирующие фотоэлементы воспринимают только прямое солнечное излучение.

    Сегодня основой для создания концентрируемых солнечных элементов служит кремний. Так, на основе кремния в Австралии созданы элементы со степенью концентрации k =11 и к. п.д. 21,6%, в США выпускаются кремниевые элементы с k =40 и к.п.д. 20%.

    Для повышения эффективности фотоэлектрического преобразования солнечной энергии в качестве исходного материала применяют арсенид галлия, фотоэлектрические потери которого при высоких температурах значительно ниже, чем у кремния.

    На основе арсенида галлия созданы двухи трехкаскадные элементы с высокой эффективностью работы при степени концентрации 1000 и больше. Уже созданы лабораторные образцы солнечных элементов площадью 0,5 см 2 с k =500 и к.п.д. 40%.

    Прогнозы специалистов в области фотоэлектрического преобразования солнечного излучения показывают, что наиболее перспективными будут концентраторы с k =1000, работающие с многокаскадными арсенидгаллиевыми солнечными элементами нового поколения.

    Рис. 2.14. Схема солнечной аэростатной электростанции: 1 – прозрачная оболочка; 2 – поглощающая оболочка; 3 – паропровод; 4 – трубопровод с водяными насосами; 5 – паровая турбина с генератором; 6 – конденсатор; 7 – ЛЭП

    Модульный тип фотоэлектрических преобразователей позволяет создавать установки любой мощности и делает их весьма перспективными

    Один из эффективных способов использования фотоэлементов – фотоэлектрический транспорт. Многие фирмы создают автомобили на солнечных фотоэлементах. В 1980 г. изготовлен первый солнечный самолет «Солар Челленджер», который может пролететь 160 км.

    Существенным недостатком существующих солнечных энергетических установок является неравномерность их работы, что связано с изменением потока солнечного излучения, достигающего поверхности Земли, вызванного погодными условиями, сменой времен года и временем суток.

    Солнечные аэростатные электростанции могут стать одним из возможных новых направлений, позволяющих более эффективно использовать солнечную энергию. У солнечных аэростатных электростанций основной элемент – аэростат – может быть вынесен на несколько километров над поверхностью Земли, выше облаков, что обеспечивает непрерывное использование солнечной энергии в течение дня (рис. 2.14, 2.15). Принципиальная схема работы солнечной аэростатной электростанции (САЭС) с паровой турбиной заключается в поглощении поверхностью аэростата солнечного излучения и нагрева за счет этого водяного пара, находящегося внутри (см. рис. 2.14). При этом оболочка аэростата выполняется двухслойной. Солнечные лучи, проходя через наружный прозрачный слой, нагревают внутренний слой оболочки с нанесенным покрытием, поглощающим солнечное излучение. Находящийся внутри оболочки водяной пар нагревается поступающим через оболочку тепловым потоком до 100–150°С. Прослойка газа (воздуха) между слоями, выполняя роль теплоизоляции, уменьшает потери тепла в атмосферу. Давление пара практически равно давлению наружного воздуха. Водяной пар по гибкому паропроводу подается на паровую турбину, затем конденсируется в конденсаторе, вода из конденсатора вновь подается насосами во внутреннюю полость оболочки, где испаряется при контакте с перегретым водяным паром. К.п.д. такой установки может составить 25%, причем благодаря запасу водяного пара во внутренней полости аэростата установка может работать и ночью. При диаметре аэростата 150 м и размещении на высоте 5 км установка может иметь мощность 2 МВт.

     

    Рис. 2.15. Аэростатная солнечная электростанция: 1 – оболочка баллона аэростата; 2 – тонкопленочные солнечные элементы; 3 – канат с электрическим кабелем; 4 – барабан; 5 – электромотор7редуктор; 6 – инвертор

     

    Аэростатные солнечные электростанции могут быть размещены в черте города

    Такие САЭС могут размещаться в нескольких сотнях метров над поверхностью земли с силовой паротурбинной установкой на земле или над поверхностью моря с силовой установкой на заякоренных платформах, к которым также крепится аэростат. При расположении аэростата на высоте 5–7 км обеспечивается работа САЭС, не зависящая от погодных условий. При этом силовая паротурбинная установка может размещаться на земле или в люльке аэростата с передачей электроэнергии по кабелю на землю. В настоящее время имеется опыт использования таких САЭС в Тайване.

    Первая опытно-промышленная САЭС «Черная жемчужина», введенная в эксплуатацию в 2003 г., состоит из приемника солнечной энергии в виде нескольких слоев гибких сферических оболочек. Важным достоинством конструкции является то, что пар, нагнетаемый компрессором в разделенное на отсеки пространство между прозрачной и поглощающей оболочкой, благодаря автоматизированной системе клапанов циркулирует только на освещенной стороне. Такая САЭС мощностью 5 МВт занимает площадь 0,3 км 2. В другой САЭС «Черная луна», введенной в действие в 2005 г., центр оболочки диаметром 300 м находится на высоте 450 м, что позволило резко сократить используемую площадь. На основании положительного опыта эксплуатации этих САЭС Тайвань предусматривает их широкое строительство.

    Другим возможным направлением использования в ХХI в. солнечной энергии является создание солнечных орбитальных электростанций с солнечными батареями, аккумулирующими энергию Солнца и преобразующими ее в микроволновое или лазерное излучение, направленное на Землю, где оно воспринимается специальными антеннами и затем преобразуется в электрическую энергию.

    В качестве преобразователей солнечной энергии в электрическую обычно служат солнечные элементы, которые соединяют вместе, образуя солнечные батареи.

    В космосе, где нет атмосферы, облаков, смены дня и ночи, на единицу площади поступает круглосуточно солнечной энергии в десять раз больше, чем на земной поверхности. Исследовательские работы по солнечным орбитальным электростанциям начались в 70-е годы ХХ века в США, СССР и других странах.

    В настоящее время работы над созданием таких станций ведутся в США, России, Японии и других странах с использованием новейших научно-технических достижений в фотоэлектрической энергетике, электронике и робототехнике. При этом дальнейшего решения требуют такие технические вопросы, как снижение массы орбитальных электростанций, затрат по выводу оборудования в космос и др.

    Япония предусматривает на уровне 2030 г. собрать на орбите на высоте 36 тыс.км солнечную электростанцию, передающую электроэнергию на Землю в виде микроволнового луча, прием ее будет осуществляться наземной антенной. Важным достижением является получение недавно учеными из Японского космического агентства элементов, преобразующих энергию солнечного излучения в лазерный пучок с к.п.д. 42%.

    Солнечные батареи международной космической станции

    Для реализации таких сложных и дорогостоящих проектов, как создание солнечных орбитальных электростанций, важнейшим фактором является международное сотрудничество.

    Гибридная солнечная электростанция | SolarSoul.net ☀️

    Гибридная солнечная электростанция представляет собой электроустановку для генерации солнечной электроэнергии, которая может использоваться как для автономного электроснабжения, так и для продажи излишков производимого тока по государственной программе «зеленого тарифа». Данная установка сочетает в себе функции как сетевой, так и автономной СЭС, работая по принципу резервного обеспечения и питания от сети.

    Принцип работы гибридной солнечной электростанции

    Когда солнечной интенсивности достаточно, солнечные батареи генерируют электричество, подавая ее на гибридный инвертор и от него происходит питание электропотребителей. Излишки электроэнергии направляются от инвертора к аккумуляторным батареям, и происходит процесс их подзарядки. В случае, если аккумуляторы полностью заряжены, излишки энергии «сбрасываются» в сеть для продажи ее по «зеленому тарифу».

    В периоды продолжительной пасмурной погоды, например зимой, когда солнечный день короткий и частые осадки, солнечные панели работают не на полную мощность, вся производимая электроэнергия идет для покрытия потребления дома. Если энергии от солнечной электростанции не хватает, то питание осуществляется из аккумуляторов или сети. Приоритетность источника резервного питания можно выбирать в настройках инвертора.

    Как результат — минимальное потребление электричества из сети (максимальная автономия) и окупаемость благодаря продаже излишков электроэнергии летом, весной и осенью.

    Комплектация гибридной СЭС:

    • Солнечные батареи
    • Гибридный инвертор
    • Аккумуляторные батареи
    • Вспомогательные комплектующие (кабель, система защиты, система крепления, коннекторы)

    Гибридная солнечная электростанция будет отличным решением в случае, если:

    • Отсутствует электросеть, или ее подключение планируется через некоторое время. На момент отсутствия сети, электростанция будет работать по схеме автономной СЭС — питать дом от солнечных батарей и аккумуляторов, а уже после подведения сети к дому позволит зарабатывать деньги, продавая электроэнергию энергетической компании.
    • В сети довольно часто происходят отключения электропитания, которые длятся более нескольких часов. При длительных отключениях (более суток) обычный бесперебойный блок питания не сможет обеспечить необходимого количества электроэнергии. Гибридная солнечная электростанция будет снабжать дом от солнечных панелей, а в момент их отключения, например ночью, использовать электроэнергию с аккумуляторов. Днем, когда солнце довольно активное, электростанция заряжает аккумуляторные батареи для использования их ночью или в пасмурные дни.
    • Владелец домохозяйства планирует установить автономную систему электроснабжения, которая реально сможет себя окупить. За счет того, что излишки электричества станция позволяет продавать по зеленому тарифу, прибыль от них покрывает затраты на ее покупку. Срок окупаемости, при этом, будет дольше, чем в сетевых СЭС, однако в отличие от автономных, экономический эффект действительно будет.

