Солнечные станции башенного типа

В восьмидесятых годах прошлого столетия США, СССР, Ита­лия, Испания, Франция, Япония приступили к интенсивным разра­боткам СЭС этого типа. Для стабилизации отраженного светового потока на приёмник, установленный на башне, используется поле ге­лиостатов, т. е. множество плоских зеркал с собственной опорой и по­воротом зеркала вокруг двух осей. Для поддержания направления от­раженного пучка первоначально применялись датчики направления потока, которые устанавливались перед каждым гелиостатом. В на­стоящее время гелиостаты работают по компьютерной программе, в которой заложены сведения о положении каждого зеркала в текущий момент. Были сооружены опытные СЭС, приведенные в таблице 10.1.

Таблица 10.1. СЭС башенного типа

Наименова­ние СЭС

Местополо­

жение

Страна

Год

начала

работы

Мощ­ность ЭЛ. (МВт)

Теплоно­

ситель

SSPS

Amelia

Испания

1981

0,5

Жидкий

Na

EURELIOS

Sicily

Италия

1981

1

Водяной

пар

SUNSHINE

Nio Town

Япония

1981

1

Пар

CESA-1

Ameria

Испания

1983

1

Пар

THEMIS

Targasonne

Франция

1982

2-2,5

Расплав­

ленная

соль

Solar One

Barstow

США

1982

10

Пар

СЭС-5

Крым

СССР

1986

5

Пар

Все построенные станции рассматривались как эксперимен­тальные образцы, на которых проверялись принципы проектирова­ния.

Рис. 10.1. Общий вид солнечной станции башенного типа (Solar Two, США), 10 МВт [10.2]

Наиболее отработанными технологиями башенного варианта станции можно считать станцию Solar Two мощностью 10 МВт в США, построенную в 1996 г. на основе Solar One, и прототип стан­ции Phoebus (TSA) мощностью 1 Мвт, установленную на междуна­родном солнечном полигоне в Альмерии (Испания).

Принцип работы станции Solar Two (рис. 10.1) мощностью 10 МВт: солнечное излучение от поля гелиостатов поступает на приём­ник излучения на башне, разогревает жидкий теплоноситель до 565°С, поступает в тепловой аккумулятор, затем в парогенератор и далее через ёмкость холодного теплоносителя на приёмник излуче­ния.

СЭС типа TSA рассматривается как прототип станции для Иордании мощностью 30 МВт, которую собирались сооружать Ев­ропейские страны. Отличительной чертой этого типа станции явля­ется воздушный контур, обслуживающий приемник излучения. Принцип работы следующий: солнечное излучение нагревает воздух в приёмнике излучения на башне, воздух поступает на газовый по­догреватель, где нагревается до 700°С, затем поступает в парогене­ратор, на выходе воздух с температурой 200°С возвращается в при­емник.

Рис. 10.2. Гелиостаты солнечной электростанции Solar Two, США [10.3]

Основные характеристики этих станций [10.4] приведены в таблице 10.2.

Таблица 10.2. Технические характеристики СЭС башенного типа

Показатель

Solar Two

TSA

Теплоноситель

расплав нитратных солей

воздух

Высота башни, м

85

86

Количество гелиостатов, шт.

1926

180

Площадь зеркал гелиостатов, м2

81400

7200

Электрическая мощность, МВт

10

1

Удельная мощность с м2 поля гелио­статов, Вт/м2

123

138

Основным оптическим элементом башенных вариантов СЭС являются гелиостаты, стоимость которых в составе СЭС составляет от 40 — 50%. В массовом производстве гелиостаты площадью 100 м2 в настоящее время стоят от 12 тыс. до 15 тыс. долл. США за штуку. Наиболее удачными являются гелиостаты производства США, Ис­пании, Германии. Получили распространение гелиостаты с плоски­ми отражающими зеркалами, например гелиостат Н — 100/150 (рис. 10.2), производства США, основные характеристики которого при­ведены ниже:

Таблица 10.3. Технические характеристики гелиостатов (США)

Показатель

Н -100

Н —150

Площадь зеркала, м2

95

148

Количество фацет, шт.

16

20

Стекло фацеты на металлическом листе с серебряным отражающим слоем

Коэффициент отражения

0,94

0,94

Масса, кг

3500

5000