Недостатки СЭС с параболоцилиндрическими концентраторами

1. Изменяющаяся мощность станции в зависимости от высоты положения Солнца. Концентраторы расположены почти горизон­тально к поверхности земли (уклон 3° от С к Ю), поэтому при низ­ком положении Солнца на концентраторах и на стеклянном прием­нике возникают значительные не работающие затенённые зоны и френелевские потери при входе и выходе излучения из стекла. По­этому при коэффициенте отражения зеркал 94% эффективность концентрирующей системы составляет 68%.

2. Невозможность поднять температуру выше 400 — 500 °С, т. к. на действующих образцах станции достигнута концентрация более 70Х, что близко к предельно допустимой (100Х) для парабо — лоцилиндров.

3. Проблема очистки концентраторов. Очистка с помощью моечных машин имеет много недостатков, в том числе некачествен­ная очистка, большой расход воды и т. п. (рис. 10.5).

10.4.2. Недостатки СЭС с параболоидными концентраторами

1. Для набора больших мощностей необходимо объединять большое количество маломощных установок , что увеличивает веро­ятность отказов в работе.

2. Сложная и дорогая технология изготовления параболоид­ных концентраторов.

3. Необходимость точного наведения в «прицельное» положе­ние концентраторов.

Таблица 10.5. Сравнение параметров всех трёх типов станций

Параметр

Башенные СЭС

Параболоцилин- дрические СЭС SEGS1Х

Параболоид­ные СЭС SPS (USA)

Solar Two

Phoebus

Мощность с м2 концен­тратора (Вт/м2)

138

123

172

220

Концентрация

от 800 до 1200Х

60-80Х

до 2500Х

Достижимые температу — Ры (°С)_______________________

800 — 1000

400

>1000

Стоимость ед. мощности ($/кВт)

3156

3011

Рис. 10.6. Солнечные установки с двигателями Стирлинга на основе параболоидных концентраторов [10.2]

Выводы по главе 10

Недостатки башенных вариантов СЭС.

Концентрирующие системы для башенных и параболоцилиндриче­ских (ПЦ) СЭС имеют переменный коэффициент оптической эффективности в зависимости от положения Солнца, т. к. при этом меняется оптический путь в стеклах гелиостатов и ПЦ концентраторов, и изменяются френелев­ские потери светового потока. Этот недостаток отсутствует для концентра­торов с параболоидными поверхностями, т. к. они всегда направлены пер­пендикулярно падающему потоку.

Башенный вариант станции имеет дополнительные потери от ветра на открытых поверхностях приемника излучения, что уменьшает его эф­фективность.

Недостатки СЭС на основе параболоцилиндров.

СЭС с ПЦ концентраторами имеет, например SEGS 1Х, длину при­ёмников излучения равную 84020 м, что даже при вакуумной изоляции при­ёмников излучения создает излишние тепловые и гидравлические потери.

Станции типа SEGS имеют низкую концентрацию порядка 70, вслед­ствие чего температура теплоносителя 393 °С и КПД турбины на уровне 37,6% , в то время как для башенных вариантов температура пара 540 °С имеет КПД 39,4%.

Недостатки СЭС с параболоидными концентраторами.

Трудоёмкость и большая стоимость изготовления параболоидов больших диаметров.

Единичные модули имеют относительно малую мощность, в резуль­тате чего требуется большое количество установок для набора мегаваттных мощностей, что уменьшает надёжность работы всей станции.

Кроме того, компоновка этих установок, когда турбина или двигатель Стирлинга расположены на высоте 10 и более метров в фокусе концентра­тора и установлены на вынесенных штангах, предполагает необходимость принимать меры дополнительной балансировки.

Все перечисленные концентрирующие системы относятся к «откры­тому» типу, т. е. поверхности концентраторов и приемников открыты всем атмосферным воздействиям, в том числе загрязнению и потере светопро — пускания.

і: У. .

Г-V-.

;■ ‘й./’-‘.лі’іг — ::■- ■-<