    Безусловно, гибридная СЭС является наиболее функциональным типом из всех солнечных электростанций. Она сочетает в себе все преимущества всех видов солнечных станций. В то же время, гибридная станция имеет ряд недостатков:

    • Большее значение капитальных затрат. За счет широкой функциональности и большого количества комплектующих, является самой дорогой СЭС среди всех трех типов.
    • Ограниченность инвертора. Как правило, гибридные инверторы напряжения имеют степень пыле-влагозащиты IP20 и существенные ограничения по температуре окружающей среды. Это не позволяет использовать их на улице или в холодных / запыленных помещениях.
    • Долгий срок окупаемости. При частом использовании аккумуляторных батарей и их регулярных заменах (каждые 3-8 лет) окупаемость гибридной электростанции может достигать более 8-10 лет.
    • Несмотря на свою автономность, в случае длительной пасмурной погоды гибридная электростанция может не обеспечить полноценное электропитания домов (днем не успеет полностью зарядить аккумуляторные батареи).

    Достаточно часто, специалисты в сфере солнечной энергетики, как альтернативу гибридные солнечной электростанции предлагают своим клиентам установить систему сочетание «сетевая СЭС + бесперебойный блок питания (UPS)».

    Принцип системы таков: сетевая солнечная электростанция продает электроэнергию государству, а в случае исчезновения электропитания из сети, бесперебойный блок, в сочетании с аккумуляторами, обеспечит резервное питание необходимых электропотребителей. Такая схема исполнения примерно аналогична гибридной СЭС по стоимости, однако не сможет полностью заменить ее в случае затяжного отключения электроэнергии.

    В то же время, экономический эффект системы «сетевая СЭС + ИБП» будет ощутимее. Дело в том, что для обеспечения бесперебойного питания могут использоваться не гелевые, а например, agm АКБ, которые имеют меньше циклов заряда / разряда и стоят дешевле. Кроме того, как показывает практика, при использовании бесперебойника, АКБ «проживает» дольше, поскольку аккумулятор находится в буферном режиме с постоянной подзарядкой и неглубоким разрядом, что являются оптимальными условиями для работы АКБ.

    Принимать решение о том, стоит ли покупать гибридную солнечную электростанцию нужно, отталкиваясь от требований и особенностей объекта, на котором она будет установлена. В любом случае, все солнечные электростанции любого типа является шагом вперед к экологически чистому будущему и энергетической независимости.

    Источник: https://sun-energy. com.ua/

    Азбука солнечной энергетики

    А

    АГЭУ – автономная гибридная энергоустановка, уникальное российское инженерное решение для электроснабжения изолированных и труднодоступных территорий, обеспечивающее значительное снижение использования топлива за счёт выработки солнечной электроэнергии. АГЭУ состоит из солнечных модулей, дизельного генератора и аккумуляторов. Первая в мире АГЭУ была построена в Республике Алтай, в селе Яйлю в 2013 году. В 2017 году была введена в эксплуатацию АГЭУ в Забайкальском крае.

    В

    ВИЭ – возобновляемые источники энергии. Энергия солнца, энергия ветра, энергия вод (в том числе энергия сточных вод), за исключением случаев использования такой энергии на гидроаккумулирующих электроэнергетических станциях, энергия приливов, энергия волн водных объектов, в том числе водоемов, рек, морей, океанов, геотермальная энергия с использованием природных подземных теплоносителей, низкопотенциальная тепловая энергия земли, воздуха, воды с использованием специальных теплоносителей, биомасса, включающая в себя специально выращенные для получения энергии растения, в том числе деревья, а также отходы производства и потребления, за исключением отходов, полученных в процессе использования углеводородного сырья и топлива, биогаз, газ, выделяемый отходами производства и потребления на свалках таких отходов, газ, образующийся на угольных разработках.

    Г

    Гетероструктурная технология – одна из наиболее эффективных и перспективных технологий производства солнечных модулей, представляет собой гибрид кристаллического и тонкопленочного типов кремниевых солнечных элементов. В результате удаётся объединить основные преимущества кристаллических модулей (высокий КПД, отсутствие световой деградации) и тонкопленочных модулей (высокая эффективность при повышенных температурах эксплуатации модулей, лучшее восприятие рассеянного света и в перспективе экономия кремния с переходом на более тонкие пластины).

    Д

    ДПМ ВИЭ – договоры на поставку мощности объектов возобновляемой энергетики - государственная программа по поддержке строительства объектов возобновляемой энергетики, обеспечивающая возврат инвестиций в строительство новых электростанций, работающих на ВИЭ, за счёт платы за мощность.

    И

    Инсоляция – (от лат. in solo выставлено на солнце) количество электромагнитной энергии (радиации), падающей на поверхность земли. Инсоляция измеряется числом единиц энергии, падающей на единицу поверхности за единицу времени. Обычно инсоляцию измеряют в кВт*час/м2. Карта инсоляции российских регионов

    К

    Квалификация объектов ВИЭ – процедура, подтверждающая соответствие новой ВИЭ-электростанции критериям, прописанным в постановлении Правительства РФ от 3 июня 2008 г. N 426 "О квалификации генерирующего объекта, функционирующего на основе использования возобновляемых источников энергии". Процедура является обязательной для начала работы на оптовом или розничном энергорынке.

    КИУМ – коэффициент использования установленной мощности, относительный показатель, который характеризует эффективность работы электростанции в целом. КИУМ определяется как отношение среднеарифметической мощности к установленной мощности электроустановки за установленный интервал времени. Продолжительность такого интервала составляет 12 месяцев. Вновь возводимые СЭС должны обеспечить КИУМ на уровне 14%.

    Кремниевая пластина – основа для создания солнечных элементов в кристаллической и гетероструктурной технологии производства солнечных модулей. 

    Кристаллическая технология – одна из наиболее распространённых технологий производства солнечных модулей. Для производства кристаллических солнечных модулей используются кремниевые пластины. Средний КПД кристаллических модулей составляет 14-16%.

    Л

    Локализация солнечной электростанции Доля оборудования и компонентов в солнечной электростанции, произведённых на территории страны.

    М

    Микрогенерация – объект по производству электроэнергии, функционирующий в том числе на основании возобновляемых источников энергии, к которым относятся солнечная, ветровая, водная энергия с максимальной мощностью до 15 кВт. Например, солнечные крышные установки. В настоящее время в Госдуме рассматривается 2 законопроекта, посвященных микрогенерации. Первый утверждён в первом чтении и позволит микрогенераторам продавать излишки электроэнергии в сеть по оптовым ценам. Второй предусматривает внесение изменений в налоговый кодекс и освобождение владельцев таких установок от уплаты налога на доход с продажи электроэнергии до 2029 года.

    О

    ОРЭМ – оптовый рынок электроэнергии и мощности.

    С

    Сетевая солнечная электростанция – солнечная электростанция, отпускающая электроэнергию в единую энергосистему.

    Т

    Текстурирование – процесс первичной химической обработки кремниевых пластин в гетероструктурной технологии производства солнечных модулей.

    Х

    Хевел – в переводе с чувашского – солнце.

    Я

    Яйлю – село в Республике Алтай, где заработала первая в мире автономная солнечно-дизельная электростанция.

     

     

     

    Солнечные батареи как бизнес. Сколько можно заработать на солнце? — SolarTeam Ukraine

    Солнечная энергетика – очень привлекательная сфера для тех, кто хочет начать собственный бизнес. Срок окупаемости солнечных батарей относительно невелик, а финансовые условия, при которых государство выкупает произведенную электроэнергию, выгодны для владельцев солнечных электростанций (СЭС). В 2019 году по «зеленому» тарифу платят 18 евроцентов за один 1 кВт*ч ( с 01.01.2020 — 16 евроцента за 1 кВт*ч), действовать он будет еще 10 лет: так гласит закон. Программа была принята для стимулирования роста энергорынка в стране, но и после окончания срока ее действия солнечные электростанции как бизнес по-прежнему будут востребованы.

    Инвестиции в СЭС – это мировой тренд. Быстрая окупаемость панелей, вложения в долгосрочный, выгодный проект – вот что мотивирует производителей энергии с мировым именем строить свои солнечные станции.

    Количество станций растет

    В Украине прибыльность СЭС составляет около 15-20% годовых, а это выше чем доходность многих других видов деятельности. Украинцы все чаще выбирают солнечные электростанции как бизнес. За три квартала нынешнего года в стране ввели в эксплуатацию солнечных электростанций общей мощностью более 2 ГВт. Только в первом квартале эта цифра составила 684 МВт, а это больше, чем за 2018 год. Лидируют по установке СЭС Днепропетровская, Запорожская и Николаевская области.

    Возможности для физических лиц

    В законе говорится, что физические лица могут устанавливать солнечные станции мощностью до 30 кВт. Обязательное условие – пользоваться выработанной энергией для домохозяйства. Излишек государство будет покупать по тарифу, о котором говорилось выше. Обращаем ваше внимание, что этот тариф действует лишь для станций, установленных до конца 2019 года. Домохозяйства, которые подключат СЭС с 1 января 2020 года получат 16 евроцента за 1 кВт*ч, а с 1 января 2025 года – 14 евроцента за 1 кВт*ч.

    Чтобы расположить солнечные панели мощностью 30 кВт, понадобится около 400 м² земли или 170 м² кровли. Более понятным языком – это четыре «сотки». Начальный капитал для строительства должен составлять минимум 6 тысяч долларов.Это первый взнос кредита, около 30% затрат на закупку оборудования и монтажные работы. В настоящее время кредиты для строительства СЭС предоставляют «Ощадбанк» и «Укргазбанк» и ряд других банков.

