Мощность электростанций солнечных энергий

Виды солнечных электростанций, принцип работы, примеры

Ежедневно потребление электричества в мире растёт. При этой его выработка постоянно дорожает. Тепловые электростанции наносят существенный ущерб окружающей среде и работают на источниках энергии, которые рано или поздно закончатся. Гидроэлектростанции тоже отрицательно сказываются на ОС, хотя и наносят меньший вред. Атомные ЭС имеют много сложностей с подготовкой топлива и утилизацией отработавшего сырья. Поэтому электроэнергия от всех этих видов ЭС не может быть дешёвой. Поэтому в развитых странах уже давно стали обращать внимание на альтернативные источники энергии. В частности, на солнечные электростанции. Излучение Солнца является возобновляемым источником энергии. К тому же эта энергия бесплатна. За несколько дней на землю от солнца приходит такое количество энергии, которое людям хватит на всю жизнь. В этой статье речь пойдёт о промышленных электростанциях. Мы рассмотрим принцип их действия, основные виды, плюсы и минусы. Мобильные солнечные электростанции для дома и дачи будут рассмотрены в отдельной статье.

Принцип работы и виды солнечных электростанций

Солнечная электростанция (СЭС) представляет собой сооружение, с помощью которого энергия солнца преобразуется в электрическую. Варианты преобразования зависят от вида электростанции. В основном можно выделить два способа получения электричества на СЭС:

• Преобразование солнечной энергии в тепловую, а затем в электрическую;
• Преобразование солнечной энергии напрямую в электричество.

Второй способ является более перспективным, но для расширения его использования требуется увеличить КПД фотоэлементов. Сейчас в большинстве случаев КПД равен 10─15%. Теперь рассмотрим основные виды солнечных электростанций.

Башенные СЭС

Этот тип солнечных электростанций базируется на получении пара посредством тепловой энергии от солнца. В центре конструкции находится башня, высота которой 18─24 метра. Высота зависит от мощности и может выходить за указанные пределы. Сверху башни расположен резервуар с водой. Ёмкость выкрашена в чёрный цвет, чтобы увеличить степень поглощения солнечного излучения. В башне работает группа насосов, перекачивающих из турбогенератора в нагреваемую ёмкость. Вокруг башни на большой площади находятся так называемые гелиостаты.

Гелиостаты направляют солнечную энергию на ёмкость башни [soc1]

Схема башенной солнечной электростанции

Когда погода ясная, в резервуаре температура может доходить до 700 градусов Цельсия. Уровень температуры примерно соответствует тепловым электростанциям. Поэтому для выработки электроэнергии из пара применяются стандартные турбины. КПД башенных СЭС достигает 20 процентов при достаточно высоких мощностях.

СЭС на фотоэлектрических модулях

Солнечные электростанции этого вида получили широкое распространение благодаря использованию в частном секторе. Конструкция включает в себя большое количество отдельных фотоэлектрических модулей разной мощности и с различными параметрами на выходе. Подобные СЭС используются для энергоснабжения домов, дач, санаториев, некоторых промышленных объектов.

СЭС на фотоэлектрических модулях Монтаж фотоэлектрических модулей выполняется достаточно просто и быстро. Их можно установить на фасаде здания, крыше, на площадках рядом со зданием и т. п. Мощность таких станций различна, но её вполне хватает для снабжения электроэнергией как отдельных домов, так и целых посёлков.

Солнечные электростанции тарельчатого типа

Электростанции этого типа, как и башенные, получают тепловую энергию солнца, а затем преобразуют её в электрическую. Однако есть различия в конструкции. СЭС тарельчатого типа состоит из нескольких. Модуль представляет собой опору с ферменной конструкцией отражателя и приёмника.

