Русская Википедия:Солнечная электростанция
Шаблон:Универсальная карточка Солнечная электростанция (СЭС) — инженерное сооружение, преобразующее солнечную радиацию в электрическую энергию. Способы преобразования солнечной энергии различны и зависят от конструкции электростанции.
Типы солнечных электростанций
Все солнечные электростанции (СЭС) подразделяют на несколько типов:
- СЭС башенного типа
- СЭС тарельчатого типа
- СЭС, использующие фотоэлектрические модули (фотобатареи)
- СЭС, использующие параболические концентраторы
- Комбинированные СЭС
- Аэростатные солнечные электростанции
- Солнечно-вакуумные электростанции
СЭС башенного типа
Данные электростанции основаны на принципе получения водяного пара с использованием солнечной радиации. В центре станции стоит башня высотой от 18 до 24 метровШаблон:Нет АИ (в зависимости от мощности и некоторых других параметров высота может быть больше либо меньше), на вершине которой находится резервуар с водой. Этот резервуар покрашен в чёрный цвет для поглощения теплового и видимого излучения. Также в этой башне находится насосная группа, доставляющая воду в резервуар от турбогенератора, который находится вне башни. По кругу от башни на некотором расстоянии располагаются гелиостаты.
Гелиостат — зеркало площадью в несколько квадратных метровШаблон:Нет АИ, закреплённое на опоре и подключённое к общей системе позиционирования. То есть, в зависимости от положения солнца, зеркало будет менять свою ориентацию в пространстве. Основная и самая трудная задача — это позиционирование всех зеркал станции так, чтобы в любой момент времени все отражённые лучи от них попали на резервуар. В ясную солнечную погоду температура в резервуаре может достигать 700 °C0 Шаблон:Нет АИ. Такие температурные параметры используются на большинстве традиционных тепловых электростанций, поэтому для получения энергии используются стандартные турбины. Фактически на станциях такого типа можно получить сравнительно большой КПД (около 20 %)Шаблон:Нет АИ и высокие мощности.
СЭС тарельчатого типа
Данный тип СЭС использует принцип получения электроэнергии, схожий с таковым у башенных СЭС, но есть отличия в конструкции самой станции. Станция состоит из отдельных модулей. Модуль состоит из опоры, на которую крепится ферменная конструкция приемника и отражателя. Приёмник расположен примерно в области концентрации отражённого солнечного света. Отражатель состоит из зеркал в форме, напоминающей тарелки (отсюда название), радиально расположенных на ферме. Диаметры этих зеркал достигают 2 метровШаблон:Нет АИ, а количество зеркал — нескольких десятковШаблон:Нет АИ (в зависимости от мощности модуля). Такие станции могут состоять как из одного модуля (автономные), так и из нескольких десятков (работа параллельно с сетью).
СЭС, использующие фотоэлектрические модули
СЭС этого типа в настоящее время очень распространены, так как в общем случае СЭС состоит из большого числа отдельных модулей (фотобатарей) различной мощности и выходных параметров. Данные СЭС широко применяются для энергообеспечения как малых, так и крупных объектов (частные коттеджи, пансионаты, санатории, промышленные здания и т. д.). Фотоэлектрические модули и массивы производят электричество постоянного тока. Они могут быть подключены как в последовательном, так и в параллельном электрическом устройстве к инвертору для получения любой требуемой комбинации напряжения и тока.[1] Устанавливаться фотобатареи могут практически везде, начиная от кровли и фасада здания и заканчивая специально выделенными территориями. Установленные мощности тоже колеблются в широком диапазоне, начиная от снабжения отдельных насосов, заканчивая электроснабжением городов.
СЭС, использующие параболоцилиндрические концентраторы
Принцип работы данных СЭС заключается в нагревании теплоносителя до параметров, пригодных к использованию в турбогенераторе.
Конструкция СЭС: на ферменной конструкции устанавливается длинное параболоцилиндрическое зеркало, а в фокусе параболы устанавливается трубка, по которой течет теплоноситель (чаще всего маслоШаблон:Нет АИ). Пройдя весь путь, теплоноситель разогревается и в теплообменных аппаратах отдаёт теплоту воде, которая превращается в пар и поступает на турбогенератор.