    Шаги по подключению «зеленого» тарифа

    Чтобы обеспечить окупаемость солнечной электростанции и подключить «зеленый» тариф, нужно тщательно подготовиться. Проверьте технические условия подключения домохозяйства к линии электропередач, ее возможность передать или принять определенное количество энергии в единицу времени. Обратите внимание на:

    • количество фаз;
    • выделенную мощность по договору пользования электроэнергией;
    • сечение кабеля, который идет от счетчика до ближайшего трансформатора.

    Скорее всего для присоединения электроустановки потребуются дополнительные затраты на работы по повышению мощности. Их стоимость можно узнать на сайте Национальной комиссии, осуществляющей государственное регулирование в сферах энергетики и коммунальных услуг (http://www. nerc.gov.ua/?calc).

    Строительство станции

    Окупаемость солнечных панелей во многом зависит от того, насколько правильным будет ваш выбор производителей и исполнителей. СЭС можно сравнить с огромным конструктором, каждый из элементов которого чрезвычайно важен, но зачастую изготавливается в разных странах по различным стандартам. Выбирая оборудование, проконсультируйтесь со специалистами, остановитесь на комплексном решении, отработанном на практике.

    Среди производителей лучше выбрать официально представленные в Украине компании, дающие полную гарантию работы оборудования. Рекомендуем сотрудничать с квалифицированными инженерами, которые смогут оценить все условия вашего проекта.

    Кроме репутации производителя учитываются такие факторы:

    • технические условия: количество фаз, мощность соединения;
    • мощность солнечных батарей;
    • количество поверхностей, на которых разместятся панели.

    Систему крепления солнечной станции выбирайте из алюминия или оцинкованной стали – это наиболее долговечные и устойчивые к воздействию внешних факторов материалы. Важно, чтобы весь комплект крепления был изготовлен одним производителем. Для коммутации фотомодулей и присоединения инвертора используется специальный солнечный кабель. От обычных кабелей он отличается двойной изоляцией, защитой от ультрафиолетовых лучей. На СЭС должна быть предусмотрена электрозащита AC/DC: устройства защиты от молний, предохранители по стороне постоянного тока, ограничители напряжения и автоматические выключатели по стороне переменного тока.

    Что потребовать от исполнителя

    Представители монтажной организации должны осмотреть место, где будет установлена солнечная электростанция. После этого вам предоставят коммерческое предложение. Проверьте, насколько оно комплексное, указаны ли в нем прогнозируемые данные выработки электроэнергии, предусмотрена ли подготовка документов и юридическое сопровождение для подписания договора по «зеленому» тарифу. Дает ли монтажная организация гарантию на работы и установленное оборудование, в течение какого времени гарантируется сервисное обслуживание. Включена ли в общую стоимость услуг цена материалов и все сопутствующие расходы (доставка, выгрузка, настройка оборудования).

    Подписание договора

    После установки солнечной электростанции обратитесь в Облэнерго с заявлением о намерении продавать электроэнергию по «зеленому» тарифу. Необходимо предоставить схему подключения, сертификаты и паспорта оборудования. Затем сотрудники Облэнерго установят двунаправленный счетчик, который замеряет потоки потребленной и произведенной электроэнергии. Финальный этап – подписание договора о купле-продаже электрической энергии, произведенной из солнечного излучения генерирующей установкой частного домовладения.

    Что влияет на окупаемость солнечных панелей

    Окупаемость СЭС зависит от многих факторов. В первую очередь, это географическая широта и количество солнечных дней в году. Чем ближе к экватору – тем больше солнечных лучей падает на землю. В пасмурные дни выработка энергии снижается до 10%. Летом производительность больше за счет длины светового дня.

    С другой стороны, важно потребление электроэнергии. Если домохозяйство потребляет больше, чем вырабатывает, придется платить за «перелимит» по установленному тарифу. Такие случаи встречаются крайне редко, владельцы электростанций экономят выработанную энергию, чтобы выгодно продать ее государству.

    Согласно статистике, в пятерке лидеров по количеству выработанной солнечной энергии – Херсонская, Одесская, Николаевская, Запорожская и Днепропетровская области. Наименьшая производительность – в северных районах страны. Тем не менее, количество СЭС растет по всей Украине, поскольку владельцы считают их выгодным вложением средств.

    Срок окупаемости солнечных батарей



    Выгоды солнечной электростанции

    До конца действия программы «зеленого» тарифа осталось 10 лет. Согласно нашим расчетам, солнечные батареи окупят себя как минимум 2 раза. Кроме этого, с каждым годом будет все выгоднее пользоваться собственной энергией, поскольку цены на нее в Украине постоянно растут.

    Срок службы солнечных батарей превышает 25-30 лет, причем в первые 25 лет эксплуатации они не теряют больше 20% от номинальной производительности.

    В течение ближайших 10 лет суммы за электроэнергию в платежках однозначно увеличатся, но владельцы СЭС будут иметь альтернативный источник энергии и надежный бизнес. Инвестиции в солнечную энергетику актуальны и для крупных предприятий, они помогут значительно снизить затраты.

    15. Солнечные и ветровые электроустановки

    Магнитные пускатели предназначены, главным образом, для дистанционного управления трехфазными асинхронными электродвигателями с короткозамкнутым ротором, а именно:

    - для пуска непосредственным подключением к сети и остановки (отключения) электродвигателя (нереверсивные пускатели),

    - для пуска, остановки и реверса электродвигателя (реверсивные пускатели). Кроме этого,пускатели в исполнении с тепловым реле осуществляют также защиту управляемых электродвигателей от перегрузок недопустимой продолжительности.

    Магнитные пускатели открытого исполнения предназначены для установки на панелях, в закрытых шкафах и других местах, защищенных от попадания пыли и посторонних предметов.

    Магнитные пускатели защищенного исполнения предназначены для для установки внутри помещений, в которых окружающая среда не содержит значительного количества пыли.

    Магнитные пускатели пылебрызгонепроницаемого исполнения предназначены как для внутренних, так и для наружных установок в местах, защищенных от солнечных лучей и от дождя (под навесом).

    Устройство магнитного пускателя

    Магнитные пускатели имеют магнитную систему, состоящую из якоря и сердечника и заключенную в пластмассовый корпус. На сердечнике помещена втягивающая катушка. По направляющим верхней части пускателя скользит траверса, на которой собраны якорь магнитной системы и мостики главных и блокировочных контактов с пружинами.

    Принцип работы пускателя прост: при подаче напряжения на катушку якорь притягивается к сердечнику, нормально-открытые контакты замыкаются, нормально-закрытые размыкаются. При отключении пускателя происходит обратная картина: под действием возвратных пружин подвижные части возвращаются в исходное положение, при этом главные контакты и нормально-открытые блокконтакты размыкаются, нормально-закрытые блокконтакты замыкаются.

    Реверсивные магнитные пускатели представляют собой два обычных пускателя, укрепленных на общей основании (панели) и имеющем электрические соединения, обеспечивающие электрическую блокировку через нормально-замкнутые блокировочные контакты обоих пускателей, которая предотвращает включение одного магнитного пускателя при включенном другом.

    Самые распространенные схемы включения нереверсивного и реверсивного магнитного пускателя смотрите здесь: Схемы включения магнитным пускателем асинхронного электродвигателя. В этих схемах предусмотрена нулевая защита с помощью нормально-открытого контакта пускателя, предотвращающая самопроизвольное включение пускателя при внезапном появлении напряжения.

    Реверсивные пускатели могут также иметь механическую блокировку, которая располагается под основание (панелью) пускателя и также служит для предотвращения одновременного включения двух магнитных пускателей. При электрической блокировке через нормально-замкнутые контакты самого пускателя (что предусмотрено его внутренними соединениями) реверсивные пускатели надежно работают и без механической блокировки. 

    Реверс электродвигателя при помощи реверсивного пускателя осуществляется через предварительную остановку, т.е. по схеме: отключение вращающегося двигателя - полная остановка - включение на обратное вращения. В этом случает пускатель может управлять электродвигателем соответствующей мощности.

    В случае применения реверсирования или торможения электродвигателя противовключением его мощность должна быть выбрана ниже в 1,5 - 2 раза максимальной коммутационной мощности пускателя, что определяется состоянием контактов, т.е. их износоустойчивостью, при работе в применяемом режиме. В этом режиме пускатель должен работать без механической блокировки. При этом электрическая блокировка через нормально-замкнутые контакты магнитного пускателя обязательна.

    Магнитные пускатели защищенного и пылебрызгонепроницаемого исполнений имеют оболочку. Оболочка пускателяпылебрызгонепроницаемого исполнения имеет специальные резиновые уплотнения для предотвращения попадания внутрь пускателя пыли и водяных брызг. Входные отверстия в оболочку закрыты специальными пробами с применением уплотнений.

    Тепловые реле

    Ряд магнитных пускателей комплектуется тепловыми реле, которые осуществляют тепловую защиту электродвигателя о перегрузок недопустимой продолжительности. Регулировка тока уставки реле - плавная и производится регулятором уставки путем поворота его отверткой. Здесь смотрите про устройство тепловых реле. В случае невозможности осуществления тепловой защиты в повторно-краковременном режиме работы следует применять магнитные пускатели без теплового реле. От коротких замыканий тепловые реле не защищают.

