Башенные и модульные электростанции

Срок службы СБ пока подтвержден 5 годами, однако считается, что он может составить 30 лет, правда , с деградацией (уменьшением) КПД СБ к концу этого периода на 40 %.

Достигнутое КПД для двухслойного элемента, составленного из арсенида галлия (GaAs) и кремния (Si), равно 28,5 % , что касается дальнейших перспектив, то они оцениваются довольно высокими значениями до 60 %.

В космической энергетике большая роль отводится аккумуляторам. Самые лучшие из современных маховиков способны накапливать весьма значительную энергию - до 1 МДж/кг, хотя существуют и такие экспериментальные устройства, которые способны накапливать энергию до 12 МДж/кг. Но для расчетов ограничиваются значением 0,07 МДж/кг.

Вряд ли первая опытная КСЭС установленной мощностью для земных потребителей 5000 кВт способна сколько-нибудь существенно помочь энергетике нашей страны. Тем не менее она, как и первая АЭС, необходима, причем главный смысл ее эксплуатации - натуральное изучение способов беспроводной передачи энергии на сверхдальние расстояния, изучение влияния этого процесса на окружающую среду, оптимизация параметров станции.

Первые практические опыты в нашей стране по передаче энергии без проводов с помощью СВЧ-излучения были проведены под руководством профессора С.И. Тетельбаума в Киевском политехническом институте около 30 лет назад. две простейшие квадратные антенны со стороной квадрата 100 м при длине волны 1 см позволили передавать энергию на расстояние 50 км с КПД 40%, а на расстояние 5 км - с КПД 60%. Современное состояние техники позволяет существенно улучшить все показатели беспроводной линии передачи энергии с помощью СВЧ-излучения.

1стыковочные узлы; 2- головной блок; 3- вспомогательные СБ; 4 - отражатели; 5- основные СБ; 6- дополнительные  СБ; 7 -СВЧ-антены; 8- СВЧ-лучи

Список использованной литературы

1) Н.В. Харченко Индивидуальные солнечные установки М. Энергоатомиздат 1991 г.

2) Р.Р. Авезов, А.Ю. Орлов Солнечные системы отопления и горячего водоснабжения Ташкент: Фан 1988 г

3) Дверняков В.С. Солнце - жизнь, энергия Киев: Наукова думка 1986

4) Колтун М.М. Солнце и человечество М: Наука 1981

5) В.П. Бурдаков Электроэнергия из космоса М: Энергоатомиздат 1991

Принцип работы конценрационных или концентрирующих солнечных электростанцийзаключается в использовании солнечной энергии для нагрева каких-либо жидкостей. Солнечные лучи отражаются или собираются в одном месте, т. е. концентрируются, рядом с которым находится или протекает жидкость. В следствии нагрева жидкости, она превращается в паровидное состояние, которое приводит в движение турбину электростанции.  

Коцентрационные солнечные электростанции (СЭС) подразделяются на несколько типов:

-  СЭС башенного типа

- СЭС тарельчатого типа

- СЭС, использующие параболические  концентраторы

- СЭС, использующие двигатель  Стирлинга 

Принципы работы СЭС башенного типа основаны на получения водяного пара с использованием солнечной радиации. В центре станции стоит башня высотой от 18 до 24 метров (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 излучения. Также в этой башне находится насосная группа, доставляющая пар на турбогенератор, который находится вне башни. По кругу от башни на некотором расстоянии располагаются гелиостаты.  
 

Гелиостат — это зеркало площадью в несколько квадратных метров, 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 отраженные лучи от них попали на резервуар.  
 

В ясную солнечную погоду температура в резервуаре может достигает 700 градусов. 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 %) и высокие мощности. 

СЭС тарельчатого типа использует принцип получения электроэнергии, схожий с принципом у башенных солнечных электростанций, но есть отличия в конструкции самой станции.  
 

Станция состоит из отдельных модулей. Модуль состоит из опоры, на которую крепится ферменная конструкция приемника и отражателя. Приемник находится на некотором удалении от отражателя, и в нем концентрируются отраженные лучи солнца. Отражатель состоит из зеркал в форме тарелок (отсюда название), радиально расположенных на ферме. Диаметры этих зеркал достигают 2 метров, а количество зеркал - нескольких десятков (в зависимости от мощности модуля). Такие станции могут состоять как из одного модуля (автономные), так и из нескольких десятков (работа параллельно с сетью). 

Конструкция СЭС, использующей параболические концентраторы заключается в следующем. На ферменной конструкции устанавливается параболическое зеркало большой длины, а в фокусе параболы устанавливается трубка, по которой течет жидкость (чаще всего масло). Пройдя весь путь, жидкость разогревается и попадает в теплообменный аппарат, где отдаёт свое тепло воде, находящейся в резервуаре,  которая в свою очередь превращается в пар и поступает на турбогенератор. 

СЭС, использующие двигатель Стирлинга, представляют собой солнечную электростанцию 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 32%.  В качестве рабочего тела на этих СЭС используется водород или гелий.