Тепловая электростанция: Принцип работы ТЭЦ, устройство ТЭС

Содержание

Принцип работы ТЭЦ, устройство ТЭС

ТЭЦ

Принцип работы теплоэлектроцентрали (ТЭЦ) основан на уникальном свойстве водяного пара – быть теплоносителем. В разогретом состоянии, находясь под давлением, он превращается в мощный источник энергии, приводящий в движение турбины теплоэлектростанций (ТЭС) — наследие такой уже далекой эпохи пара.

Первая тепловая электростанция была построена в Нью-Йорке на Перл-Стрит (Манхэттен) в 1882 году. Родиной первой российской тепловой станции, спустя год, стал Санкт-Петербург. Как это ни странно, но даже в наш век высоких технологий ТЭС так и не нашлось полноценной замены: их доля в мировой энергетике составляет более 60 %.

И этому есть простое объяснение, в котором заключены достоинства и недостатки тепловой энергетики. Ее «кровь» — органическое топливо – уголь, мазут, горючие сланцы, торф и природный газ по-прежнему относительно доступны, а их запасы достаточно велики.

Большим минусом является то, что продукты сжигания топлива причиняют серьезный вред окружающей среде. Да и природная кладовая однажды окончательно истощится, и тысячи ТЭС превратятся в ржавеющие «памятники» нашей цивилизации.

Принцип работы

Для начала стоит определиться с терминами «ТЭЦ» и «ТЭС». Говоря понятным языком – они родные сестры. «Чистая» теплоэлектростанция – ТЭС рассчитана исключительно на производство электроэнергии. Ее другое название «конденсационная электростанция» – КЭС.

Схема работы ТЭЦ

Теплоэлектроцентраль – ТЭЦ — разновидность ТЭС. Она, помимо генерации электроэнергии, осуществляет подачу горячей воды в центральную систему отопления и для бытовых нужд.

Схема работы ТЭЦ достаточно проста. В топку одновременно поступают топливо и разогретый воздух — окислитель. Наиболее распространенное топливо на российских ТЭЦ – измельченный уголь. Тепло от сгорания угольной пыли превращает воду, поступающую в котел в пар, который затем под давлением подается на паровую турбину. Мощный поток пара заставляет ее вращаться, приводя в движение ротор генератора, который преобразует механическую энергию в электрическую.

Схема работы ТЭЦ

Далее пар, уже значительно утративший свои первоначальные показатели – температуру и давление – попадает в конденсатор, где после холодного «водяного душа» он опять становится водой. Затем конденсатный насос перекачивает ее в регенеративные нагреватели и далее — в деаэратор. Там вода освобождается от газов – кислорода и СО2, которые могут вызвать коррозию. После этого вода вновь подогревается от пара и подается обратно в котел.

Теплоснабжение

Вторая, не менее важная функция ТЭЦ – обеспечение горячей водой (паром), предназначенной для систем центрального отопления близлежащих населенных пунктов и бытового использования. В специальных подогревателях холодная вода нагревается до 70 градусов летом и 120 градусов зимой, после чего сетевыми насосами подается в общую камеру смешивания и далее по системе тепломагистралей поступает к потребителям. Запасы воды на ТЭЦ постоянно пополняются.

Как работают ТЭС на газе

Схема ТЭС на газе

По сравнению с угольными ТЭЦ, ТЭС, где установлены газотурбинные установки, намного более компактны и экологичны. Достаточно сказать, что такой станции не нужен паровой котел. Газотурбинная установка – это по сути тот же турбореактивный авиадвигатель, где, в отличие от него, реактивная струя не выбрасывается в атмосферу, а вращает ротор генератора. При этом выбросы продуктов сгорания минимальны.

Новые технологии сжигания угля

КПД современных ТЭЦ ограничен 34 %. Абсолютное большинство тепловых электростанций до сих пор работают на угле, что объясняется весьма просто — запасы угля на Земле по-прежнему громадны, поэтому доля ТЭС в общем объеме выработанной электроэнергии составляет около 25 %.

Процесс сжигания угля многие десятилетия остается практически неизменным. Однако и сюда пришли новые технологии.

Чистое сжигание угля (Clean Coal)

Чистое сжигание угля (Clean Coal)

Особенность данного метода состоит в том, что вместо воздуха в качестве окислителя при сжигании угольной пыли используется выделенный из воздуха чистый кислород. В результате, из дымовых газов удаляется вредная примесь – NОx. Остальные вредные примеси отфильтровываются в процессе нескольких ступеней очистки. Оставшийся на выходе СО

2 закачивается в емкости под большим давлением и подлежит захоронению на глубине до 1 км.

Метод «oxyfuel capture»

Чистое сжигание угля (Clean Coal)

Здесь также при сжигании угля в качестве окислителя используется чистый кислород. Только в отличие от предыдущего метода в момент сгорания образуется пар, приводящий турбину во вращение. Затем из дымовых газов удаляются зола и оксиды серы, производится охлаждение и конденсация. Оставшийся углекислый газ под давлением 70 атмосфер переводится в жидкое состояние и помещается под землю.

Метод «pre-combustion»

Уголь сжигается в «обычном» режиме – в котле в смеси с воздухом. После этого удаляется зола и SO2 – оксид серы. Далее происходит удаление СО

2 с помощью специального жидкого абсорбента, после чего он утилизируется путем захоронения.

Пятерка самых мощных теплоэлектростанций мира

ТЭС Touketuo

Первенство принадлежит китайской ТЭС Tuoketuo мощностью 6600 МВт (5 эн/бл. х 1200 МВт), занимающей площадь 2,5 кв. км. За ней следует ее «соотечественница» — Тайчжунская ТЭС мощностью 5824 МВт. Тройку лидеров замыкает крупнейшая в России Сургутская ГРЭС-2 – 5597,1 МВт. На четвертом месте польская Белхатувская ТЭС – 5354 МВт, и пятая – Futtsu CCGT Power Plant (Япония) – газовая ТЭС мощностью 5040 МВт.

Сургутская ГРЭС-2 Сургутская ГРЭС-2
Ключевые термины из области электро- и тепло генерации

Геотермальная тепловая электростанция (ГеоТЭС) — электростанция, в качестве источника энергии использующая геотермальную энергию природных источников.

Гидроэлектростанция (ГЭС) — электростанция, в качестве источника энергии использующая энергию водного потока.

Государственная районная электростанция (ГРЭС) — тепловая (конденсационная электростанция), производящая только электрическую энергию. С течением времени термин «ГРЭС» потерял свой первоначальный смысл («районная») и в современном понимании означает, как правило, конденсационную электростанцию (КЭС) большой мощности (тысячи МВт), работающую в объединённой энергосистеме наряду с другими крупными электростанциями.

Дизельная электростанция (ДЭС) — стационарная или подвижная энергетическая установка, оборудованная одним или несколькими электрическими генераторами с приводом от дизельного двигателя внутреннего сгорания.