    Монтаж магнитных пускателей

    Для надежной работы монтаж магнитных пускателей должен производится на ровной, жестко укрепленной вертикальной поверхности. Пускатели с тепловым реле рекомендуется устанавливать при наименьшей разности температуры воздуха, окружающего пускатель и электродвигатель.

    Что бы не допустить ложных срабатываний не рекомендуется устанавливать пускатели с тепловым реле в местах подверженных ударам, резким толчкам и сильной тряске (например, на общей панели с электромагнитными аппаратами на номинальные токи более 150 А), так как при включении они создают большие удары и сотрясения.

    Для уменьшения влияния на работу теплового реле дополнительного нагрева от посторонних источников тепла и соблюдении требования о недопустимости температуры окружающего пускатель воздуха более 40о рекомендуется не размещать рядом с магнитными пускателями аппараты теплового действия (реостаты и т.д.) и не устанавливать их с тепловым реле в верхних, наиболее нагреваемых частях шкафов.

    При присоединении к контактному зажиму магнитного пускателя одного проводника его конец должен быть загнут в кольцеобразную или П-образную форму (для предотвращения перекоса пружинных шайб этого зажима). При присоединении к зажиму двух проводников примерно равного сечения их концы должны быть прямыми и распологаться по обе стороны от зажимного винта.

    Присоединяемые концы медных проводников должны быть залужены. Концы многожильных проводников перед лужением должны быть скручены. В случае присоединения алюминиевых проводов их концы должны быть зачищены мелким надфилем под слоем смазки ЦИАТИМ или технического вазелина и дополнительно покрыты после зачистки кварцевазилиновой или цинко-вазелиновой пастой. Контакты и подвижные части магнитного пускателя смазывать нельзя.

    Перед пуском магнитного пускателя необходимо произвести его наружный осмотр и убедится в исправности всех его частей, а также в свободном передвижении всех подвижных частей (от руки), сверить номинальное напряжение катушки пускателя с напряжением, подаваемым на катушку, убедится, что все электрические соединения выполнены по схеме.

    При использовании пускателей в реверсивных режимах, нажав от руки подвижную траверсу до момента соприкосновения (начало замыкания) главных контактов, проверить наличие раствора нормально-замкнутых контактов, что необходимо для надежной работы электрической блокировки.

    У включенного магнитного пускателя допускается небольшое гудение электромагнита, характерное для шихтованных магнитных систем переменного тока.

    Уход за магнитными пускателями в процессе эксплуатации

    Уход за пускателями должен заключаться, прежде всего, в защите пускателя и теплового реле от пыли, грязи и влаги. Необходимо следить, чтобы винты контактных зажимов были плотно затянуты. Надо также проверять состояние контактов.

    Контакты современных магнитных пускателей особого ухода не требуют. Срок износа контактов зависит от условий и режима работы пускателя. Зачистка контактов пускателей не рекомендуется, так как удаление контактного материала при зачистке приводит к уменьшению срока службы контактов. Только в отдельных случаях сильного оплавления контактов при отключении аварийного режима электродвигателя допускается их зачистка мелким надфилем.

    При появлении после длительной эксплуатации магнитного пускателя гудения, носящего, характер дребезжания, необходимо чистой ветошью очистить от грязи рабочие поверхности электромагнита, проверить наличие воздушного зазора, а также проверить отсутствие заеданий подвижных частей и трещин на короткозамкнутых витках, расположенных на сердечнике.

    При разборке и последующей сборке магнитного пускателя следует сохранять взаимное расположение якоря и сердечника, бывшее до разборки, так как их приработавшиеся поверхности способствуют устранению гудения. При разборках магнитных пускателей необходимо чистой и сухой ветошью протирать пыль с внутренних и наружных поверхностей пластмассовых деталей пускателя

    Власти Бурятии и "Хевел" договорились построить солнечные электростанции мощностью 150 МВт - Сибирь

    УЛАН-УДЭ, 14 ноября. /ТАСС/. Правительство Бурятии подписало соглашение с группой компаний "Хевел", в рамках которого они договорились о совместном строительстве солнечных электростанций совокупной мощностью 150 МВт и автономных гибридных энергоустановок мощностью 2,5 МВт. Об этом сообщили во вторник в пресс-службе республиканского правительства.

    "В Улан-Удэ в рамках Байкальского регионального инфраструктурного форума "БРИФ-2017" состоялось подписание соглашения между правительством Бурятии и группой компаний "Хевел". В рамках него в республике планируется построить солнечные электростанции совокупной мощностью 150 МВт и автономные гибридные энергоустановки мощностью 2,5 МВт", - сообщили в пресс-службе.

    Власти Бурятии рассматривают возможность строительства СЭС в Хоринском, Джидинском, Закаменском и Окинском районах.

    Гибридные энергоустановки появятся в Баунтовском районе: речь, по данным пресс-службы, идет об установке, которая сочетает дизельную генерацию, солнечную энергию и аккумуляторные батареи. "Это позволяет экономить до 50% топлива при круглосуточном, бесперебойном энергоснабжении. Сейчас энергоснабжение поселка осуществляется от дизельной электростанции, а энергия доступна лишь 16 часов в сутки", - пояснили в правительстве Бурятии.

    "Мы будем рассчитывать проект по всем поселкам Баунтовского района. Мы добавим и проработаем места, где есть проблемы с электроснабжением в связи с протяженностью сетей - это Баргузинский, Курумканский, Окинский и Баунтовский районы", - приводит слова главы Бурятии Алексея Цыденова пресс-служба.

    Бурятия обладает высоким уровнем инсоляции, количество солнечных дней в году на территории региона доходит до 300. В 2015 году Минтранс Бурятии разработал дорожную карту по внедрению альтернативной энергетики, были исследованы необходимые участки и заключены предварительные договоры по аренде участков с муниципалитетами. Пилотным районом стал Бичурский район, где 13 ноября в рамках форума "БРИФ-2017" открылась солнечная электростанция мощностью 10 МВт.

    Самые большие солнечные электростанции в мире

    Solar - один из самых быстрорастущих возобновляемых источников энергии в мире, и, поскольку страны стремятся утвердить свое доминирование в растущей отрасли, ведущая страна никогда не остается ясной надолго.

    Лидерами в солнечном секторе являются Китай и США, на которые вместе приходится две трети мирового роста солнечной энергетики.

    Мощность солнечной энергии увеличилась примерно на 60% за последние пять лет, достигнув 485 единиц.82 ГВт в 2018 году. Но где же самые большие солнечные электростанции? Power Technology описывает крупнейшие действующие солнечные электростанции в мире по установленной мощности.

    Десять крупнейших солнечных электростанций в мире
    1. Солнечный парк в пустыне Тенгер, Китай - 1547 МВт
    2. Проект независимой фотоэлектрической электростанции Sweihan, ОАЭ - 1177 МВт
    3. Солнечный парк Янчи Нинся, Китай - 1000 МВт
    4. Datong Solar Power Top Runner Base, Китай - 1070 МВт
    5. Kurnool Ultra Mega Solar Park, Индия - 1000 МВт
    6. Солнечный парк плотины Лунъянся, Китай - 850 МВт
    7. Электростанция Enel Villanueva, Мексика - 828 МВт
    8. Солнечная электростанция Камути, Индия - 648 МВт
    9. Solar Star Projects, США - 579 МВт
    10. Солнечная ферма Topaz / Солнечная ферма солнечного света в пустыне, США - 550 МВт

    Солнечная ферма Topaz расположена в северо-западной части равнины Карриса в округе Сан-Луис-Обиспо, Калифорния, США. Электростанция мощностью 550 МВт была разработана First Solar, а затем приобретена BHE Renewables в январе 2012 года. Введенный в эксплуатацию в 2014 году, проект охватывает территорию площадью 4700 акров и оснащен более чем восемью миллионами солнечных модулей. Topaz поставляет электроэнергию примерно 180 000 домохозяйств в Калифорнии.

    Солнечная ферма Desert Sunlight расположена в пустыне Мохаве в округе Риверсайд, Калифорния, США. Объект, разработанный First Solar, принадлежит совместно NextEra Energy Resources, GE Energy Financial Services и Sumitomo Corporation of America.Введенная в строй в 2013 году, электростанция оборудована восемью миллионами панелей, которые вырабатывают электроэнергию, достаточную для 160 000 домов.

    Solar Star Projects, США

    Solar Star Projects включает два совмещенных проекта, Solar Star 1 и Solar Star 2, в округах Керн и Лос-Анджелес, Розамонд, Калифорния, США. Два проекта имеют общую мощность 579 МВт и включают более 1,7 миллиона солнечных модулей, установленных на 3200 акрах земли. Они были разработаны SunPower Corporation и принадлежат BHE Renewables.

    Реализованные в марте 2015 года, проекты обеспечивают электроэнергией более 255 000 домов. Они оснащены технологией SunPower ® Oasis ® Power Plant, которая позволяет панелям отслеживать солнце в течение дня и увеличивает поглощение энергии на 25%.

    Солнечная электростанция Камути, Индия

    Солнечная электростанция Камути в Тамил Наду, Индия, имеет общую генерирующую мощность 648 МВт. Площадь 2 500 акров (10 км²), состоит из 2.5 миллионов солнечных панелей, это место, по оценкам, может обеспечить электроэнергией 750 000 человек.

    Солнечная электростанция Камути была построена в сентябре 2016 года и обошлась в 680 миллионов долларов. Его построили всего за восемь месяцев силами 8 500 человек. В рамках проекта солнечной энергетики было построено 38 000 фундаментов и использовано 6 000 км кабелей, 576 инверторов и 154 трансформатора.

