Реферат: Солнечная энергетика
Конструкция
стеклопакетов защищена свидетельствами на полезную модель и двумя патентами на
изобретения.
Технология
изготовления имеет ноу-хау.
В Крыму
наблюдается также наибольшее число часов солнечного сияния в течение года
(2300-2400 часов в год) , что создает энергетически благоприятную и
экономически выгодную ситуацию для широкого практического использования
солнечной энергии.
В то же
время, источник имеет довольно низкую плотность (для Крыма до 5 ГДж на 1 м 2 горизонтальной поверхности) и подвержен значительным колебаниям в течение суток и года в
зависимости от погодных условий, что требует принятия дополнительных
технических условий по аккумулированию энергии.
Основными
технологическими решениями по использованию энергии являются: превращение
солнечной энергии в электрическую и получение тепловой энергии для целей
теплоснабжения зданий.
Прямое
использование солнечной энергии в условиях Крыма, для выработки в настоящее
время электроэнергии, требует больших капитальных вложений и дополнительных научно-технических
проработок. В 1986 г. вблизи г. Щелкино построена первая в мире солнечная
электростанция (СЭС-5) мощностью 5 тыс. кВт. К 1994 г. она выработала около 2 млн. кВт. час электроэнергии. Эксперимент с СЭС показал реальность
преобразования солнечной энергии в электрическую, но стоимость отпускаемой
электроэнергии оказалась слишком высокой, что в условиях рыночной экономики
является малоперспективным.
В настоящее
время ПЭО "Крымэнерго" обосновало применение в Крыму
солнечно-топливных электростанций, являющихся СЭС второго поколения с более
высокими технико-экономическими показателями. Такую электростанцию планируется
построить в Евпатории. Сегодня солнечная энергетика получила широкое развитие в
мире. Мировым лидером по строительству СЭС является американско-израильская
фирма "Луз", сооружающая станции мощностью 30-80 МВт, на которых
используется принципиально новая технология с параболоциливдрическими
концентратами солнечного излучения. Себестоимость вырабатываемой ими
электроэнергии ниже, чем на атомных электростанциях. Перспективность
применения фотоэлектрического метода преобразования солнечной энергии обусловлено
его максимальной экологической чистотой преобразования, значительным сроком
службы фотоэлементов и малыми затратами на их обслуживание. При этом простота
обслуживания, небольшая масса, высокая надежность и стабильность
фотоэлектропреобразователей делает их привлекательными для широкого
использования в Крыму.
Основными
задачами по широкому внедрению фотоэлектрических источников питания являются:
Ø
разработка
научно-технических решений по повышению КПД фотоэлементов;
Ø
применение
высокоэффективных фотоэлементов с использованием концентраторов солнечного
излучения.
Техническая
подготовленность отечественных предприятий на Украине позволяет освоить
производство фотоэлектрических источников питания на суммарную установленную
мощность до 100 МВт.
Мощность
фотоэлектрических преобразователей солнечной энергии, внедряемых в Крыму к 2010 г., может составить до 3,0 МВт, что может обеспечить экономию топлива до 1,7 тыс т у. т. в
автономных системах энергообеспечения.
Солнечная
энергия в Крыму может использоваться не только для производства электроэнергии,
но и тепла. Это реально при широком распространении в республике солнечных
батарей (коллекторов) , легко сооружаемых и высокорентабельных. Разработкой и
изготовлением солнечных коллекторов новой конструкции занимаются ГНПП
“Гелиотерн” , “Крымэнерго” (пос. Утес) и трест “Южстальмонтаж” (г. Симферополь)
. Горячее водоснабжение от солнца (коллекторов) сбережет дефицитное
органическое топливо и не будет загрязнять воздушный бассейн. В настоящий же
период 80% тепловой энергии производят более трех тысяч котельных, которые не
только сжигают огромное количество органического топлива, по и существенно
повышают концентрацию газопылевых загрязнений воздушной среды.
Для успешного
внедрения экологически чистых систем солнечного теплоснабжения, повышения
надежности их функционирования необходимо:
Ø
разработать и
внедрить в производство на предприятиях Крыма различные виды энергетически
эффективных солнечных коллекторов с улучшенными теплотехническими
характеристиками, отвечающими современному зарубежному уровню, в частности: с
селективным покрытием, вакуумные, пластмассовые для бытовых нужд, воздушные для
нужд сельского хозяйства;
Ø
довести выпуск
солнечных коллекторов к 2010 г. до 3-5 тыс. штук в год, что эквивалентно
замещению годового использования топлива - 0,35 - 0,65 тыс. у.е. т. ;
Ø
увеличить в 2-3
раза выпуск высокоэффективных теплообменников для солнечных установок;
Ø
обеспечить
достаточную постановку запорной и регулирующей арматуры, приборов для
автоматизации технологических процессов.
Реализация
этих предложений позволяет создать в Крыму собственную промышленную индустрию
по выпуску основного специализированного оборудования для комплектации и
строительства установок по использованию солнечной энергии.