Диспетчерское управление энергосистемой — централизованное оперативное управление работой энергосистемы, осуществляемое диспетчерской службой. Примечание: управление осуществляется на основе оптимизации электрических, теплоэнергетических и гидроэнергетических режимов в целях обеспечения бесперебойного снабжения потребителей электроэнергией надлежащего качества, включая задание суточных графиков работы электростанций, ведение текущих режимов, вывод оборудования в ремонт и ликвидацию аварийных состояний энергосистемы.

Изолированная энергосистема — энергосистема, не имеющая электрических связей для параллельной работы с другими энергосистемами.

Конденсационная электростанция (КЭС) — тепловая электростанция, производящая только электрическую энергию, своим названием этот тип электростанций обязан особенностям принципа работы. Исторически получила наименование «ГРЭС» — государственная районная электростанция. С течением времени термин «ГРЭС» потерял свой первоначальный смысл («районная») и в современном понимании означает, как правило, конденсационную электростанцию (КЭС) большой мощности (тысячи МВт), работающую в объединённой энергосистеме наряду с другими крупными электростанциями. Иногда встречается термин "гидрорециркуляционная электростанция", что соответствует аббревиатуре.

Кабельная линия электропередачи (КЛ) – кабельная линия — ЛЭП, провода которой от ввода до ввода расположены под землей.

Котельная – здания или помещения (встроенные, пристроенные, размещенные на крыше зданий) с котлами или теплогенераторами и вспомогательным технологическим оборудованием, предназначенными для получения энергоносителей (водяного пара и горячей воды) в целях теплоснабжения или выработки продукции.

Линия электропередачи (ЛЭП) — электроустановка для передачи на расстояние электрической энергии, состоящая из проводников тока — проводов, кабелей, а также вспомогательных устройств и конструкций.

Объединенная энергосистема — совокупность нескольких энергетических систем, объединенных общим режимом работы, имеющая общее диспетчерское управление как высшую ступень управления по отношению к диспетчерским управлениям входящих в нее энергосистем.

Территориальная генерирующая компания (ТГК) – теплогенерирующая компания, ведущий производитель и поставщик электрической и тепловой энергии на определенной территории.

Трансформаторная подстанция (ТП) — подстанции, предназначенные для преобразования электрической энергии одного напряжения в энергию другого напряжения при помощи трансформаторов.

Теплоцентраль (ТЦ) — станция, вырабатывающая тепловую энергию для централизованного теплоснабжения потребителей.

Теплоэлектроцентраль (ТЭЦ) — разновидность тепловой электростанции, которая не только производит электроэнергию, но и является источником тепловой энергии в централизованных системах теплоснабжения (в виде пара и горячей воды, в том числе и для обеспечения горячего водоснабжения и отопления жилых и промышленных объектов).

ТЭЦ конструктивно устроена как конденсационная электростанция (КЭС). Главное отличие ТЭЦ от КЭС состоит в возможности отобрать часть тепловой энергии пара, после того, как он выработает электрическую энергию. В зависимости от вида паровой турбины, существуют различные отборы пара, которые позволяют забирать из нее пар с разными параметрами. Турбины ТЭЦ позволяют регулировать количество отбираемого пара. Отобранный пар конденсируется в сетевых подогревателях и передает свою энергию сетевой воде, которая направляется на пиковые водогрейные котельные и тепловые пункты. На ТЭЦ есть возможность перекрывать тепловые отборы пара, в этом случае ТЭЦ становится обычной КЭС. Это дает возможность работать ТЭЦ по двум графикам нагрузки:
•    тепловому — электрическая нагрузка жёстко зависит от тепловой нагрузки (тепловая нагрузка — приоритет)
•    электрическому — электрическая нагрузка не зависит от тепловой, либо тепловая нагрузка вовсе отсутствует, например, в летний период (приоритет — электрическая нагрузка).

Совмещение функций генерации тепла и электроэнергии (когенерация) выгодно, так как оставшееся тепло, которое не участвует в работе на КЭС, используется в отоплении. Это повышает расчетный КПД в целом (80 % у ТЭЦ и 30 % у КЭС), но не говорит об экономичности ТЭЦ. Основными же показателями экономичности являются: удельная выработка электроэнергии на тепловом потреблении и КПД цикла КЭС.
При строительстве ТЭЦ необходимо учитывать близость потребителей тепла в виде горячей воды и пара, так как передача тепла на большие расстояния экономически нецелесообразна.

Электроэнергетика — сфера экономики, включающая совокупность производственных и иных имущественных объектов, принадлежащих на праве собственности или иных законных основаниях различным юридическим или физическим лицам, и непосредственно используемых в процессе производства, передачи и сбыта электрической энергии, и самих лиц, осуществляющих указанные виды деятельности, а также комплекс экономических и иных взаимоотношений, возникающих в процессе их осуществления.

Энергокомпания — коммерческая организация, субъект рынка энергии, осуществляющая в рыночных условиях производство, передачу, распределение и/или сбыт энергии. Различают генерирующие энергокомпании, сетевые, распределительные, сбытовые и интегрированные, объединяющие несколько вышеуказанных видов деятельности.

Электрическая подстанция (ПС) –  электроустановка, предназначенная для приема, преобразования и распределения электрической энергии, состоящая из трансформаторов или других преобразователей электрической энергии, устройств управления, распределительных и вспомогательных устройств.

Энергетическая система - совокупность электростанций, электрических и тепловых сетей, соединенных между собой и связанных общностью режима в непрерывном процессе производства, преобразования и распределения электрической энергии и тепла при общем управлении этим режимом.

Тепловая электростанция — Википедия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Теплова́я электроста́нция (или теплова́я электри́ческая ста́нция) — электростанция, вырабатывающая электрическую энергию за счёт преобразования химической энергии топлива в процессе сжигания в тепловую, а затем в механическую энергию вращения вала электрогенератора. В качестве топлива широко используются различные горючие ископаемые топлива: уголь, природный газ, реже — мазут, ранее — торф и горючие сланцы. Многие крупные тепловые станции вырабатывают лишь электричество — традиционно ГРЭС, в настоящее время КЭС; средние станции могут также использоваться для выработки тепла в схемах теплоснабжения (ТЭЦ).

Первая теплоэлектростанция «Pearl Street Station (англ.)русск.» появилась в Нью-Йорке на Перл-стрит в 1882 году[1][2].

В традиционных теплоэлектростанциях топливо сжигается в топке парового котла (ранее также назывались парогенераторами), нагревая и превращая в пар питательную воду, прокачиваемую внутри котла в специальных трубках (водотрубный котёл). Полученный перегретый пар с высокой температурой (до 400—650 градусов Цельсия) и давлением (от единиц до десятков МПа) подается через паропровод в турбогенератор — совмещенные паровую турбину и электрогенератор. В многоступенчатой паровой турбине тепловая энергия пара частично превращается в механическую энергию вращения вала, на котором установлен Электрический генератор. В ТЭЦ часть тепловой энергии пара также используется в сетевых подогревателях.