    Тематические отчеты
    Беспокоитесь ли вы о темпах инноваций в вашей отрасли?
    В отчете

    GlobalData по темам TMT за 2021 год рассказывается все, что вам нужно знать о темах революционных технологий и о том, какие компании лучше всего могут помочь вам в цифровой трансформации вашего бизнеса.

    Узнать больше

    Завод ежедневно очищается роботизированной системой, которая заряжается от собственных солнечных батарей. Электроэнергия, вырабатываемая предприятием, отводится на подстанцию ​​Камути 400 кВ, которой управляет Tantransco, и распределяется примерно по 265 000 домов.

    Электростанция Энел Вильянуэва, Мексика

    Расположенный в мексиканском штате Коауила фотоэлектрические (фотоэлектрические) объекты включают более двух.5 миллионов солнечных панелей установлено на площади 2400 га в полузасушливом регионе Мексики. Электростанция мощностью 828 МВт была полностью введена в эксплуатацию в сентябре 2018 года и может производить более 2000 ГВт-ч в год.

    Группа Enel инвестировала около 710 млн долларов в строительство Вильянуэвы. Первоначальная мощность станции составляла 754 МВт, которая была увеличена до 828 МВт после того, как в контракты на продажу энергии был добавлен вариант увеличения мощности на 10%.

    Enel развернула уникальную пилотную программу с использованием цифровых технологий и автоматизации для строительства завода.Программа включала использование машин с GPS-управлением для перемещения земли, дронов для проведения трехмерной топографии и роботов для автоматической установки панелей.

    Солнечный парк плотины Лунъянся, Китай

    Солнечный парк Longyangxia имеет мощность 850 МВт, что достаточно для питания 200 000 домашних хозяйств. Он расположен на Тибетском плато в провинции Цинхай на северо-западе Китая и занимает площадь 27 км². На электростанции установлено около четырех миллионов солнечных панелей, и она находится в управлении State Power Investment Corporation, одного из пяти крупнейших производителей электроэнергии в Китае.

    Первая очередь электростанции была завершена в 2013 году, а вторая очередь - в 2015 году, при этом общая стоимость строительства составила около шести миллиардов юаней (920,84 миллиона долларов).

    Проект был разработан Huanghe Hydropower Development и интегрирован с гидроэлектростанцией Longyangxia мощностью 1 280 МВт.

    Kurnool Ultra Mega Solar Park, Индия

    Парк солнечных батарей Курнул занимает 5 683,22 акра (22,99 км²) в районе Курнул, Андхра-Прадеш.С общей генерирующей мощностью 1000 МВт солнечный парк был построен с инвестициями примерно в 1 миллиард долларов.

    Проект был реализован SBG Cleantech Project (350 МВт), Greenko Group (500 МВт), Azure Power (100 МВт) и Prayatna Developers (50 МВт). В парке было установлено более четырех миллионов солнечных панелей, каждая мощностью от 315 Вт до 320 Вт.

    Участок вырабатывает более восьми миллионов киловатт-часов электроэнергии в солнечные дни, что достаточно, чтобы удовлетворить практически весь спрос на электроэнергию в районе Курнул.

    Datong Solar Power Top Runner Base, Китай

    Солнечный проект Datong разрабатывается в городе Датун, провинция Шаньси, Китай. Этот проект является частью планов Национального энергетического управления Китая по развитию солнечных проектов в регионе. Он включает в себя разработку семи проектов по 100 МВт, пяти проектов по 50 МВт и ряда проектов меньшей мощности.

    Несколько компаний, включая Datong United Photovoltaics New Energy, Datong Coal Mine Group, Huadian Shanxi Energy, JinkoSolar Holding, Yingli Green Energy, China Guangdong Nuclear Solar Energy, China Three Gorges New Energy и State Power Investment, участвуют в разработке проекта. солнечные электростанции в рамках проекта.

    К 2016 году в общей сложности была введена в эксплуатацию мощность 1 070 МВт, при этом было объявлено о разработке дополнительных 600 МВт.

    Парк солнечных батарей Янчи Нинся, Китай

    Парк солнечных батарей Янчи Нинся, расположенный в Нинся, Китай, имеет установленную мощность 1 000 МВт. Завод был открыт в сентябре 2016 года и позиционируется как крупнейшая в мире солнечная батарея непрерывного действия.

    Электростанция оснащена интеллектуальными фотоэлектрическими контроллерами SUN2000-40KTL и SUN2000-50KTL от Huawei и интеллектуальной фотоэлектрической беспроводной системой передачи данных, которая использует оптоволоконную кольцевую сеть. Централизованное управление электростанцией осуществляется через облачный центр FusionSolar Smart O&M, который использует облачные вычисления и большие данные для эффективной эксплуатации электростанции в течение 25-летнего срока службы.

    Sweihan Photovoltaic Independent Power Project, ОАЭ

    Проект независимой фотоэлектрической электростанции Sweihan расположен в Sweihan в Абу-Даби, ОАЭ. Завод занимает площадь 7,8 км², установленная мощность - 1 177 МВт.

    Электростанция была разработана совместным предприятием Marubeni Corporation (20%), Jinko Solar (20%) и Управления водоснабжения и электроснабжения Абу-Даби (ADWEA, 60%) с инвестициями в размере 870 миллионов долларов.Он начал коммерческую деятельность в апреле 2019 года и обеспечивает электроэнергией более 195 000 домов.

    Sweihan использует инновационный дизайн компоновки модулей, высокоэффективные монокристаллические солнечные модули и усовершенствования в обслуживании проектов, чтобы обеспечить низкую стоимость производства электроэнергии.

    Парк солнечных батарей в пустыне Тенгер, Китай

    Солнечный парк Tengger, расположенный в Чжунвэй, Нинся, названный «Великой солнечной стеной», охватывает 1200 км из 36 700 км пустыни Тенггер, занимая 3 места.2% засушливого региона.

    Станция мощностью 1547 МВт принадлежит China National Grid и Zhongwei Power Supply Company. Строительство было начато в 2012 году, а электростанция была введена в эксплуатацию в 2017 году. Разработчики проекта включали Tianyun New Energy Technology, Beijing Jingyuntong Technology, Ningxia Qingyang New Energy, Qinghai New Energy и Zhongwei Yinyang New Energy.

    Солнечный парк обеспечивает экологически чистой энергией более 600 000 домов.

    Связанные компании

    EPT Чистое масло

    Средства для удаления лака с турбинных и компрессорных смазочных материалов и жидкостей EHC

    28 августа 2020

    Солнечная энергия

    Энергию можно получать прямо от солнца даже в пасмурную погоду. Солнечная энергия используется во всем мире и становится все более популярной для производства электроэнергии, отопления и опреснения воды. Солнечная энергия вырабатывается двумя основными способами:

    Фотоэлектрические элементы (PV), , также называемые солнечными элементами, представляют собой электронные устройства, которые преобразуют солнечный свет непосредственно в электричество. Современные солнечные батареи, вероятно, узнают большинство людей - они в панелях, установленных на домах, и в калькуляторах. Они были изобретены в 1954 году в Bell Telephone Laboratories в США.Сегодня фотоэлектрическая энергия - одна из самых быстрорастущих технологий использования возобновляемых источников энергии, и она готова сыграть важную роль в будущей глобальной структуре производства электроэнергии.

    Солнечные фотоэлектрические установки могут быть объединены для производства электроэнергии в коммерческих масштабах или организованы в меньших конфигурациях для мини-сетей или личного использования. Использование солнечных фотоэлементов для питания мини-сетей - отличный способ предоставить доступ к электричеству людям, которые не живут рядом с линиями электропередачи, особенно в развивающихся странах с прекрасными ресурсами солнечной энергии.

    Стоимость производства солнечных панелей резко упала за последнее десятилетие, что сделало их не только доступным, но и зачастую самым дешевым видом электроэнергии. Солнечные панели имеют срок службы примерно 30 лет и бывают разных оттенков в зависимости от типа материала, используемого в производстве.

    Концентрированная солнечная энергия (CSP) , в которой используются зеркала для концентрации солнечных лучей. Эти лучи нагревают жидкость, которая создает пар для вращения турбины и выработки электроэнергии.CSP используется для выработки электроэнергии на крупных электростанциях.

    Электростанция CSP обычно оснащена зеркалами, которые направляют лучи на высокую тонкую башню. Одним из основных преимуществ электростанции CSP перед солнечной фотоэлектрической электростанцией является то, что она может быть оснащена расплавленными солями, в которых может накапливаться тепло, что позволяет вырабатывать электроэнергию после захода солнца.



    Концентрация солнечной энергии | SEIA

    Концентрирующие солнечные электростанции (CSP) используют зеркала для концентрации солнечной энергии для приведения в действие традиционных паровых турбин или двигателей, вырабатывающих электричество.Тепловая энергия, сконцентрированная в установке CSP, может храниться и использоваться для производства электроэнергии, когда это необходимо, днем ​​или ночью. Сегодня в Соединенных Штатах эксплуатируется около 1815 мегаватт (MW ac ) электростанций CSP.