СЭС, использующие двигатель Стирлинга
Представляют собой СЭС с параболическими концентраторами, у которых в фокусе установлен двигатель Стирлинга. Существуют конструкции двигателей Стирлинга, которые непосредственно преобразуют колебания поршня в электрическую энергию, без использования кривошипно-шатунного механизма. Это позволяет достичь высокой эффективности преобразования энергии. Эффективность таких электростанций достигает 31,25 %[2]. В качестве рабочего тела используется водород или гелий.
Аэростатные СЭС
Аэростатные солнечные станции (СЭС) бывают 2 типов: первый — солнечные элементы располагаются на поверхности аэростата. При этом КПД не превышает КПД солнечных батарей и составляет около 15 % (в пределе может достигать 40 %). В конструкции второго типа в качестве рефлектора используется параболическая, вогнутая давлением газа, металлизированная плёнка, которая служит для концентрации солнечной энергии. Стоимость квадратного метра которой мала в сравнении с солнечными батареями и любыми отражающими поверхностями. Располагаясь на высоте более 20 км аэростат не боится затенения при облачной погоде, а двигаясь с воздушными потоками не испытывает ветровых нагрузок. Верхняя часть выполнена из прозрачной плёнки с армировкой, посредине парабола пленочного концентратора из армированной металлизированной плёнки, а в фокусе — термопреобразователь, охлаждаемый легким газом-водород, для системы с разложением воды, либо гелий в случае наличия системы дистанционной передачи энергии- например радио- или свч-излучением. Ориентировка шара на солнце осуществляется за счёт перекачки балластной жидкости(вода для водородного цикла), точная ориентировка — гироскопами. При необходимости в одном дирижабле может находиться несколько плавающих шаровидных модулей.
Комбинированные СЭС
ЧастоШаблон:Нет АИ на СЭС различных типов дополнительно устанавливают теплообменные аппараты для получения горячей воды, которая используется как для технических нужд, так и для горячего водоснабжения и отопления. В этом и состоит суть комбинированных СЭС. Также на одной территории возможна параллельная установка концентраторов и фотобатарей, что тоже считается комбинированной СЭС.
Солнечно-вакуумные электростанции
Используют энергию воздушного потока, искусственно создаваемого путём использования разности температур воздуха в приземном слое воздуха, нагреваемого солнечными лучами в закрытом прозрачными стёклами участке, и на некоторой высоте. Состоят из накрытого стеклянной крышей участка земли и высокой башни, у основания которой расположена воздушная турбина с электрогенератором. Вырабатываемая мощность растет с ростом разности температур, которая увеличивается с высотой башни. Путём использования энергии нагретой почвы способны работать почти круглосуточно, что является их серьёзным преимуществом[3].
Крупнейшие солнечно-тепловые электростанции на Земле
| Мощность МВт | Название | Страна | Местоположение | Координаты | Тип | Примечание |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 510 | СЭС Уарзазат | Шаблон:Флаг | Драа — Тафилалет | Шаблон:Coord | Noor I, Noor II — параболоцилиндрический концентратор; Noor III — башенный гелиоконцентратор | с тремя хранилищами[4][5] 1-ая очередь закончена в 2016 году |
| 392 | СТЭС Айвонпа | Шаблон:Флаг | Сан-Бернардино, Калифорния | Шаблон:Coord | башенный | Введена в эксплуатацию 13 февраля 2014[6][7][8] |