В ряде теплоэлектростанций получила распространение газотурбинная схема, в которой полученная при сжигании газообразного или жидкого топлива смесь горячих газов непосредственно вращает турбину газотурбинной установки, ось которой соединяется с электрогенератором. После турбины газы остаются достаточно горячими для полезного использования в котле-утилизаторе для питания паросилового двигателя (парогазовая установка) или для целей теплоснабжения (Газотурбинная ТЭЦ).

Типы

  • Котлотурбинные электростанции
  • Газотурбинные электростанции
  • Электростанции на базе парогазовых установок
  • Электростанции на основе поршневых двигателей
    • С воспламенением от сжатия (дизель)
    • C воспламенением от искры
  • Комбинированного цикла

Экологические аспекты использования

Энергетика является одним из тех секторов мировой экономики, изменения в которых необходимы, чтобы избежать неприемлемых последствий глобального потепления. Оценки энергоинфраструктуры на основе глобального эмиссионного бюджета CO2 показывают, что после 2017 года в мире не должны вводиться в строй новые электростанции, работающие на ископаемом топливе.[3]

Тепловые электростанции зачастую становятся «мишенями» для радикально настроенных климатических активистов.[4][5]

См. также

Примечания

Литература

  • Аракелян Э. К., Старшинов В. А. Повышение экономичности и маневренности оборудования тепловых электростанций. — М.: МЭИ, 1993. — 328 с. — ISBN 5-7046-0042-5.


Тепловая электростанция ТЭС - Что такое Тепловая электростанция ТЭС

Тепловая электростанция - это энергоустановка для преобразования энергии топлива в механическую энергию

ИА Neftegaz.RU. Тепловая электростанция ( тепловая электрическая станция) - энергетическая установка, на которой вырабатывается электрическая энергия за счет преобразования химической энергии топлива в механическую энергию вращения вала электрогенератора.


1 Cooling tower Градирня
2 Cooling water pump Насос водяного охлаждения; Циркуляционный насос
3 Transmission line (3-phase) Линия электропередачи (3-х фазная)
4 Step-up transformer (3-phase) Повышающий трансформатор
5 Electrical generator (3-phase) Электрогенератор; Электромашинный генератор
6 Low pressure steam turbine Паровая турбина низкого давления
7 Condensate pump Конденсатный насос
8 Surface condenser Поверхностный конденсатор
9 Intermediate pressure steam turbine Паровая турбины среднего давления
10 Steam control valve Клапан регулировки подачи пара
11 High pressure steam turbine Паровая турбина высокого давления
12 Deaerator Деаэратор
13 Feedwater heater Подогреватель питательной воды
14 Coal conveyor Транспортёр угля
15 Coal hopper Бункер угля
16 Coal pulverizer Углеразмольная мельница; Мельница для измельчения угля
17 Boiler drum Барабан котла
18 Bottom ash hopper Шлаковый бункер
19 Superheater Пароперегреватель; Перегреватель пара
20 Forced draught (draft) fan Дутьевой вентилятор; Тягодутьевой вентилятор
21 Reheater Промежуточный пароперегреватель
22 Combustion air intake Заборник первичного воздуха; Заборник воздуха в топку
23 Economiser Экономайзер
24 Air preheater Предварительный воздухоподогреватель
25 Precipitator Золоуловитель
26 Induced draught (draft) fan Дымосос; Вытяжной вентилятор
27 Flue-gas stack Дымовая труба
28 Feed pump Питательный насос

Уголь транспортируется (14) из внешней шахты и измельчается в очень мелкий порошок крупными металлическими сферами в мельнице (16). 

Там он смешивается с предварительно подогретым воздухом (24), нагнетаемым вентилятором поддува (20). 

Горячая воздушно-топливная смесь принудительно, при высоком давлении, попадает в котел, где быстро воспламеняется. 

Вода поступает вертикально вверх по трубчатым стенкам котла, где превращается в пар и поступает в барабан котла (17), в котором пар отделяется от оставшейся воды. 

Пар проходит через коллектор в крышке барабана в подвесной подогреватель (19), где его давление и температура быстро возрастают до 200 бар и 570°С, достаточных для того, чтобы стенки труб светились тускло-красным цветом. 

Затем пар поступает в турбину высокого давления (11), первую из трех в процессе генерации электроэнергии. 

Клапан регулировки подачи пара (10) обеспечивает как ручное управление турбиной, так и автоматическое по заданным параметрам. 

Пар выпускается из турбины высокого давления как со снижением давления, так температуры, после чего он возвращается на подогрев в промежуточный пароперегреватель (21) котла.

ТЭС - основной тип электростанций в России, доля вырабатываемой ими электроэнергии составляет 67% на 2000 г.

В промышленно развитых странах этот показатель доходит до 80%.

Тепловая энергия на ТЭС используется для нагрева воды и получения пара - на паротурбинных электростанциях или для получения горячих газов-на газотурбинных.

Для получения тепла органическое топливо сжигают в котлоагрегатах ТЭС.

В качестве топлива используется уголь, торф, природный газ, мазут, горючие сланцы.

Типы ТЭС

1.Котлотурбинные электростанции

1.1. Конденсационные электростанции (КЭС, исторически получили название ГРЭС - государственная районная электростанция)

1.2.Теплоэлектроцентрали (теплофикационные электростанции, ТЭЦ)

2.Газотурбинные электростанции

3.Электростанции на базе парогазовых установок

4.Электростанции на основе поршневых двигателей

5. Комбинированного цикла

Тепловая электростанция — Википедия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Теплова́я электроста́нция (или теплова́я электри́ческая ста́нция) — электростанция, вырабатывающая электрическую энергию за счёт преобразования химической энергии топлива в процессе сжигания в тепловую, а затем в механическую энергию вращения вала электрогенератора. В качестве топлива широко используются различные горючие ископаемые топлива: уголь, природный газ, реже — мазут, ранее — торф и горючие сланцы. Многие крупные тепловые станции вырабатывают лишь электричество — традиционно ГРЭС, в настоящее время КЭС; средние станции могут также использоваться для выработки тепла в схемах теплоснабжения (ТЭЦ).

Первая теплоэлектростанция «Pearl Street Station (англ.)русск.» появилась в Нью-Йорке на Перл-стрит в 1882 году[1][2].

В традиционных теплоэлектростанциях топливо сжигается в топке парового котла (ранее также назывались парогенераторами), нагревая и превращая в пар питательную воду, прокачиваемую внутри котла в специальных трубках (водотрубный котёл). Полученный перегретый пар с высокой температурой (до 400—650 градусов Цельсия) и давлением (от единиц до десятков МПа) подается через паропровод в турбогенератор — совмещенные паровую турбину и электрогенератор. В многоступенчатой паровой турбине тепловая энергия пара частично превращается в механическую энергию вращения вала, на котором установлен Электрический генератор. В ТЭЦ часть тепловой энергии пара также используется в сетевых подогревателях.