    Параболический желоб
    В системах параболического желоба

    используются изогнутые зеркала для фокусировки солнечной энергии на приемную трубку, которая проходит по центру желоба. В приемной трубке высокотемпературный жидкий теплоноситель (например, синтетическое масло) поглощает солнечную энергию, достигая температуры 750 ° F или выше, и проходит через теплообменник для нагрева воды и производства пара.Пар приводит в действие обычную энергетическую систему паровой турбины для выработки электроэнергии. Типичное поле солнечного коллектора содержит сотни параллельных рядов желобов, соединенных в серию петель, которые расположены на оси север-юг, так что желоба могут отслеживать солнце с востока на запад. Индивидуальные коллекторные модули обычно имеют высоту 15-20 футов и длину 300-450 футов.

    Компактный линейный отражатель Френеля

    CLFR использует принципы систем желобов с изогнутыми зеркалами, но с длинными параллельными рядами недорогих плоских зеркал.Эти модульные отражатели фокусируют солнечную энергию на возвышающихся приемниках, которые состоят из системы трубок, по которым течет вода. Концентрированный солнечный свет кипятит воду, генерируя пар под высоким давлением для непосредственного использования в производстве электроэнергии и промышленных парах.

    Power Tower
    В системах опоры

    Power Tower используется система центрального приемника, которая обеспечивает более высокие рабочие температуры и, следовательно, большую эффективность. Зеркала с компьютерным управлением (называемые гелиостатами) отслеживают солнце по двум осям и фокусируют солнечную энергию на приемнике на вершине высокой башни. Сфокусированная энергия используется для нагрева теплоносителя (более 1000 ° F) для производства пара и запуска центрального генератора энергии. В эти проекты можно легко и эффективно включить накопители энергии, что позволит производить электроэнергию круглосуточно.

    Посудомоечная машина

    Зеркала распределены по поверхности параболической тарелки, чтобы сконцентрировать солнечный свет на приемнике, установленном в фокусной точке. В отличие от других технологий CSP, которые используют пар для создания электричества через турбину, система тарельчатого двигателя использует рабочую жидкость, такую ​​как водород, которая нагревается до 1200 ° F в ресивере для приведения в действие двигателя.Каждое блюдо вращается по двум осям, отслеживая солнце.

    Основные требования к концентрирующим солнечным электростанциям
    • Финансирование - Основная проблема для любого энергогенерирующего объекта коммунального масштаба, включая CSP, - это проектное финансирование.

    • Районы с высокой солнечной радиацией - чтобы концентрировать солнечную энергию, она не должна быть слишком рассеянной. Это измеряется прямой нормальной интенсивностью (DNI) солнечной энергии. Производственный потенциал в США.Южный Юго-Запад стоит особняком от остальной части США, как показывает карта Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии ниже.

    • Прилегающие участки земли с ограниченным облачным покровом - установка CSP работает наиболее эффективно и, следовательно, наиболее рентабельно, когда она построена мощностью 100 МВт и выше. Хотя потребности в земле зависят от технологии, для типичной установки CSP требуется от 5 до 10 акров земли на 1 МВт мощности. На большей площади размещается накопитель тепловой энергии.

    • Доступ к водным ресурсам - Как и другие тепловые электростанции, такие как природные газовые, угольные и атомные, большинству систем CSP требуется доступ к воде для охлаждения. Все требуют небольшого количества воды для мытья сборных и зеркальных поверхностей. Установки CSP могут использовать мокрые, сухие и гибридные методы охлаждения для максимального повышения эффективности производства электроэнергии и экономии воды.

    • Имеющийся и ближайший доступ к линии электропередачи - станции CSP должны располагаться на земле, пригодной для производства электроэнергии, с адекватным доступом к все более напряженной и устаревшей сети электропередачи.Доступ к высоковольтным линиям электропередачи является ключом к развитию проектов солнечной энергетики в масштабах коммунального предприятия для передачи электроэнергии от солнечной электростанции конечным пользователям. Большая часть существующей инфраструктуры передачи на Юго-Западе загружена на полную мощность, и срочно требуется новая передача.

    Заводы CSP в США

    Для получения дополнительной информации посетите страницу NREL Concentrating Solar Power Projects.

    Солнечная электрическая генерирующая система Ivanpah (Brightsource Energy / NRG Energy, Inc.
    )

    Расположенный на 3500 акрах федеральной земли в пустыне Мохаве в Калифорнии, объект Ivanpah представляет собой солнечную электростанцию ​​мощностью 392 мегаватта, состоящую из 173 500 гелиостатов и трех вышек, способных обеспечивать экологически чистым и устойчивым источником энергии более 100 000 американских домов. Проект Ivanpah, разработанный в партнерстве между BrightSource Energy, NRG energy и Google и реализованный компанией Bechtel, с момента начала строительства в октябре 2010 года создал более 1000 рабочих мест.

    Mojave Solar One (Abengoa Solar, Inc.)

    Расположенная на 1765 акрах примерно в 100 милях к северо-востоку от Лос-Анджелеса, параболическая желобная установка мощностью 280 мегаватт будет способна обеспечивать электроэнергией примерно 90 000 американских домов. Проект Mohave, разработанный Abengoa Solar Inc., создал около 830 рабочих мест в США, и после завершения проекта будет работать 70 человек.

    Солана (Abengoa Solar, Inc.
    )

    Завод параболических желобов Solana мощностью 250 мегаватт недалеко от Хила-Бенд, штат Аризона, использует технологии аккумулирования тепла и обеспечивает экологически чистую и надежную электроэнергию для более чем 97 000 клиентов общественного обслуживания в Аризоне.Разработанный Abengoa Solar, проект создал 1700 рабочих мест и был введен в эксплуатацию в октябре 2013 года.

    Crescent Dunes (SolarReserve, LLC)

    Проект Crescent Dunes недалеко от Тонопа, штат Невада, представляет собой солнечную электростанцию ​​мощностью 110 мегаватт с 10-часовым хранением энергии при полной нагрузке, которая позволяет производить энергию по запросу днем ​​и ночью. Это первая в стране электростанция на расплавленной соли промышленного масштаба с накопителем энергии и не требует резервирования природного газа.С силовой башней 640 футов и 10,347 гелиостатами, полумесяц Dunes проецировать державы 75000 американских домов. Этот проект площадью 1600 акров, разработанный SolarReserve и построенный компанией ACS Cobra, создал около 4300 рабочих мест, связанных с прямыми, косвенными и побочными действиями.

    Genesis Solar (NextEra Energy Sources, LLC)

    Расположенный в Блайте, Калифорния, проект солнечной энергии Genesis представляет собой солнечную электростанцию ​​мощностью 250 мегаватт, которая состоит из более 600 000 параболических зеркал на территории 1800 акров.Мощность электростанции составляет около 88 000 американских домов. Проект, разработанный NextEra Energy Sources в сотрудничестве с Sener и Fluor, был введен в эксплуатацию в апреле 2014 года и создал 800 рабочих мест.

    Система производства солнечной энергии (NextEra Energy Sources, LLC)

    Обладая совокупной мощностью 354 мегаватт из трех отдельных точек в Харпет-Лейк, Крамер-Джанкшен и Даггет в Калифорнии, заводы SEGS обеспечивают экологически чистым и экологически чистым электроэнергией 232 500 американских домов.

    Nevada Solar One (Acciona)

    В сотрудничестве с Nevada Power Company и Sierra Pacific Resources, проект Nevada Solar One охватывает 400 акров и имеет мощность 64 МВт. Завод состоит из более чем 182 000 зеркал и имеет 760 параболических концентраторов. Создано более 800 рабочих мест в строительстве, и в настоящее время на постоянных рабочих должностях работает более 30 человек. Ежегодно Nevada Solar One вырабатывает достаточно электроэнергии, чтобы обеспечить электроэнергией 14 000 домов в штате Невада.

    Кимберлинская солнечная тепловая электростанция (Арева)

    Расположенный в Бейкерсфилде, Калифорния, завод в Кимберлине, ранее принадлежавший и управляемый Ausra, теперь работает под управлением AREVA Solar.При мощности 5 МВт этот проект площадью 10 акров является вторым в своем роде завершенным в Калифорнии, первый из которых был введен в эксплуатацию двадцатью годами ранее.

    Sierra SunTower (eSolar)

    В процессе разработки Sierra SunTower в Ланкастере, Калифорния, от начала до конца, eSolar создала более 250 рабочих мест в строительстве и в настоящее время обеспечивает 6 постоянных рабочих мест на полную ставку. SunTower мощностью 5 МВт обеспечивает питание более 4000 домов в Калифорнии ежегодно и нейтрализует более 7000 тонн CO2.

    Центр солнечной энергии Martin Next Generation (FL Power & Light)

    Центр солнечной энергии Martin NextGen в Индиантауне, Флорида, занимающий площадь 500 акров и использующий более 190 000 зеркал, имеет генерирующую мощность 75 МВт. Эта установка является первой в мире комбинированной установкой солнечной энергии и природного газа. 155 000 МВтч ежегодно могут обеспечивать электроэнергией более 11 000 домов.

    Проект солнечной геотермальной гибридной электростанции Stillwater (Enel Green Power)

    В качестве первого солнечного проекта Enel Green Power завод Стиллуотер использует 240 акров земли и более 89 000 фотоэлектрических панелей из поликремния для использования солнечной энергии в этой когенерационной установке.Эта первая в своем роде комбинированная солнечная и геотермальная электростанция, способная производить 2 МВт только на солнечной энергии, имеет общую мощность 26 МВт. Расположенный в Фаллоне, штат Невада, предприятие Enel Green Power вырабатывает достаточно энергии для питания 15 000 домов.