| 354 | Шаблон:Нп5 | Шаблон:Флаг | Пустыня Мохаве, Калифорния | Шаблон:Coord | параболоцилиндрический концентратор |
СЭС состоит из 9-ти очередей[9][10][11][12][13][14][15][16][17] |
| 280 | Шаблон:Нп5 | Шаблон:Флаг | Барстоу, Калифорния | Шаблон:Coord | параболоцилиндрический концентратор |
Строительство завершено в декабре 2014 года[18][19][20] |
| 280 | Шаблон:Нп5 | Шаблон:Флаг | Аризона | Шаблон:Coord | параболоцилиндрический концентратор |
Строительство завершено в октябре 2013 года[21][22] |
| 250 | Шаблон:Нп5 | Шаблон:Флаг | Блайт, Калифорния | Шаблон:Coord | параболоцилиндрический концентратор |
В эксплуатации с 24 апреля 2014 года[23][24] |
| 200 | Solaben Solar Power Station[25] | Шаблон:Флаг | Логросан, Испания | Шаблон:Coord | параболоцилиндрический концентратор |
3-я очередь закончена в июне 2012[26] 2-ая очередь закончена в октябре 2012[26] 1-ая и 6-ая очереди закончены в сентябре 2013[27] |
| 150 | Шаблон:Нп5 | Шаблон:Флаг | Санлукар-ла-Майор, Испания | Шаблон:Coord | параболоцилиндрический концентратор |
1-ая и 3-я очереди завершены в мае 2010 4-ая очередь завершена в августе 2010[28][29][30][31][32] |
| 150 | Шаблон:Нп5 | Шаблон:Флаг | Гуадикс, Испания | Шаблон:Coord | параболоцилиндрический концентратор |
Заверено строительство: Andasol 1 (2008), Andasol 2 (2009), Andasol 3 (2011). Каждый имеет тепловой резервуар рассчитанный на 7,5 часов работы.[33][34] |
| 150 | Шаблон:Нп5 | Шаблон:Флаг | Торре-де-Мигель-Сесмеро, Испания | Шаблон:Coord | параболоцилиндрический концентратор |
Строительство завершено: Extresol 1 и 2 (2010), Extresol 3 (2012). Каждый имеет тепловое хранилище рассчитанное на 7,5 часов работы[26][35][36] |
| 110 | Crescent Dunes | Шаблон:Флаг | Най, Невада | Шаблон:Coord | башенный | в эксплуатации с сентября 2015[37] |
| 100 | Шаблон:Нп5 | Шаблон:Flag | ЮАР | Шаблон:Coord | параболоцилиндрический концентратор |
с хранилищем на 2,5 часа[38] |
| Мощность МВт | Название | Страна | Местоположение | Координаты | Тип | Примечание |
Крупнейшие фотоэлектростанции на Земле
| Пиковая мощность, МВт | Местонахождение | Описание | МВт·ч / год |
|---|---|---|---|
| 2245 | Шаблон:Флаг Джодхпур, Индия | Крупнейшая в мире солнечная электростанция | |
| 1170 | Шаблон:Флаг Абу-Даби, ОАЭ[39] | 3 200 000 солнечных модулей | |
| 550 | Шаблон:Флаг Калифорния, США | 9 000 000 солнечных модулей | |
| 550 | Шаблон:Флаг пустыня Мохаве, Калифорния, США | ||
| 300 | Шаблон:Флаг Калифорния, США | >1 700 000 солнечных модулей | |
| 290[40] | Шаблон:Флаг Агуа-Калиенте, Аризона, США | 5 200 000 солнечных модулей | 626 219 |
| 250 | Шаблон:Флаг Сан-Луис-Обиспо, Калифорния, США | ||
| 213 | Шаблон:Флаг Чаранка, Гуджарат, Индия | Комплекс из 17 отдельных электростанций, самая крупная из которых имеет мощность 25 МВт. |
|
| 206 | Шаблон:Флаг округ Империал, Калифорния, США | >3 000 000 солнечных модулей Самая мощная станция в мире, использующая технологию ориентации модулей по Солнцу. |
|
| 200 | Шаблон:Флаг Голмуд, Китай | 317 200 | |
| 200 | Шаблон:Флаг округ Империал, Калифорния, США | ||
| 170 | Шаблон:Флаг округ Империал, Калифорния, США | ||
| 166 | Шаблон:Флаг Шипкау, Германия | ||
| 150 | Шаблон:Флаг округ Кларк, Невада, США | ||
| 150 | Шаблон:Флаг округ Марикопа, Аризона, США | 800 000 солнечных модулей | 413 611 |
| 145 | Шаблон:Флаг Нойхарденберг, Германия | 600 000 солнечных модулей | |