В ряде теплоэлектростанций получила распространение газотурбинная схема, в которой полученная при сжигании газообразного или жидкого топлива смесь горячих газов непосредственно вращает турбину газотурбинной установки, ось которой соединяется с электрогенератором. После турбины газы остаются достаточно горячими для полезного использования в котле-утилизаторе для питания паросилового двигателя (парогазовая установка) или для целей теплоснабжения (Газотурбинная ТЭЦ).

Типы

  • Котлотурбинные электростанции
  • Газотурбинные электростанции
  • Электростанции на базе парогазовых установок
  • Электростанции на основе поршневых двигателей
    • С воспламенением от сжатия (дизель)
    • C воспламенением от искры
  • Комбинированного цикла

Экологические аспекты использования

Энергетика является одним из тех секторов мировой экономики, изменения в которых необходимы, чтобы избежать неприемлемых последствий глобального потепления. Оценки энергоинфраструктуры на основе глобального эмиссионного бюджета CO2 показывают, что после 2017 года в мире не должны вводиться в строй новые электростанции, работающие на ископаемом топливе.[3]

Тепловые электростанции зачастую становятся «мишенями» для радикально настроенных климатических активистов.[4][5]

См. также

Примечания

Литература

  • Аракелян Э. К., Старшинов В. А. Повышение экономичности и маневренности оборудования тепловых электростанций. — М.: МЭИ, 1993. — 328 с. — ISBN 5-7046-0042-5.

Тепловые электростанции (КЭС, ТЭЦ): разновидности, принцип работы, мощность

Тепловые электростанции (ТЭЦ, КЭС): разновидности, типы, принцип работы, топливо

Тепловые электростанции могут быть с паровыми и газовыми турбинами, с двигателями внутреннего сгорания. Наиболее распространены тепловые станции с паровыми турбинами, которые в свою очередь подразделяются на: конденсационные (КЭС) — весь пар в которых, за исключением небольших отборов для подогрева питательной воды, используется для вращения турбины, выработки электрической энергии;теплофикационные электростанции — теплоэлектроцентрали (ТЭЦ), являющиеся источником питания потребителей электрической и тепловой энергии и располагающиеся в районе их потребления.

Конденсационные электростанции

Конденсационные электростанции часто называют государственными районными электрическими станциями (ГРЭС). КЭС в основном располагаются вблизи районов добычи топлива или водоемов, используемых для охлаждения и конденсации пара, отработавшего в турбинах.

Характерные особенности конденсационных электрических станции

  1. в большинстве своем значительная удаленность от потребителей электрической энергии, что обуславливает необходимость передавать электроэнергию в основном на напряжениях 110-750 кВ;
  2. блочный принцип построения станции, обеспечивающий значительные технико-экономические преимущества, заключающиеся в увеличении надежности работы и облегчении эксплуатации, в снижении объема строительных и монтажных работ.
  3. Механизмы и установки, обеспечивающие нормальное функционирование станции, составляют систему ее собственных нужд.

КЭС могут работать на твердом (уголь, торф), жидком (мазут, нефть) топливе или газе.

Топливоподача и приготовление твердого топлива заключается в транспортировке его из складов в систему топливоприготовления. В этой системе топливо доводится до пылевидного состояния с целью дальнейшего вдувания его к горелкам топки котла. Для поддержания процесса горения специальным вентилятором в топку нагнетается воздух, подогретый отходящими газами, которые отсасываются из топки дымососом.

Жидкое топливо подается к горелкам непосредственно со склада в подогретом виде специальными насосами.

tec

Подготовка газового топлива состоит в основном в регулировании давления газа перед сжиганием. Газ от месторождения или хранилища транспортируется по газопроводу к газораспределительному пункту (ГРП) станции. На ГРП осуществляется распределение газа и регулирование его параметров.

Процессы в пароводяном контуре

Основной пароводяного контур осуществляет следующие процессы:

  1. Горение топлива в топке сопровождается выделением тепла, которое нагревает воду, протекающую в трубах котла.
  2. Вода превращается в пар с давлением 13…25 МПа при температуре 540..560 °С.
  3. Пар, полученный в котле, подается в турбину, где совершает механическую работу — вращает вал турбины. Вследствие этого вращается и ротор генератора, находящийся на общем с турбиной валу.
  4. Отработанный в турбине пар с давлением 0,003…0,005 МПа при температуре 120…140°С поступаетв конденсатор, где превращается в воду, которая откачивается в деаэратор.
  5. В деаэраторе происходит удаление растворенных газов, и прежде всего кислорода, опасного ввиду своей коррозийной активности.Система циркуляционного водоснабжения обеспечивает охлаждение пара в конденсаторе водой из внешнего источника (водоема, реки, артезианской скважины). Охлажденная вода, имеющая на выходе из конденсатора температуру, не превышающую 25…36 °С, сбрасывается в систему водоснабжения.

Интересное видео о работе ТЭЦ можно посмотреть ниже:

Для компенсации потерь пара в основную пароводяную систему насосом подается подпиточная вода, предварительно прошедшая химическую очистку.

Следует отметить, что для нормальной работы пароводяных установок, особенно со сверх критическими параметрами пара, важное значение имеет качество воды, подаваемой в котел, поэтому турбинный конденсат пропускается через систему фильтров обессоливания. Система водоподготовки предназначена для очистки подпиточной и конденсатной воды, удаления из нее растворенных газов.

На станциях, использующих твердое топливо, продукты сгорания в виде шлака и золы удаляются из топки котлов специальной системой шлака- и золоудаления, оборудованной специальными насосами.

При сжигании газа и мазута такой системы не требуется.

На КЭС имеют место значительные потери энергии. Особенно велики потери тепла в конденсаторе (до 40..50 % общего количества тепла, выделяемого в топке), а также с отходящими газами (до 10 %). Коэффициент полезного действия современных КЭС с высокими параметрами давления и температуры пара достигает 42 %.

Электрическая часть КЭС представляет совокупность основного электрооборудования (генераторов, трансформаторов) и электрооборудования собственных нужд, в том числе сборных шин, коммутационной и другой аппаратуры со всеми выполненными между ними соединениями.

Генераторы станции соединяются в блоки с повышающими трансформаторами без каких-либо аппаратов между ними.

В связи с этим на КЭС не сооружается распределительное устройство генераторного напряжения.

Распределительные устройства на напряжения 110—750 кВ в зависимости от количества присоединений, напряжения, передаваемой мощности и требуемого уровня надежности выполняются по типовым схемам электрических соединений. Поперечные связи между блоками имеют место только в распределительных устройствах высшего напряжения или в энергосистеме, а также по топливу, воде и пару.