СЭС тарельчатого типа [soc2] Приёмник находится на таком месте, чтобы на нём концентрировался отражённый солнечный свет. Отражатель – это зеркала в форме тарелки, закреплённые на ферме. Диаметр может доходить до двух метров. Число зеркал может доходить до нескольких десятков. От их количества зависит мощность модуля. В состав промышленных электростанций входит нескольких десятков таких модулей.

Аэростатные СЭС

Аэростатные СЭС могут быть двух видов:

• Солнечные фотоэлементы или поглощающая тепло поверхность находятся на аэростате. КПД в этом случае около 15 процентов;
• Этот вариант подразумевает использование параболической металлизированной плёнки, вогнутой внутрь под давлением газа. В ней концентрируется солнечная энергия. Цена такой плёнки меньше, чем у солнечных батарей и прочих отражающих поверхностей.

Аэростатные СЭС Преимущество аэростата заключается в том, что на его высоте (больше 20 километров) не затенения, осадков и ветра. Верхняя часть аэростата делается из армированной прозрачной пленки. В середине находится концентратор в виде параболы из металлизированного материала. Отражённый свет концентрируется на термопреобразователе. Он охлаждается водородом (преобразование энергии с разложением воды) или гелием (если энергия передаётся дистанционно посредством СВЧ излучения или радиоволн). Сам шар ориентируется на солнце посредством гироскопов, а управляется посредством перекачки балласта (вода). В одном аэростате может находиться несколько модулей (плавающих шаров).

С параболоцилиндрическими концентраторами

Конструкция таких электростанций заключается в нагреве теплоносителя для подачи турбогенератор. На постаменте закрепляется параболоцилиндрическое зеркало, которое фокусирует отражённый свет на трубке, где проходит теплоноситель. Он разогревается, попадает теплообменник, где отдаёт тепло воде. Вода переходит в пар и подаётся в турбогенератор для выработки электроэнергии.

Солнечно-вакуумные электростанции

Этот вид электростанций использует энергию потока воздуха. Этот поток создаётся благодаря разности температур в слое воздуха у земли и на некоторой высоте (делается участок, закрытый стёклами). Конструкция таких СЭС включает в состав высокую башню и участок земли, накрытый стеклом.

Электростанции на двигателе Стирлинга

Конструкция таких СЭС представляет собой параболические концентраторы, фокусирующие отражённый свет на двигатель Стирлинга. Есть вариации двигателей Стирлинга, преобразующих электрическую энергию без применения кривошипно-шатунных механизмов. Это даёт возможность добиться высокой эффективности установки. В среднем эффективность находится на уровне 30 процентов. Рабочим телом в таких установках является гелий или водород. [soc3]

Комбинированные

Часто на различных видах электростанций ставится теплообменная аппаратура для того, чтобы получать техническую горячую воду. Часто она используется в системе отопления. Такие станции называют комбинированными. Так, что параллельная работа фотоэлементов и солнечных коллекторов далеко не редкость.

Плюсы и минусы солнечных электростанций

Описанные ниже преимущества и недостатки в равной степени справедливы для стационарных электростанций большой мощности и небольших портативных.

Плюсы

• Фотоэлектрические панели улавливают свет, даже когда на небе тучи. Они могут улавливать лучи, недоступные для нашего глаза. Таким образом, электростанция работает беспрерывно;
• Есть возможность комбинировать получение энергии из нескольких источников. Обычно применяют ветро─солнечные батареи, сочетающие возможности обоих типов электростанций. Такая связка может функционировать практически беспрерывно без оглядки на внешние факторы;
• Мобильные электростанции имеют небольшие габариты и могут использоваться для обеспечения электроэнергией дома;
• Средний срок службы оборудования СЭС составляет 30─50 лет. При подключении накопительных аккумуляторов, энергия может быть запасена днём и затем использоваться ночью;
• Солнечная энергия бесплатна;
• Солнечные электростанции надёжны, долговечны и дешёво обходятся в обслуживании.