    солнечной энергии | Описание, использование и факты

    Солнечная энергия , излучение Солнца, способное выделять тепло, вызывать химические реакции или генерировать электричество. Общее количество солнечной энергии, падающей на Землю, значительно превышает текущие и ожидаемые мировые потребности в энергии.При надлежащем использовании этот сильно рассеянный источник может удовлетворить все будущие потребности в энергии. Ожидается, что в 21 веке солнечная энергия будет становиться все более привлекательной в качестве возобновляемого источника энергии из-за ее неисчерпаемых запасов и экологически чистого характера, в отличие от угля, нефти и природного газа с ограниченным количеством ископаемых видов топлива.

    солнечные панели

    Солнечные панели на крыше.

    © flucas / Fotolia Британника исследует

    Список дел Земли

    Действия человека вызвали обширный каскад экологических проблем, которые теперь угрожают сохранению способности как естественных, так и человеческих систем процветать. Решение критических экологических проблем глобального потепления, нехватки воды, загрязнения и утраты биоразнообразия, возможно, является величайшей задачей 21 века. Мы встанем им навстречу?

    Солнце - чрезвычайно мощный источник энергии, и солнечный свет на сегодняшний день является самым большим источником энергии, получаемой Землей, но его интенсивность на поверхности Земли на самом деле довольно мала. Это в основном из-за огромного радиального распространения излучения далекого Солнца.Относительно незначительные дополнительные потери происходят из-за атмосферы и облаков Земли, которые поглощают или рассеивают до 54 процентов падающего солнечного света. Солнечный свет, достигающий земли, состоит почти на 50 процентов из видимого света, на 45 процентов из инфракрасного излучения и меньшего количества ультрафиолетового и других форм электромагнитного излучения.

    солнечная энергия

    Отражение и поглощение солнечной энергии. Хотя часть поступающего солнечного света отражается атмосферой и поверхностью Земли, большая часть поглощается поверхностью, которая нагревается.

    © Merriam-Webster Inc.

    Потенциал солнечной энергии огромен, поскольку Земля ежедневно получает в виде солнечной энергии примерно в 200 000 раз больше общей дневной мощности, вырабатываемой в мире. К сожалению, хотя сама солнечная энергия бесплатна, высокая стоимость ее сбора, преобразования и хранения по-прежнему ограничивает ее использование во многих местах. Солнечное излучение может быть преобразовано либо в тепловую энергию (тепло), либо в электрическую, хотя первое осуществить проще.

    Тепловая энергия

    Среди наиболее распространенных устройств, используемых для улавливания солнечной энергии и преобразования ее в тепловую энергию, являются плоские коллекторы, которые используются для солнечного отопления. Поскольку интенсивность солнечной радиации на поверхности Земли настолько мала, эти коллекторы должны быть большими по площади. Даже в солнечных частях мира с умеренным климатом, например, коллектор должен иметь площадь около 40 квадратных метров (430 квадратных футов), чтобы собрать достаточно энергии для удовлетворения энергетических потребностей одного человека.

    Оформите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту. Подпишись сейчас

    Наиболее широко используемые плоские коллекторы состоят из почерневшей металлической пластины, покрытой одним или двумя листами стекла, которые нагреваются падающим на нее солнечным светом. Затем это тепло передается воздуху или воде, называемым жидкостями-носителями, которые проходят через заднюю часть пластины. Тепло может использоваться напрямую или может передаваться на другой носитель для хранения. Плоские коллекторы обычно используются для солнечных водонагревателей и отопления дома.Хранение тепла для использования ночью или в пасмурные дни обычно достигается за счет использования изолированных резервуаров для хранения воды, нагретой в солнечные периоды. Такая система может снабжать дом горячей водой, забираемой из накопительного бака, или, когда теплая вода течет по трубам в полах и потолках, она может обеспечивать обогрев помещения. Плоские коллекторы обычно нагревают жидкости до температур от 66 до 93 ° C (от 150 до 200 ° F). КПД таких коллекторов (т.е. доля полученной энергии, которую они преобразуют в полезную энергию) колеблется от 20 до 80 процентов, в зависимости от конструкции коллектора.

    солнечное отопление

    Крыша здания с плоскими коллекторами, улавливающими солнечную энергию для нагрева воздуха или воды.

    Алан Мак

    Другой метод преобразования тепловой энергии обнаружен в солнечных прудах, которые представляют собой водоемы с соленой водой, предназначенные для сбора и хранения солнечной энергии. Тепло, извлекаемое из таких прудов, позволяет производить химикаты, продукты питания, текстиль и другие промышленные продукты, а также может использоваться для обогрева теплиц, бассейнов и животноводческих помещений. Солнечные пруды иногда используются для производства электроэнергии за счет использования двигателя с органическим циклом Ренкина, относительно эффективного и экономичного средства преобразования солнечной энергии, что особенно полезно в удаленных местах. Солнечные пруды довольно дороги в установке и обслуживании и обычно используются только в теплых сельских районах.

    В меньшем масштабе энергию Солнца можно также использовать для приготовления пищи в специально разработанных солнечных печах. Солнечные печи обычно концентрируют солнечный свет с большой площади в центральную точку, где сосуд с черной поверхностью преобразует солнечный свет в тепло.Печи, как правило, портативные и не требуют других топливных ресурсов.

    Кухонная плита на солнечной энергии

    Кухонная плита на солнечной энергии во дворце Потала, Лхаса, Тибет.

    © Елена Слепицкая / Dreamstime.com

    В 2019 году появятся три новых типа солнечных электростанций - pv magazine USA

    2019 год стал годом перемен для отрасли солнечной энергии и накопления энергии, поскольку мы перешли от использования чистой мощности к производству проекты намного умнее с завышенными отношениями постоянного и переменного тока, коэффициентом мощности до 60% и солнечными установками, которые светят только ночью.

    John Weaver

    Долгое время работа солнечной энергии заключалась в том, чтобы доставлять электричество в дневное время - начиная с 10 утра и заканчивая в 14:00. - с каждой каплей электричества для привлечения инвесторов в проект. Это уже не реальность.

    Например, Миннесота сейчас перестраивает солнечную энергию и сбрасывает «лишнее» электричество.

    В июле этого года был завершен проект в Коннектикуте с соотношением постоянного и переменного тока (отношение общей мощности солнечных панелей к мощности солнечного инвертора) равным 1.8: 1. Значение выше среднего 1,3: 1 показывает, что крупные разработчики внедряют стратегию, которая в полной мере использует дешевые солнечные панели для получения большей выгоды.

    В то время как обычная солнечная электростанция может начать отсекать - т. Е. Сбрасывать электроэнергию, произведенную солнечными панелями, которые инвертор не может экспортировать, - по мере приближения дня к полудню установка с высоким соотношением постоянного и переменного тока начнет сильно отсекать раньше. Как правило, потеря электроэнергии - это упущенная выгода, и дизайнеры ненавидят ее.Однако такая установка также будет предлагать более постоянный объем электроэнергии, поставляемой в энергосистему - начиная намного раньше и заканчивая намного позже.

    Он также будет обеспечивать большее количество электроэнергии в периоды низкой зимы. Анализ, проведенный Fluence, показал, что установка этих дополнительных солнечных панелей с соотношением сторон 1,3: 1 обходится примерно в 60 центов / Вт пост. Тока, что намного дешевле, чем цена стандартной системы.

    Компания 8minute Solar Energy разработала, возможно, самый значительный солнечный проект года - солнечную электростанцию ​​Eland общей мощностью 400 МВт / 600 МВт постоянного тока плюс 300 МВт / 1200 МВт / ч для хранения энергии.Предприятие будет продавать свою электроэнергию двум отдельным покупателям из Калифорнии по цене чуть менее 4 центов за кВтч.

    Но настоящая особенность этого объекта и причина, по которой стоит знак «?» после вышеуказанных 600 МВт постоянного тока коэффициент мощности приближается к 60% по мнению генерального директора Тома Бутгенбаха. Это значение намного превышает пики коэффициентов мощности переменного тока, обнаруженные в диапазоне 35% согласно недавнему исследованию. Есть несколько причин, по которым этот завод может предложить такую ​​стоимость:

    • Завод расположен в пустыне Мохаве с одним из лучших в мире солнечных лучей
    • Одноосные трекеры «расширяют плечи» и увеличивают производство в целом на 15-30 %
    • Связанный по постоянному току накопитель энергии улавливает, а затем доставляет ограниченное электричество
    • Вероятно, что двусторонние солнечные модули и / или чрезмерное соотношение постоянного и переменного тока выкачивают лишнее электричество для этих батарей.

    Мы можем предположить, что такая продвинутая группа, как 8Minute Solar Energy, провела математические вычисления по всем этим потенциальным методам увеличения выходной мощности, потому что это та же группа, которая завышает отношения постоянного тока к переменному току, составляя 3-4-5 к 1 и накопитель энергии на 15 часов, который будет обеспечивать электроэнергию 24 часа в сутки на своих блоках питания.

    Третий объект - это тот, который поставляет солнечную электроэнергию только в ночное время . Компания Engie получила награду за проект на Гуаме, который объединяет 50 МВт постоянного тока солнечной энергии с 50 МВт / 300 МВт · ч для хранения энергии.Предприятие будет поставлять электроэнергию до семи часов в вечернее время, что предполагает номинальную мощность инвертора примерно 42 МВт переменного тока и относительно нормальное соотношение постоянного и переменного тока 1,16: 1. Объект будет поставлять 85 ГВт-ч электроэнергии в год, что составляет примерно 5% от годовой потребности острова в 1600 ГВт-ч.