В связи с этим каждый энергоблок можно рассматривать как отдельную автономную станцию.

Для обеспечения электроэнергией собственных нужд станции выполняются отпайки от генераторов каждого блока. Для питания мощных электродвигателей (200 кВт и более) используется генераторное напряжение, для питания двигателей меньшей мощности и осветительных установок — система напряжения 380/220 В. Электрические схемы собственных нужд станции могут быть различными.

Ещё одно интересное видео о работе ТЭЦ изнутри:

Теплоэлектроцентрали

Теплоэлектроцентрали, являясь источниками комбинированной выработки электрической и тепловой энергии, имеют значительно больший, чем КЭС, коэффициент полезного действия (до 75 %). Это объясняется тем. что часть отработавшего в турбинах пара используется для нужд промышленного производства (технологии), отопления, горячего водоснабжения.

Этот пар или  непосредственно поступает для производственных и бытовых нужд или частично используется для предварительного подогрева воды в специальных бойлерах (подогревателях), из которых вода через теплофикационную сеть направляется потребителям тепловой энергии.

Основное отличие технологии производства энергии на ТЭЦ в сравнении с КЭС состоит в специфике пароводяного контура. Обеспечивающего промежуточные отборы пара турбины, а также в способе выдачи энергии, в соответствии с которым основная часть ее распределяется на генераторном напряжении через генераторное распределительное устройство (ГРУ).

Связь ТЭЦ с другими станциями энергосистемы выполняется на повышенном напряжении через повышающие трансформаторы. При ремонте или аварийном отключении одного генератора недостающая мощность может быть передана из энергосистемы через эти же трансформаторы.

Для увеличения надежности работы ТЭЦ предусматривается секционирование сборных шин.

Так, при аварии на шинах и последующем ремонте одной из секций вторая секция остается в работе и обеспечивает питание потребителей по оставшимся под напряжениям линиям.

По таким схемам сооружаются промышленные ТЭЦ с генераторами до 60 мВт, предназначенные для питания местной нагрузки в радиусе 10 км.

На крупных современных ТЭЦ применяются генераторы мощностью до 250 мВт при общей мощности станции 500—2500 мВт.

Такие ТЭЦ сооружаются вне черты города и электроэнергия передается на напряжении 35—220 кВ, ГРУ не предусматривается, все генераторы соединяются в блоки с повышающими трансформаторами. При необходимости обеспечить питание небольшой местной нагрузки вблизи блочной ТЭЦ предусматриваются отпайки от блоков между генератором и трансформатором. Возможны и комбинированные схемы станции, при которых на ТЭЦ имеется ГРУ и несколько генераторов соединены по блочным схемам.

Как работает тепловая электростанция? ⋆ Как это сделано

Пару недель назад во всех кранах Новодвинска исчезла горячая вода – здесь не нужно искать какие-то происки недругов, просто в Новодвинск пришли гидравлические испытания, процедура, необходимая для подготовки городской энергетики и коммунальных коммуникаций к новому отпительному сезону. Без горячей воды как-то сразу ощутил себя деревенским жителем – кастрюльки с кипятком на плите – помыться-побриться,- мытье посуды в холодной воде и т.д.

Вместе с тем в голове появился вопрос: а как все-таки “делается” горячая вода, и как она попадает в краны в наших квартирах?
DSC01446.JPGDSC01446.JPG


Конечно, вся городская энергетика “запитана” на Архангельский ЦБК, точнее на ТЭС-1, куда я и направился, чтобы узнать откуда берется горячая вода и тепло в наших квартирах. Помочь в моем поиске согласился главный энергетик Архангельского ЦБК Андрей Борисович Зубок, ответивший на множество моих вопросов.

Вот, кстати, рабочий стол – главного энергетика Архангельского ЦБК – монитор, куда выводятся самые разнообразные данные, многоканальный телефон, который неоднократно звонил в ходе нашей беседы, стопка документов…
DSC01330.JPGDSC01330.JPG

Андрей Борисович рассказал мне, как “в теории” работает ТЭС-1, главная энергетическая установка комбината и города. Сама аббревиатура ТЭС – тепло-электро станция – подразумевает собой, что станция вырабатывает не только электричество, но и тепло (горячая вода, отопление), причем, выработка тепла возможно даже более приоритетна в нашем холодном климате.

Схема работы ТЭС-1:
Как работает тепловая электростанция?Как работает тепловая электростанция?
Любая тепло-электростанция начинается с главного щита управления, куда стекается вся информация о процессах, происходящих в котлах, о работе турбин и т.д.
DSC01334.JPGDSC01334.JPG

Здесь на многочисленных индикаторах и циферблатах видна работа турбин, генераторов и котлов. Отсюда управляют производственным процессом станции. А процесс этот весьма сложный = чтобы разобраться во всем, нужно не мало учиться.
DSC01343.JPGDSC01343.JPG
DSC01336.JPGDSC01336.JPG

Ну а рядом – находится сердце ТЭС-1 – паровые котлы. Их на ТЭС-1 восемь. Это огромные сооружения, высота которых достигает 32 метров. Именно в них и происходит главный процесс преобразования энергии, благодаря которому и появляется и электричество, и горячая вода в наших домах – выработка пара.
DSC01352.JPGDSC01352.JPG

Но всё начинается с топлива. В роли топлива на разных электростанциях могут выступать уголь, газ, торф. На ТЭС-1 основное топливо – это уголь, который везут сюда из Воркуты по железной дороге.
DSC01422.JPGDSC01422.JPG

Часть его складируется, другая часть идёт по конвейерам на станцию, где сам уголь сначала измельчается до пыли и потом подаётся по специальным “пылепроводам” в топку парового котла. Для розжига котла используют мазут, а потом по мере увеличения давления и температуры переводят его на угольную пыль.
DSC01350.JPGDSC01350.JPG

Паровой котел — это агрегат для получения пара высокого давления из непрерывно поступающей в него питательной воды. Происходит это за счет теплоты, выделяющейся при сгорании топлива. Сам котёл выглядит довольно внушительно. Весит это сооружение более 1000 тонн! Производительность котла — 200 тонн пара в час.
DSC01355.JPGDSC01355.JPG

Внешне котел напоминает сплетение труб, вентелей и каких-то механизмов. Рядом с котлом жарко, ведь пар на выходе из котла имеет температуру в 540 градусов.
DSC01357.JPGDSC01357.JPG

Есть на ТЭС-1 и другой котел – современный, установленный несколько лет назад котел Metso с решеткой Hybex. Управление этим энергоагрегатом выведено на отдельный пульт.
DSC01358.JPGDSC01358.JPG

Агрегат работает по инновационной технологии — сжигание топлива в пузырьковом кипящем слое (Hybex). Для получения пара здесь сжигают кородревесное топливо (270 тыс. тонн в год) и осадок сточных вод (80 тыс. тонн в год), его привозят сюда с очистных сооружений.