| 143 | Шаблон:Флаг округ Керн, Калифорния, США | ||
| 139 | Шаблон:Флаг округ Империал, Калифорния, США | 2 300 000 солнечных модулей | |
| 130 | Шаблон:Флаг округ Империал, Калифорния, США | 2 000 000 солнечных модулей | |
| 125 | Шаблон:Флаг округ Марикопа, Аризона, США | > 600 000 солнечных модулей | |
| 105,56 | Шаблон:Флаг Перово, КрымШаблон:В Крыму | 455 532 солнечных модулей | 132 500 [41] |
| 100 | Шаблон:Флаг Пустыня Атакама, Чили | > 310 000 солнечных модулей | |
| 97 | Шаблон:Флаг Сарния, Канада | >1 000 000 солнечных модулей | 120 000 |
| 84,7 | Шаблон:Флаг Эберсвальде, Германия | 317 880 солнечных модулей | 82 000 |
| 84,2 | Шаблон:Флаг Монтальто-ди-Кастро, Италия | ||
| 82,65 | Шаблон:Флаг Охотниково, КрымШаблон:В Крыму | 355 902 солнечных модулей | 100 000[42] |
| 80,7 | Шаблон:Флаг Финстервальде, Германия | ||
| 75 | Шаблон:Флаг Самарская СЭС, Самарская область | ||
| 73 | Шаблон:Флаг Лопбури, Таиланд | 540 000 солнечных модулей | 105 512 |
| 69,7 | Шаблон:Флаг Николаевка, КрымШаблон:В Крыму | 290 048 солнечных модулей | |
| 55 | Шаблон:Флаг Речица, Белоруссия[43][44] | почти 218 тысяч солнечных модулей | |
| 54,8 | Шаблон:Флаг Килия, Украина | 227 744 солнечных модулей | |
| 49,97 | Шаблон:Флаг КазахстанаСЭС «Бурное» с Нурлыкент, Казахстан | 192 192 солнечных модулей | 74000 |
| 46,4 | Шаблон:Флаг Амарележа, Португалия | >262 000 солнечных модулей | |
| 43 | Шаблон:Флаг Долиновка, Украина | 182 380 солнечных модулей | 54 399 |
| 43 | Шаблон:Флаг Староказачье, Украина | 185 952 солнечных модулей | |
| 40 | Шаблон:Флаг Орска СЭС, Оренбургская область | ||
| 34 | Шаблон:Флаг Арнедо, Испания | 172 000 солнечных модулей | 49 936 |
| 33 | Шаблон:Флаг Кюрбан, Франция | 145 000 солнечных модулей | 43 500 |
| 31,55 | Шаблон:Флаг Митяево, КрымШаблон:В Крыму | 134 288 солнечных модулей | 40 000 [45] |
| 18,48 | Шаблон:Флаг Соболи, Белоруссия | 84 164 солнечных модулей | |
| 11 | Шаблон:Флаг Серпа, Португалия | 52 000 солнечных модулей | |
| 10,1 | Шаблон:Флаг Ирлява, Украина | 11 000 | |
| 10 | Шаблон:Флаг Ралевка, Украина | 10 000 солнечных модулей | 8 820 |
| 9,8 | Шаблон:Флаг Лазурное, Украина | 40 000 солнечных модулей | 10 934 |
| 7,5 | Шаблон:Флаг Родниково, Крым[46] | 30 704 солнечных модулей | 9 683 |
| 1 | Шаблон:Флаг Батагай, Якутия[47][48] | 3 360 солнечных модулей
крупнейшая СЭС за полярным кругом[47] |
|
| Пиковая мощность, МВт | Местонахождение | Описание | МВт·ч / год |
| Год(a) | Название станции | Страна | Мощность МВт |
|---|---|---|---|
| 1982 | Lugo | США | 1 |
| 1985 | Carrisa Plain | США | 5,6 |
| 2005 | Bavaria Solarpark (Mühlhausen) | Германия | 6,3 |
| 2006 | Erlasee Solar Park | Германия | 11,4 |
| 2008 | Olmedilla Photovoltaic Park | Испания | 60 |
| 2010 | Sarnia Photovoltaic Power Plant | Канада | 97 |
| 2011 | Huanghe Hydropower Golmud Solar Park | Китай | 200 |
| 2012 | Agua Caliente Solar Project | США | 290 |
| 2014 | Topaz Solar Farm | США | 550 |
| 2020 | Шаблон:Iw | Индия | 2245 |
| (a) по году окончательного ввода в эксплуатацию | |||
Влияние на окружающую среду
По некоторым сведениям, птицы регулярно погибают в воздухе над СЭС башенного типа, если они оказываются слишком близко к зоне концентрации солнечного света вокруг башни[49], к примеру, на СЭС Айвонпа, в Калифорнии, в среднем одно насекомое или птица погибает каждые 2 минуты[50].