Минусы

• Нельзя использовать фотоэлементы ночью. По этой причине нужно использовать накопительные аккумуляторы;
• Не во всех климатических зонах солнечные электростанции имеют одинаковую эффективность;
• СЭС имеют низкий КПД. В большинстве случаев он составляет 20 процентов. То есть, остальные 80 процентов солнечной энергии теряются. Если сравнивать с другими альтернативными электростанциями, то ветряные имеют КПД до 40, а приливные ─ до 70 процентов.

[banner1] Производители солнечных станций для максимальной эффективности своих систем рекомендуют использовать гибридные системы, преобразующие энергию солнца в тепловую и электрическую.

Примеры СЭС

Теперь, давайте, рассмотрим примеры солнечных электростанций, которые есть в мире.

ТОП 5 самых мощных СЭС в мире

Группа СЭС в штате Гуджарат (Индия)

Этот комплекс электростанций находится в штате Гуджарат. В этом проекте объединены 46 объектов, перерабатывающих солнечную энергию, общей мощностью 856,81 мегаватт. Самым мощным является «Солнечный парк» на севере Гуджарат в местечке Чаранка. Индия ставит перед собой амбициозную цель – добиться 15 процентов электроэнергии из альтернативных источников. И комплекс СЭС является одним из шагов в этом направлении. В разработке и строительстве этого проекта принимали участие десятки компаний из различных стран.

СЭС находится в США (штат Калифорния). Объект был запущен в конце прошлого года. Строительство было запущено в 2011 году в районе Antelope Valley. При строительстве станции использовано 3800 тысяч солнечных панелей. Пятая часть этих панелей находится на шасси и имеют возможность поворачиваться вслед за солнцем. [caption align="aligncenter" width="300"]

Год назад в США построили СЭС Star в Калифорнии Суммарная мощность электростанции составляет 579 мегаватт. Этого хватит, чтобы закрыть потребности в электроэнергии для города с населением 75 тысяч человек.

Topaz

Электростанция также находится в Калифорнии и была запущена в 2014 году. Её построила и эксплуатирует американская компания First Solar. Topaz – это один из крупнейших проектов в сфере солнечной энергетики. Стоимость строительства этой станции составляет 2,5 миллиарда долларов.

Sunlight Farm

Ещё одна СЭС в Калифорнии, которая была запущена в прошлом году. Этот проект расположен в пустыне Мохаве рядом с Национальным Лесным Парком. Мощность Sunlight Farm составляет 550 мегаватт. В её составе работает около девяти миллионов тонкопленочных фотоэлектрических панелей.

Ivanpah

И замыкает пятёрку проект из той же США суммарной мощностью 397 мегаватт, который был построен в 2013 году. Эта электростанция относится к термально-концентрирующим башенного типа. Ivanpah находится неподалёку от Лас-Вегаса в штате Невада. Первоначально проект проектировался на большую мощность, но затем его урезали, чтобы не он не оказал вредного воздействия на жизнь пустынной черепахи. Общая мощность электростанции 397 МВт.

Солнечная электростанция Ivanpah В состав станции входят около 170 тысяч гелиостатов, фокусирующих солнечную энергию на три энергетические вышки. Первый год работы станции показал, что энергии было выработано лишь 50% от заявленной мощности. Причиной тому стали разнообразные погодные сюрпризы.