DSC01361.JPGDSC01361.JPG
DSC01360.JPGDSC01360.JPG

Современный котел – это тоже огромное сооружение, высота которого более 30 метров.
DSC01362.JPGDSC01362.JPG

Ил и кородревесное топливо попадают в котел по этим транспортерам.
DSC01368.JPGDSC01368.JPG

А отсюда, уже после подготовки топливная смесь попадает непосредственно в топку котла.
DSC01371.JPGDSC01371.JPG

В здании нового котла на ТЭС-1 есть лифт. Вот только этажей в привычном для обычного горожанина виде здесь нет – есть высота отметки обслуживания – вот и лифт движется от отметки к отметке.
DSC01377.JPGDSC01377.JPG

На станции работает больше 700 человек. Работы хватает всем – оборудование требует обслуживания и постоянного контроля за ним со стороны персонала. Условия работы на станции непростые – высокие температуры, влажность, шум, угольная пыль.
DSC01379.JPGDSC01379.JPG

А здесь рабочие готовят площадку под строительство нового котла – его возведение начнется уже в будущем году.
DSC01354.JPGDSC01354.JPG

Здесь готовится вода для котла. В автоматическом режиме воду умягчают для того, чтобы снизить отрицательное воздействие на котел и лопатки турбины (уже в то время когда вода превратится в пар).
DSC01413.JPGDSC01413.JPGDSC01417.JPGDSC01417.JPG

А это турбинный зал – сюда приходит пар из котлов, здесь он крутит мощные турбины (всего их пять).
DSC01346.JPGDSC01346.JPG

Вид со стороны:
DSC01386.JPGDSC01386.JPG

В этом зале пар работает: проходя через пароперегреватели, пар нагревается до температуры 545 градусов и поступает в турбину, где под его давлением вращается ротор турбогенератора и, соответственно, вырабатывается электроэнергия.
DSC01388.JPGDSC01388.JPG

Множество манометров.
DSC01385.JPGDSC01385.JPG

А вот она – турбина, где и работает пар и “крутит” генератор. Это турбина №7 и, соответственно, генератор №7.
DSC01392.JPGDSC01392.JPG

Восьмой генератор и восьмая турбина. Мощности генераторов разные, но в сумме они способны выдавать около 180 МВт электроэнергии – этого электричества хватает и на нужды самой станции (а это около 16%), и на нужды производств Архангельского ЦБК, и на обеспечение “сторонних потребителей” (в город уходит около 5% выработанной энергии).
DSC01397.JPGDSC01397.JPG

Переплетение труб завораживает.
DSC01431.JPGDSC01431.JPG

Горячая вода для отопления (сетевая) получается путем нагревания воды паром в теплообменниках (бойлерах). В сеть она закачивается вот такими насосами – их на ТЭС-1 восемь. Вода “для отопления”, к слову, специально подготавливается и очищается и на выходе со станции соответствует требованиям, предъявляемым к питьевой воде. Теоретически эту воду можно пить, но все-таки пить ее не рекомендуется из-за наличия большого количества продуктов коррозии в трубах тепловых сетей.
DSC01429.JPGDSC01429.JPG
DSC01407.JPGDSC01407.JPG

А в этих башнях – участке химического цеха ТЭС-1,- готовится вода, которую добавляют в теплосистему, ведь часть горячей воды расходуется – ее необходимо пополнять.
DSC01370.JPGDSC01370.JPG

Дальше нагретая вода (теплоноситель) следует по трубопроводам различного сечения, ведь ТЭС-1 отапливает не только город, но и производственные помещения комбината.
DSC01408.JPGDSC01408.JPG

А электричество “выходит” со станции через через распределительные электрические устройства и трансформаторы   и передается в энергосистему комбината и города.
DSC01424.JPGDSC01424.JPGDSC01435.JPGDSC01435.JPG

Конечно, на станции есть труба – та самая “фабрика облаков”. На ТЭС-1 таких труб три. Самая высокая – более 180 метров. Как оказалось труба – это действительно пустотелая конструкция, куда сходятся газоходы от различных котлов. Перед попаданием в трубу дымовые газы проходят систему очистки от золы. На новом котле это происходит в электрофильтре. Эффективная степень очистки дымовых газов составляет 99.7%. На угольных котлах очистка производится  водой,- эта система менее эффективна, но все равно большая часть «выбросов» улавливается.
DSC01421.JPGDSC01421.JPG
DSC01412.JPGDSC01412.JPG

Сегодня на ТЭС-1 полным ходом идут ремонты: и если здание можно отремонтировать в любое время…
DSC01333.JPGDSC01333.JPG

…то производить капитальный ремонт котлов или турбин можно только летом в период пониженных нагрузок. Кстати, именно для этого и проводят “гидравлические испытания”. Программное повышение нагрузки на системы теплоснабжения необходимо, во-первых, для проверки надежности коммунальных коммуникаций, а, во-вторых, энергетики имеют возможность “слить” теплоноситель из системы и заменить, например, участок трубы. Ремонт энергетического оборудования – дорогостоящее мероприятие, требующее особой квалификации и допуска от специалистов.
DSC01438.JPGDSC01438.JPG

За пределами комбината горячая вода (она же теплоноситель) течет по трубам – три “выхода” в город обеспечивают бесперебойную работу отопительной системы города. Система замкнута, вода в ней постоянно циркулирует. В самое холодное время года – температура воды на выходе со станции составляет 110 градусов Цельсия, возвращается теплоноситель, остыв на 20-30 градусов. Летом температуру воды снижают – нормативно на выходе со станции она составляет 65 градусов Цельсия.
DSC01626.JPGDSC01626.JPG

Кстати, отключают горячую воду и отопление не на ТЭС, а непосредственно в домах – этим занимаются управляющие компании. ТЭС “отключает” воду лишь однажды – после гидравлических испытаний, чтобы произвести ремонт. После ремонтов энергетики постепенно заполняют систему водой – в городе есть специальные механизмы для спуска воздуха из системы – совсем как в батареях в обычном жилом доме.
DSC01630.JPGDSC01630.JPG

Конечный пункт горячей воды – тот самый кран в любой из городских квартир, вот только сейчас воды в нем нет – гидравлические испытания.

Вот так непросто “делается” то, без чего трудно представить жизнь современного горожанина – горячая вода.