См. также
Список солнечных электростанций России
Примечания
Литература
- Книги
- Статьи в журналах
Ссылки
Шаблон:Библиоинформация
Шаблон:Энергетика
- ↑ Photovoltaic Module (solar cell) Шаблон:Недоступная ссылка — www.electricaldeck.com
- ↑ Шаблон:Cite web
- ↑ Шаблон:Статья
- ↑ Шаблон:Cite web
- ↑ Шаблон:Cite web
- ↑ Шаблон:Cite web
- ↑ Шаблон:Cite web
- ↑ Шаблон:Cite web
- ↑ Шаблон:Cite web
- ↑ Шаблон:Cite web
- ↑ Шаблон:Cite web
- ↑ Шаблон:Cite web
- ↑ Шаблон:Cite web
- ↑ Шаблон:Cite web
- ↑ Шаблон:Cite web
- ↑ Шаблон:Cite web
- ↑ Шаблон:Cite web
- ↑ csp-world.com Abengoa’s Mojave 250 MW CSP plant enters commercial operation Шаблон:Wayback, 2 December 2014
- ↑ Abengoa: Plants under construction — United States Шаблон:Webarchive
- ↑ Шаблон:Cite web
- ↑ Шаблон:Cite web
- ↑ SolarServer: Concentrating solar power: Solana CSP plant begins commercial operation Шаблон:Webarchive
- ↑ CSP World Шаблон:Webarchive
- ↑ Another Huge Solar Plant Goes Online in California’s Desert Шаблон:Webarchive, Chris Clarke, REWIRE, May 5, 2014
- ↑ Шаблон:Cite web
- ↑ 26,0 26,1 26,2 Mapa de proyectos en España Шаблон:Webarchive
- ↑ Шаблон:Cite web
- ↑ Шаблон:Cite web
- ↑ Шаблон:Cite web
- ↑ Abengoa Solar begins commercial operation of Solnova 1 Шаблон:Webarchive
- ↑ Abengoa Solar begins commercial operation of Solnova 3 Шаблон:Webarchive
- ↑ Abengoa Solar Reaches Total of 193 Megawatts OperatingШаблон:Недоступная ссылка
- ↑ Шаблон:Cite web
- ↑ Шаблон:Cite web
- ↑ Solar Thermal Power Generation — A Spanish Success Story Шаблон:Webarchive
- ↑ ACS Launches the Operation Phase of its Third Dispatchable 50 MW Thermal Power Plant in Spain, Extresol-1 Шаблон:Webarchive
- ↑ Шаблон:Cite web
- ↑ Шаблон:Cite web
- ↑ Крупнейшая в мире солнечная электростанция запущена в ОАЭ Шаблон:Wayback, 01.07.2019
- ↑ Шаблон:Cite web
- ↑ Шаблон:Cite web
- ↑ В Крыму завершено строительство солнечной электростанции «Охотниково» мощностью 80МВт Шаблон:Webarchive
- ↑ Шаблон:Cite news
- ↑ Шаблон:Cite newsШаблон:Недоступная ссылка
- ↑ Шаблон:Cite web
- ↑ Ошибка цитирования Неверный тег
<ref>; для сносокincrimeaне указан текст - ↑ 47,0 47,1 Шаблон:Cite web
- ↑ Шаблон:Cite web
- ↑ Шаблон:Cite web
- ↑ SOLAR: Bird deaths at Calif. power plant a PR nightmare for industry Шаблон:Wayback // E&E Publishing, LLC