Солнечные станции в России

На территории России самые мощные СЭС расположены в Крыму. «Перово» рассчитана на 100 мегаватт, а «Охотниково» на 80. Обе станции были построены во время, когда Крым находился в составе Украины. После этого в строй были введены ещё 2 СЭС. Одна в Николаевке общей мощностью 69,7, а вторая во Владиславовке мощностью 110 мегаватт. В системе энергоснабжения Крыма солнечная энергия занимает существенную долю, сравнимую с тепловыми станциями. В других регионах России можно отметить Кош-Агачскую СЭС. Она находится в республике Алтай. Эта станция заработала в 2014 году. В её составе работает 20880 фотомодулей суммарной мощностью 5 мегаватт. Годом раньше заработала солнечная электростанция такой же мощностью в дагестанском Каспийске. В будущем планируется нарастить её мощность до 9 мегаватт. В Якутии была построена станция мощностью 1 мегаватт, что является рекордом для СЭС за полярным кругом. В планах строительство СЭС на Ставрополье мощностью 75 мегаватт. Кроме того, компания Xevel собирается развернуть несколько солнечных электростанций на территории Сибири. Их общая мощность составит более 250 МВт. СЭС собираются расположить на побережье Северного Ледовитого океана, на территориях по границам Монголии, Казахстана, Китая. Электростанции от Xevel должны появиться в Забайкалье и Омске. [banner3]

Опрос

Примите участие в опросе! [poll ] Если статья оказалась для вас полезной, распространите ссылку на неё в социальных сетях. Этим вы поможете развитию сайта. Голосуйте в опросе ниже и оценивайте материал! Исправления и дополнения к статье оставляйте в комментариях.

Источник

Крупнейшие солнечные электростанции в мире 1

Получение электричества с помощью гелиоустановок — самое быстрорастущее направление «зеленой» энергетики. На сегодняшний день большую часть солнечной энергии в мире генерируют Китай, Индия и США, за которыми уверенно следуют ближневосточные страны.

Гелиоиндустрия процветает, особенно в пустынных районах Азии и Ближнего Востока, где быстрыми темпами расширяются и строятся заново огромные «солнечные фермы». Издание Digital Trends собрало информацию о крупнейших солнечных электростанциях (СЭС), работающих сегодня в мире.

Солнечный парк Тэнгэр (Tengger Desert Solar Park), крупнейшая СЭС в мире.
Местонахождение: Китай.
Площадь объекта: 43 кв. км.
Мощность генерации — 1547 МВт.

Солнечный парк Тэнгэр, также известный под названием «Великая солнечная стена», расположен в городской округе Чжунвэй, Нинся-Хуэйского автономного района КНР. СЭС находится на территории пустыни Тэнгэр, занимая около 3,25% ее площади.

По своим размерам солнечный парк Тэнгэр больше, чем десять Центральных парков Нью-Йорка , а максимальная мощность СЭС составляет около 1,5 гигаватт, что сопоставимо с показателями большинства атомных электростанций. Учитывая, что места для дальнейшего расширения хватает, солнечный парк Тэнгэр, скорее всего, останется крупнейшей СЭС в мире и в ближайшем будущем.

Солнечный парк Бхадла (Bhadla Solar Park), крупнейшая СЭС Индии.
Местонахождение: штат Раджастхан, Индия.
Площадь объекта: 40 кв. км.
Мощность генерации — 1365 МВт.

Солнечный парк Бхадла расположен в округе Джодхпур в индийском штате Раджастхан на северо-западе страны. На сегодняшний мощность СЭС составляет около 1365 МВт, но объект продолжает расширяться, и к декабрю 2019 года его планируется вывести на проектную мощность в 2 255 МВт. Таким образом, солнечный парк Бхадла имеет шансы завоевать титул крупнейшей СЭС в мире. С его помощью Индия планирует добиться амбициозной цели — получать от гелиоустановок 17% производимой в стране электроэнергии.

Солнечная электростанция Лунъянся (Longyangxia Dam Solar Park).
Местонахождение: Тибетское нагорье, Китай.
Площадь объекта: около 30 кв. км.
Мощность генерации — 850 МВт.

Солнечная электростанция Лунъянся расположена в китайской провинции Цинхай, на западной стороне одноименной гидроэлектростанции мощностью 1280 МВт и образует с ней единый энергетический комплекс. СЭС и ГЭС дополняют друг друга: гелиоустановки помогают экономить водные ресурсы гидроэлектростанции, а та, в свою очередь, компенсирует перепады при выработке энергии солнечными панелями.