Солнечные тепловые электростанции - Управление энергетической информации США (EIA)

Солнечные теплоэнергетические системы используют концентрированную солнечную энергию

Солнечные тепловые электростанции / системы производства электроэнергии собирают и концентрируют солнечный свет для производства высокотемпературного тепла, необходимого для выработки электроэнергии. Все солнечные тепловые энергетические системы имеют коллекторы солнечной энергии с двумя основными компонентами: отражатели и зеркала , которые захватывают и фокусируют солнечный свет на приемнике .В большинстве типов систем теплоноситель нагревается и циркулирует в ресивере и используется для производства пара. Пар преобразуется в механическую энергию в турбине, которая приводит в действие генератор для выработки электроэнергии. Солнечные теплоэнергетические системы имеют системы слежения, которые удерживают солнечный свет на приемнике в течение дня, когда солнце меняет положение на небе. Солнечные тепловые электростанции обычно имеют большое поле или массив коллекторов, которые подают тепло к турбине и генератору.Несколько солнечных тепловых электростанций в Соединенных Штатах имеют две или более солнечных электростанций с отдельными батареями и генераторами.

Солнечные теплоэнергетические системы могут также иметь компонент системы аккумулирования тепловой энергии, который позволяет системе солнечного коллектора нагревать систему аккумулирования энергии в течение дня, а тепло от системы хранения используется для выработки электроэнергии вечером или в облачную погоду. Солнечные тепловые электростанции также могут быть гибридными системами, которые используют другие виды топлива (обычно природный газ) для дополнения солнечной энергии в периоды низкой солнечной радиации.

Виды обогатительных солнечных тепловых электростанций

Линейные обогатительные системы

Линейные концентрирующие системы собирают солнечную энергию с помощью длинных прямоугольных изогнутых (U-образных) зеркал. Зеркала фокусируют солнечный свет на приемники (трубки), которые проходят по длине зеркал. Концентрированный солнечный свет нагревает жидкость, текущую через трубки. Жидкость направляется в теплообменник для кипячения воды в обычном паротурбинном генераторе для выработки электроэнергии.Существуют два основных типа систем линейных концентраторов: системы параболических желобов, где приемные трубки расположены вдоль фокальной линии каждого параболического зеркала, и системы линейных отражателей Френеля, где одна приемная трубка расположена над несколькими зеркалами, чтобы обеспечить большую мобильность зеркал в следя за солнцем.

Электростанция с линейным концентрирующим коллектором имеет большое количество, или поле , коллекторов в параллельных рядах, которые обычно выровнены в направлении север-юг для максимального сбора солнечной энергии.Эта конфигурация позволяет зеркалам отслеживать солнце с востока на запад в течение дня и постоянно концентрировать солнечный свет на приемных трубках.

Параболические желоба

Параболический желоб-коллектор имеет длинный отражатель параболической формы, который фокусирует солнечные лучи на приемной трубе, расположенной в фокусе параболы. Коллектор наклоняется вместе с солнцем, чтобы солнечный свет фокусировался на приемнике, когда солнце движется с востока на запад в течение дня.

Из-за своей параболической формы желоб может фокусировать солнечный свет в 30-100 раз больше его нормальной интенсивности (коэффициента концентрации) на приемной трубе, расположенной вдоль линии фокуса желоба, достигая рабочих температур выше 750 ° F.

Picture of a parabolic trough power plant.

Электростанция с параболическим желобом

Источник: Сток-фото (защищено авторским правом)

Системы линейного концентрирования с параболическими желобами используются в самой длительной в мире солнечной теплоэнергетической установке - системе генерирования солнечной энергии (SEGS).Объект с девятью отдельными растениями расположен в пустыне Мохаве в Калифорнии. Первая установка в системе, SEGS I, работала с 1984 по 2015 г., а вторая, SEGS II, работала с 1985 по 2015 г. SEGS III – VII (3–7), каждая с мощностью выработки летом 36 мегаватт (МВт) был введен в эксплуатацию в 1986, 1987 и 1988 годах. SEGS VIII и IX (8 и 9), каждый из которых имел чистую летнюю электрическую мощность 88 МВт, начал работу в 1989 и 1990 годах, соответственно. В совокупности семь действующих в настоящее время электростанций SEGS III – IX имеют общую чистую летнюю электрическую мощность около 356 МВт, что делает их одним из крупнейших солнечных тепловых электростанций в мире.

    Электростанция Солана
  • : 280 МВт, двухстанционная установка с компонентом накопления энергии в Джила Бенд, Аризона
  • Mojave Solar Project: 280 МВт, два завода в Барстоу, Калифорния
  • Проект солнечной энергии Genesis: 250 МВт, установка с двумя установками в Блайте, Калифорния
  • Nevada Solar One: электростанция мощностью 69 МВт около Боулдер-Сити, штат Невада

Линейные отражатели Френеля

Системы линейных отражателей Френеля (LFR) похожи на системы параболических желобов в том, что зеркала (отражатели) концентрируют солнечный свет на приемнике, расположенном над зеркалами.В этих отражателях используется эффект линзы Френеля, который позволяет концентрировать зеркало с большой апертурой и коротким фокусным расстоянием. Эти системы способны концентрировать солнечную энергию примерно в 30 раз по сравнению с нормальной интенсивностью. Компактные линейные отражатели Френеля (CLFR), также называемые концентрирующими линейными отражателями Френеля, - это тип технологии LFR, в которой несколько поглотителей расположены вблизи зеркал. Многократные приемники позволяют зеркалам изменять их наклон, чтобы минимизировать, насколько они блокируют доступ соседних отражателей к солнечному свету.Такое позиционирование повышает эффективность системы и снижает требования к материалам и затраты. Демонстрационная солнечная электростанция CLFR была построена недалеко от Бейкерсфилда, штат Калифорния, в 2008 году, но в настоящее время она не работает.

Башни солнечной энергии

В солнечной энергетической башне используется большое поле плоских, следящих за солнцем зеркал, называемых гелиостатами, для отражения и концентрации солнечного света в приемнике на вершине башни. Солнечный свет может быть сконцентрирован до 1500 раз.Некоторые электростанции используют воду в качестве теплоносителя. Передовые конструкции экспериментируют с расплавленной нитратной солью из-за ее превосходной теплоотдачи и способности аккумулировать энергию. Возможность аккумулирования тепловой энергии позволяет системе производить электроэнергию в облачную погоду или ночью.

  • Солнечная электростанция «Иванпа»: установка с тремя отдельными коллекторными полями и башнями с суммарной вырабатываемой электрической мощностью летом 399 МВт в сухом озере Иванпа, Калифорния
  • Проект Crescent Dunes Solar Energy: 110-мегаваттная установка с одной башней с компонентом накопления энергии в Тонапах, штат Невада
Image of a solar power tower.

Башня солнечной энергии

Источник: Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии (NREL)

Image of a solar dish collector.

Солнечная антенна / двигатели

Источник: Сток-фото (защищено авторским правом)

Солнечная антенна / двигатели

Солнечные системы тарелки / двигателя используют зеркальную тарелку, похожую на очень большую спутниковую антенну.Чтобы снизить затраты, зеркальное блюдо обычно состоит из множества небольших плоских зеркал, сформированных в форме блюда. Поверхность в форме тарелки направляет и концентрирует солнечный свет на термоприемник, который поглощает и собирает тепло и передает его генератору двигателя. Самым распространенным типом теплового двигателя, используемого в системах тарелки / двигателя, является двигатель Стирлинга. Эта система использует жидкость, нагретую ресивером, для перемещения поршней и создания механической энергии. Механическая энергия запускает генератор или генератор для производства электроэнергии.