    Эти три проекта - и другие - знаменуют следующий этап развития солнечной энергетики. Этап, на котором солнечные электростанции будут спроектированы в соответствии с потребностями сети, чтобы удовлетворить потребности общества, в отличие от общества, которое учится поглощать то, что может предложить солнце.Именно благодаря этим установкам солнечная энергия, наряду с накоплением энергии и выработкой энергии ветра, станет доминирующим фактором в наших будущих электрических сетях с чистой энергией.

    Этот контент защищен авторским правом и не может быть использован повторно. Если вы хотите сотрудничать с нами и хотели бы повторно использовать часть нашего контента, свяжитесь с нами: [email protected]

    Информация и факты о солнечной энергии

    Солнечная энергия - это технология, используемая для использования солнечной энергии и ее использования. По состоянию на 2011 год эта технология производила менее одной десятой процента мирового спроса на энергию.

    Многие знакомы с так называемыми фотоэлектрическими элементами или солнечными панелями, которые используются в космических кораблях, крышах домов и портативных калькуляторах. Ячейки сделаны из полупроводниковых материалов, подобных тем, которые используются в компьютерных микросхемах. Когда солнечный свет попадает на клетки, он выбивает электроны из их атомов. Когда электроны проходят через ячейку, они вырабатывают электричество.

    В гораздо большем масштабе солнечно-тепловые электростанции используют различные методы для концентрации солнечной энергии в качестве источника тепла. Затем тепло используется для кипячения воды, чтобы приводить в действие паровую турбину, которая вырабатывает электричество почти так же, как угольные и атомные электростанции, снабжая электричеством тысячи людей.

    Солнце вырабатывало энергию миллиарды лет. Каждый час Солнце излучает на Землю больше энергии, чем необходимо для удовлетворения глобальных потребностей в энергии в течение всего года.

    Фотография Отиса Имбодена

    Пожалуйста, соблюдайте авторские права. Несанкционированное использование запрещено.

    Как использовать солнечную энергию

    В одном методе длинные желоба U-образных зеркал фокусируют солнечный свет на масляной трубе, проходящей через середину.Затем горячее масло кипятит воду для производства электроэнергии. В другом методе используются подвижные зеркала для фокусировки солнечных лучей на коллекторной башне, где находится приемник. Расплавленная соль, протекающая через ресивер, нагревается для запуска генератора.

    Другие солнечные технологии пассивны. Например, большие окна, расположенные на солнечной стороне здания, пропускают солнечный свет к теплопоглощающим материалам на полу и стенах. Эти поверхности затем отдают тепло ночью, чтобы сохранить тепло в здании. Точно так же абсорбирующие плиты на крыше могут нагревать жидкость в трубах, которые снабжают дом горячей водой.

    Солнечная энергия считается неисчерпаемым источником топлива, не загрязняющим окружающую среду, а зачастую и бесшумным. Технология также универсальна. Например, солнечные элементы генерируют энергию для далеких мест, таких как спутники на околоземной орбите и хижины глубоко в Скалистых горах, так же легко, как они могут питать здания в центре города и футуристические автомобили.

    Ловушки

    Солнечная энергия не работает ночью без запоминающего устройства, такого как аккумулятор, а в пасмурную погоду эта технология может быть ненадежной в течение дня.Солнечные технологии также очень дороги и требуют большой площади земли для сбора солнечной энергии со скоростью, удобной для многих людей.

    Несмотря на недостатки, использование солнечной энергии росло примерно на 20 процентов в год за последние 15 лет благодаря быстрому падению цен и повышению эффективности. Япония, Германия и США являются основными рынками солнечных батарей. Благодаря налоговым льготам и эффективной координации с энергетическими компаниями солнечная электроэнергия может окупиться за пять-десять лет.

    Футуристические солнечные электростанции, страдающие от сбоев, плохой подготовки

    Бурные темпы развития, вызванные истекающими национальными и государственными программами стимулирования, вызвали многочисленные проблемы с надежностью самых передовых солнечных электростанций в мире, согласно исследованию Национальной лаборатории возобновляемой энергии (NREL).

    Спешка завершить завод и уложиться в производственные и финансовые сроки часто приводит к тому, что бригады, назначенные для эксплуатации заводов, не имеют достаточной подготовки по устранению сбоев.

    Просторные помещения с зеркалами, расположенными в форме больших кругов, называются проектами концентрирующей солнечной энергии (CSP). Их зеркала и линзы улавливают высокие температуры, необходимые для эффективного производства или хранения электроэнергии. Почти 100 таких заводов построены по всему миру.

    В отчете описывается, как следователи NREL ожидали обнаружить, что задержки и поломки были вызваны сбоями в высоких технологиях на объектах. Но в итоге они пришли к выводу, что главными жалобами владельцев заводов были множество низкотехнологичных проблем, в том числе трудности с производством пара, утечка соленой воды, чистка зеркал и плохо спроектированные системы управления.

    Описанный как «первый в своем роде отчет», он показывает, как отсутствие контроля качества привело к перерасходу средств и плохой готовности, начиная с 1991 года. Это был год, когда американский пионер технологии CSP, Luz International Ltd. , обанкротилась после завершения строительства девяти солнечных электростанций в Калифорнии. В то время это был крупнейший производитель солнечной энергии в мире с 1800 сотрудниками.

    После посещения владельцев или операторов почти 80% действующих заводов CSP по всему миру исследователи NREL обнаружили более 1000 проблем. Более половины из них относились к вопросам эксплуатации и обслуживания, которые в отчете описаны как «технологически независимые».

    Отчет на 257 страницах, названный «Исследование передового опыта в области сосредоточения солнечной энергии», включает длинный список предлагаемых исправлений. Марк Мехос, ведущий автор отчета и руководитель группы в NREL, объяснил в интервью, что ни одна из проблем не была связана с конкретными заводами, чтобы побудить их к откровенным обсуждениям с владельцами объектов.

    «Главный урок заключается в том, что людей, занимающихся производством и обслуживанием, следует вовлекать в этот процесс как можно раньше», - сказал он, описывая открытие конкретного завода.«Точно так же инженеры-конструкторы должны работать в полевых условиях достаточно долго, чтобы предлагать оператору свой опыт».

    Дорогие проблемы могли и происходили часто. Один из предложенных передовых методов заключался в том, чтобы быстро найти и отремонтировать резервуар, из которого соленая вода вытекала на бетонный пол.

    «После того, как соль просочилась в фундамент, - поясняется в отчете, - нет другого механизма для удаления соли, кроме удаления пола, подъема резервуара, снятия фундамента, замены фундамента, замены пола и затем опускания резервуара. обратно на место.«

    Есть два типа установок CSP. Один из них, коммерциализированный компанией Luz в Калифорнии и позже принятый в Европе, использует зеркала для фокусирования солнечного тепла на сети желобов, содержащих трубы, заполненные минеральным маслом, которое становится перегретым. Тепло используется для производства пара, который подается в генераторы, производящие электричество.

    Тогда теория заключалась в том, что CSP быстро затмит солнечные фотоэлектрические панели, которые используют кремний для преобразования фотонов света в электричество, потому что CSP может производить электричество более дешево.

    Этого не произошло.

    После банкротства компании Luz ее вице-президент Майк Лоткер объяснил репортерам, что большую часть времени ему приходилось лоббировать в Конгрессе с целью увеличения налоговых льгот, получения одобрения от регулирующих органов Калифорнии, сбора денег от инвесторов, а затем строительства и открытия заводов CSP в пустыне до того, как закончатся налоговые льготы.

    При строительстве девятого завода он столкнулся с перерасходом средств из-за сверхурочной работы и решения стольких производственных проблем, что он не смог собрать деньги для 10-го завода.

    «Менеджмент, - пояснил он, - должен был работать безупречно, чтобы добиться успеха».

    Второй тип CSP использует зеркала или линзы на земле, чтобы фокусировать солнечный свет и направлять его на генераторы на вершинах высоких «энергетических башен», где производится пар. Некоторые формы используют увеличенный солнечный свет для нагрева соли до расплавленной формы, которая может создавать пар для электричества или сохранять тепло для использования в будущем.

    В мире насчитывается около 10 таких заводов. Они также столкнулись с различными проблемами при эксплуатации и техническом обслуживании.

    Между тем, за последние 10 лет значительное снижение цен на солнечную энергию произошло благодаря более старой технологии: кремниевым панелям. Во многих местах они теперь могут конкурировать с электричеством, произведенным на ископаемом топливе.

    европейцев столкнулись с теми же проблемами, что и американцы.

    В Испании, например, зеленый тариф был огромным государственным стимулом, гарантирующим владельцу станции высокую цену на электроэнергию. Получение права на это, привлечение других денег и соблюдение сроков истечения срока стали основным приоритетом покупателей и строителей заводов.

    Согласно отчету NREL, передача команды команде, которая фактически должна была управлять и обслуживать завод, часто происходила поспешно и слишком поздно.

    В идеале компания сначала построила бы небольшой завод, а затем использовала бы опыт, чтобы построить более крупный, - пояснил Мехос. «Или, если вы не можете этого сделать, тогда лучше сотрудничать с кем-то, кто это сделал».

    Это происходило не всегда. Даже когда это происходило, уроки, извлеченные на более ранних заводах CSP, иногда держались в секрете по причинам собственности.В результате, как говорится в отчете, «по нашим наблюдениям, пришлось извлечь слишком много уроков, поскольку новые станции проектируются и строятся новыми участниками».

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *