Теперь эта энергия используется все активнее. Солнечная энергия переживает самый настоящий бум.
Преобразование солнечной энергии для масштабной и безопасной для экологии выработки тока имеет особенно хорошие перспективы в странах солнечного пояса (например, на юге США и Европы). В настоящее время мощность планируемых солнечных электростанций составляет около 250 мегаватт. Примером новых масштабов является начинающая в эти дни работу станция Andasol 1 в городе Ла Калахорра на юге Испании, оснащенная паровыми турбинами Siemens. Площадь коллекторов превышает 500 000 квадратных метров, суммарное производство электроэнергии равняется 180 киловатт-часам в год - этого достаточно для 200 000 человек. В непосредственной близости строятся еще две столь же крупные станции. «Когда мы десять лет назад основали компанию Solar Millennium, солнечные электростанции в Европе были далеким будущим. А теперь Andasol 1 устанавливает новые масштабы энергетике», - подчеркивает Хеннер Гладен, технический директор компании Solar Millennium, разработавшей станцию.
Принцип зеркала. Конструкция солнечных электростанций очень проста: зеркала отражают солнечный свет на приемник, где он фокусируется и нагревает теплоноситель. Теплоноситель поступает в теплообменник, где вырабатывается пар для работы турбины. Для фокусирования солнечного света используются различные технологии. На электростанциях с параболическими желобами, к которым относятся и новые проекты серии Andasol, солнечный свет попадает на параболические зеркала, концентрирующие излучение с 80-кратным усилением в поглощающей трубе, где жидкость нагревается до 40 градусов. Напротив, на электростанциях с линейными линзами Френеля для концентрации солнечных лучей используется большое количество плоских неизогнутых зеркальных полос. В солнечной башне зеркала расположены вокруг башенной конструкции и отражают свет на вершину башни. У всех этих систем есть общее свойство: зеркала поворачиваются вслед за солнцем в течение дня. Сегодня чаще всего строят электростанции с параболическими желобами. Солнечные башни отличаются более высокими температурами теплоносителя, а технология с использованием линейных линз Френеля - меньшими затратами за счет использования зеркальных полос, более простых в производстве. Поэтому эти технологии также имеют хорошие перспективы на будущее. Раньше на электростанциях с параболическими желобами в приемниках в качестве теплоносителя использовалось масло. Единственное предприятие в мире, применяющее с этой целью расплавленные соли, -Archimede Solar Energy. Siemens, являющийся сегодня ведущим производителем паровых турбин для солнечных электростанций, недавно приобрел эту компанию и планирует использовать данное ноу-хау в основных компонентах станции - приемнике и турбине, чтобы оптимизировать циркуляцию воды и пара и повысить эффективность всей установки.
Повышение эффективности. Расплавленную соль можно использовать в качестве теплоносителя в поглощающих трубах при температурах до 550 градусов Цельсия. "Благодаря значительно более высоким температурам повышается эффективность всей системы, - объясняет Зигфрид Фишер, глава подразделения CSP (Концентрированная солнечная энергия) компании Siemens Energy, - мы рассчитываем добиться повышения КПД еще на один процент". Повышение КПД и, следовательно, рентабельности электростанций является центральной задачей дальнейшего развития солнечной энергетики, "даже если топливо не стоит ничего", - подчеркивает Фишер. Главный компонент солнечной электростанции, определяющий КПД, - это паровая турбина. После стремительного рывка в развитии солнечной энергетики в 80-х годах XX века наступила длительная пауза. Только в 2007 году была построена еще одна большая солнечная электростанция в США - Nevada Solar One в Боулдере. Siemens поставил для этой станции паровую турбину, создав образец для других солнечных электростанций.
Была выбрана промышленная паровая турбина с промежуточным перегревом: высоконапорная турбина соединена с генератором с помощью редуктора, а низконапорная приводит генератор в движение напрямую. Поэтому обе турбины могут работать с собственной, оптимальной частотой вращения, что обеспечивает высокий КПД. Специальная конструкция корпуса предотвращает слишком сильное охлаждение турбины ночью и вместе с небольшим весом ротора обеспечивает короткое время пуска.
Испания в лидерах. Сейчас потеснить Испанию с лидирующих позиций в сфере солнечной энергетики невозможно. Помимо станций с параболическими желобами серии Andasol ставка делается на солнечные башни. Компания Sener строит в Севилье первую коммерческую солнечную башню - Solar Tres - мощностью 19 мегаватт. 8 качестве теплоносителя используются расплавленные соли. Крупнейший на сегодня проект электростанции с солнечной башней проектируется в США в комплексе Ivanpah Solar компании BrightSource в пустыне Мохаве на юге Калифорнии. Здесь, как и в Испании, будут использованы паровые турбины Siemens. Как и в самой северной солнечной башне мира - станции Юлих в Германии. Электростанция Хасси-Р-Мель в Алжире представляет собой сочетание газопаровой турбины и солнечной электростанции. Пар вырабатывается отходящим теплом газовой турбины и (или) теплом солнца. Таким образом, газовая турбина Siemens заменяет аккумуляторы тепла солнечной электростанции. Все эти проекты доказывают, насколько в последнее время увеличилось значение солнца как источника энергии. Прогнозы также положительны: Рост одного лишь рынка солнечных электростанций до 2015 года обещает быть двузначным, а объем рынка составит около 10 миллиардов евро.
Фотогальваника в больших масштабах. Для децентрализованного снабжения и для снабжения регионов, не избалованных солнцем, сегодня, в первую очередь, используется фотогальваника. Но для настоящего прорыва нужны изменения стоимости и КПД. Тем не менее, фотогальваника интересна уже сейчас, причем в больших масштабах. Примером может служить фотогальваническая установка производителя минеральной воды Ferrarelle на юге Италии, расположенная на площади 16 000 квадратных метров и оснащенная 4 544 кристаллическими солнечными модулями. Эта установка, спроектированная и построенная Siemens, мощностью 1 мегаватт снабжает "чистым" электричеством 350 домохозяйств.
В настоящее время широко используются два вида солнечных модулей: кристаллические и тонкослойные фотоэлементы. "У обеих технологий есть свои сильные стороны, - объясняет Майкл Джетли, руководитель проекта фотогальванических установок компании Siemens Energy, - и их можно очень хорошо сочетать в больших установках". При проектировании фотогальванической установки акцент делается на оптимальном расположении фотоэлементов, автоматизации и управлении, а также на подключении к сети - во всех этих вопросах Siemens разбирается очень хорошо.
Читайте самые интересные истории ЭлектроВестей в Telegram и Viber