Наиболее
перспективными направлениями солнечного теплоснабжения на ближайшую перспективу
(до 2010 г.) являются:
Ø
солнечное горячее
водоснабжение индивидуальных и коммунальных потребителей сезонных объектов
(детские, туристические, спортивные лагеря, объекты санаторно-курортной сферы,
жилых и общественных зданий) ;
Ø
пассивное
солнечное отопление малоэтажных жилых домов и промышленных сооружений, главным
образом, в сельской местности и Южном берегу Крыма;
Ø
использование
солнечной энергии в различных сельскохозяйственных производствах
(растениеводство в закрытых грунтах, сушка зерна, табака и других
сельхозпродуктов и материалов) ;
Ø
применение
низкопотенциальной теплоты, полученной на солнечных установках, для
разнообразных технологических процессов в различных отраслях промышленности
(для пропарки при производстве железобетонных изделий и др. целей) .
Экономия
топлива на отопительных котельных от внедрения этих установок может составить к
2000 г. - 4,01 тыс. т у. т., за период 2001-2005 г. - 6,5 тыс. т у. т. и за период с 2006 по 2010 г. - 11,66 тыс у. т.
Дополнительная
выработка электроэнергии от работы солнечных фотоэлектрических преобразователей
батарей может составить к 2000 г. - 0,30 млн. кВт.ч., за период с 2001 по 2005 г. - 0,72 млн. кВт.ч., за период с 2006 по 2010 гг. - 1,8 млн. кВт.ч.
Для
реализации программы к 2010 г. промышленность Крыма должна обеспечить
производство солнечных коллекторов до 3,5 - 4,0 тыс. штук ежегодно.
Проекты
электростанции, где турбину будет вращать пар, полученный из нагретой
солнечными лучами воды, разрабатывается сейчас в самых различных странах. В
СССР экспериментальная солнечная электростанция такого типа построена на
солнечном побережье Крыма, вблизи Керчи. Место для станции выбрано не случайно—
ведь в этом районе солнце светит почти две тысячи часов в год. Кроме того,
немаловажно и то, что земли здесь солончаковые, не пригодные для сельского
хозяйства, а станция занимает довольно большую площадь.
Станция
представляет собой необычное и впечатляющее сооружение. На огромной, высотой
более восьмидесяти метров, башне установлен солнечный котел парогенератора. А
вокруг башни на обширной площадке радиусом более полукилометра
концентрическими кругами располагаются гелиостаты —сложные сооружения, сердцем
каждого из которых является громадное зеркало, площадью более 25 квадратных
метров. Очень непростую задачу пришлось решать проектировщикам станции — ведь
все гелиостаты (а их очень много — 1600!) нужно было расположить так, чтобы
при любом положении солнца на небе ни один из них не оказался в тени, а отбрасываемый
каждым из них солнечный зайчик попал бы точно в вершину башни, где расположен
паровой котел (поэтому башня и сделана такой высокой). Каждый гелиостат
оснащен специальным устройством для поворота зеркала. Зеркала должны
двигаться непрерывно вслед за солнцем — ведь оно все время перемещается,
значит, зайчик может сместиться, не попасть на стенку котла, а это сразу же
скажется на работе станции. Еще больше усложняет работу станции то, что
траектории движения гелиостатов каждый день меняются: Земля движется по
орбите и Солнце ежедневно чуть-чуть меняет свой маршрут по небу. Поэтому
управление движением гелиостатов поручено электронно-вычислительной машине — только
ее бездонная память способна вместить в себя заранее рассчитанные траектории
движения всех зеркал.
Под действием
сконцентрированного гелиостатами солнечного тепла вода в парогенераторе нагревается
до температуры 250 градусов и превращается в пар высокого давления. Пар приводит
во вращение турбину, та — электрогенератор, и в энергетическую систему Крыма
вливается новый ручеек энергии, рожденной солнцем. Выработка энергии не
прекратится, если солнце будет закрыто тучами, и даже ночью. На выручку придут
тепловые аккумуляторы, установленные у подножия башни. Излишки горячей воды в
солнечные дни направляются в специальные хранилища и будут использоваться в то
время, когда солнца нет.
Мощность этой
экспери-ментальной электростан-ции относительно неве-лика — всего 5 тысяч
киловатт. Но вспомним: именно такой была мощность первой атомной электростанции,
родона-чальницы могучей атомной энергетики. Да и выработка энергии отнюдь не
самая главная задача первой солнечной электростанции — она потому и называется
экспериментальной, что с ее помощью ученым предстоит найти решения очень
сложных задач эксплуатации таких станций. А таких задач возникает немало. Как,
например, защитить зеркала от загрязнения? Ведь на них оседает пыль, от дождей
остаются потеки, а это сразу же снизит мощность станции. Оказалось даже, что не
всякая вода годится для мытья зеркал. Пришлось изобрести специальный моечный
агрегат, который следит за чистотой гелиостатов. На экспериментальной станции
сдают экзамен на работоспособность устройства для концентрации солнечных
лучей, их сложнейшее оборудование. Но и самый длинный путь начинается с
первого шага. Этот шаг на пути получения значительных количеств электроэнергии
с помощью солнца и позволит сделать Крымская экспериментальная солнечная
электростанция.
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20 |