Солнечные системы тарелки / двигателя всегда направлены прямо на солнце и концентрируют солнечную энергию в фокусе тарелки. Коэффициент концентрации солнечной тарелки намного выше, чем у линейных концентрирующих систем, и температура его рабочей жидкости выше 1380 ° F. Энергетическое оборудование, используемое с солнечной тарелкой, может быть установлено в фокусной точке тарелки, что делает его хорошо подходящим для удаленных мест, или энергия может быть собрана из ряда установок и преобразована в электричество в центральной точке.

Армия США разрабатывает систему мощностью 1,5 МВт в депо Tooele Army в Юте с 429 солнечными батареями двигателя Стирлинга.

Последнее обновление: 22 января 2020 г.

,

Солнечная тепловая электростанция - Energy Education

Рисунок 1. Солнечная тепловая электростанция в Испании. [1]

Солнечные тепловые электростанции - это электростанции, которые используют энергию Солнца для нагрева жидкости до высокой температуры. Эта жидкость затем передает свое тепло воде, которая затем становится перегретым паром. Этот пар затем используется для вращения турбин на электростанции, и эта механическая энергия преобразуется в электричество с помощью генератора. Этот тип генерации, по сути, аналогичен генерации электроэнергии, которая использует ископаемое топливо, но вместо этого нагревает пар с использованием солнечного света вместо сжигания ископаемого топлива. [2] В этих системах используются солнечные коллекторы, чтобы сконцентрировать солнечные лучи в одной точке для достижения соответствующих высоких температур.

Существует два типа систем для сбора и хранения солнечной радиации: пассивные системы и активные системы. Солнечные тепловые электростанции считаются активными системами. [3] Эти установки предназначены для работы с использованием только солнечной энергии, но большинство установок могут использовать сжигание ископаемого топлива для увеличения производительности при необходимости. [2]

Типы растений

Несмотря на то, что есть несколько различных типов солнечных тепловых электростанций, они все одинаковы в том, что они используют зеркала для отражения и концентрации солнечного света в точке.В этот момент солнечная энергия собирается и преобразуется в тепловую энергию, которая создает пар и запускает генератор. Это создает электричество.

параболических желобов

основной артикул
Рисунок 2. Параболические желоба. [4]

Эти желоба, также известные как линейные фокусирующие коллекторы, состоят из длинного отражателя параболической формы, который концентрирует падающий солнечный свет на трубе, проходящей по желобу. Коллекторы иногда используют одноосную систему слежения за Солнцем для отслеживания Солнца по небу, когда оно движется с востока на запад, чтобы обеспечить максимальную солнечную энергию, падающую на зеркала.Приемная труба в центре может достигать температуры выше 400 ° C, поскольку желоб фокусирует Солнце в 30-100 раз от его нормальной интенсивности. [2]

Эти желоба выстроены в ряд в солнечном поле. Теплоноситель нагревается, когда он проходит по трубам в параболическом желобе. Затем эта жидкость возвращается в теплообменники в центральном месте, где тепло передается воде, генерируя перегретый пар высокого давления. Этот пар затем перемещает турбину для питания генератора и выработки электроэнергии.Затем теплоноситель охлаждается и возвращается через солнечное поле. [2]

параболических блюд

основной артикул
Рис. 3. Параболический сборщик блюд. [5]

Это большие параболические тарелки, которые используют двигатели для отслеживания Солнца. Это гарантирует, что они всегда получают максимально возможное количество поступающего солнечного излучения, которое они затем концентрируют в фокусе тарелки. Эти блюда могут концентрировать солнечный свет намного лучше, чем параболические желоба, и жидкость, проходящая через них, может нагреваться до температуры выше 750 ° C. [2]

В этих системах двигатель Стирлинга покрывает тепло механической энергией, сжимая рабочую жидкость в холодном состоянии и позволяя нагретой жидкости расширяться наружу в поршне или перемещаться через турбину. Затем генератор преобразует эту механическую энергию в электричество. [2]

Солнечные башни

основной артикул
Рисунок 4. Солнечная башня. [6]

Башни солнечной энергии - это большие башни, которые служат центральным приемником солнечной энергии.Они стоят посреди огромного количества зеркал, которые концентрируют солнечный свет в точке башни. Это большое количество плоских зеркал для слежения за солнцем известно как гелиостаты. В башне установлен теплообменник, в котором теплообменная жидкость нагревается. Тепло, сконцентрированное к этой точке, может быть в 1500 раз интенсивнее падающего солнечного света. [2] Горячая жидкость затем используется для создания пара для работы турбины и генератора, вырабатывающего электричество. Недостаток этих башен в том, что они должны быть очень большими, чтобы быть экономичными.

Преимущества и недостатки

Поскольку эти системы могут генерировать пар с такими высокими температурами, преобразование тепловой энергии в электричество более эффективно. Кроме того, эти заводы решают проблему неспособности эффективно накапливать электроэнергию, вместо этого сохраняя тепло. Хранение тепла является более эффективным и экономичным, чем хранение электроэнергии.

Кроме того, эти установки могут генерировать энергию базовой нагрузки, что важно, поскольку это означает, что эти установки вырабатывают надежное количество энергии и могут включаться или включаться по желанию, удовлетворяя энергетические потребности общества. [7] В дополнение к этому солнечные тепловые электростанции представляют собой тип технологии производства электроэнергии, которая является более чистой, чем выработка электроэнергии с использованием ископаемого топлива. Таким образом, это одни из самых чистых вариантов производства электроэнергии. Несмотря на это, эти установки по-прежнему связаны с воздействием на окружающую среду, так как анализ полного жизненного цикла может показать все связанные с этим выбросы углекислого газа, связанные со строительством этих установок. Тем не менее, выбросы все еще намного ниже, чем те, которые связаны с заводами, работающими на ископаемом топливе.

Некоторые недостатки включают в себя большое количество земли, необходимое для эффективной работы этих заводов. Кроме того, потребность в воде этих заводов также может рассматриваться как проблема, поскольку для производства достаточного количества пара требуются большие объемы воды. [8] Последнее возможное влияние использования больших фокусирующих зеркал - это вредное воздействие, которое эти растения оказывают на птиц. Птицы, которые летят на пути сфокусированных лучей Солнца, могут быть сожжены. В некоторых сообщениях о гибели птиц на электростанциях, таких как эти, число смертей составляет примерно одну птицу каждые две минуты. [9]

для дальнейшего чтения

Для получения дополнительной информации см. Соответствующие страницы ниже:

Список литературы

,

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о