Солнечная электростанция Villanueva, крупнейшая СЭС в Северной и Южной Америке.
Местонахождение: штат Коауила, Мексика.
Площадь объекта: около 24 кв. км.
Мощность генерации — 828 МВт.

Компания Enel Green Power, управляющая СЭС Villanueva, сначала ввела в эксплуатацию солнечный парк Villanueva 1 на 427 МВт, а в начале 2018 года к нему добавился парк Villanueva 3 мощностью 327 МВт. Общий объем инвестиций в СЭС Villanueva оценивается компанией в 710 млн долларов. По данным Enel, на объекте насчитывается около 2,5 млн солнечных панелей, способных вырабатывать более 2 000 ГВтч электроэнергии в год. Villanueva — крупнейшая действующая солнечная электростанция Мексики, с помощью которой страна планирует к 2024 году довести долю ВИЭ в общих объемах генерации электроэнергии до 35%.

Солнечная электростанция Камути (Kamuthi Solar Power Station).
Местонахождение: штат Тамил-Наду на юге Индии.
Площадь объекта: около 10 кв. км.
Мощность генерации — 648 МВт.

На конец октября 2018 года комплекс Камути считается шестой по величине солнечной электростанцией в мире, хотя ранее, к моменту ввода в эксплуатацию в сентябре 2016-го эта СЭС претендовала на первое место. Общая сумма инвестиций в проект — 47 млрд индийский рупий, что по текущему курсу составляет почти 640 млн долларов США.

На объекте насчитывается 2,5 млн солнечных панелей, электричества от которых хватит на 750 тыс. человек. Панели ежедневно очищаются роботами, которые сами тоже заряжаются от солнечной энергии.

Солнечная электростанция Solar Star (в переводе — солнечная звезда). Крупнейшая СЭС в США.
Местонахождение: штат Калифорния, США.
Площадь объекта: около 13 кв. км.
Мощность генерации — 580 МВт.

Строительство СЭС началось в 2013 году, а завершилось в 2015-м. На объект насчитывается 1,7 млн солнечных панелей, которые в состоянии обеспечить электричеством примерно 255 тысяч домохозяйств. С помощью этого и других проектов власти Калифорнии планируют к 2045 году полностью перевести штат на альтернативную энергетику.

Солнечная электростанция имени Мохаммеда бин Рашида Аль Мактума (Mohammed bin Rashid Al Maktoum Solar Park), крупнейшая строящаяся СЭС в мире.
Местонахождение: Объединенные Арабские Эмираты, около 50 км к югу от Дубаи.
Запланированная площадь объекта: 77 кв. км.
Запланированная мощность генерации — 5 ГВт к 2030 году.

Хотя нынешняя мощность СЭС в 213 МВт выглядит бледно в сравнении с другими солнечными электростанциями, это крупнейший проект в сфере солнечной энергетики, реализуемый сегодня в мире. К 2020 году мощность генерации должна достигнуть 1000 МВт, а еще через два десятилетия планируется довести показатель до 5000 МВт.

Солнечный парк в ОАЭ станет не только самым большим по площади и мощности. На его территории будет находится самая высокая солнечная электростанция башенного типа. Высотой в 260 м, она будет построена на четвертом этапе реализации проекта и добавит к мощности СЭС дополнительные 700 МВт.

Источник

11 самых крупных солнечных электростанций России

Аналитики компании Neosun Energy составили рейтинг cамых крупных солнечных электростанций в России. Recyclemag публикует фотоподборку крупнейших российских СЭС.

1. CЭС Перово

Расположение: Республика Крым.

Площадь: 200 Га.

Установленная мощность: 105,56 МВт.

Объем инвестиций: 15 млрд 767 млн руб.

Количество солнечных модулей: 440 000.

2. Старомарьевская СЭС

Расположение: Ставропольский край.

Площадь: 50 Га.

Установленная мощность: 100 МВт.

Объем инвестиций: 14 млрд руб.

Количество солнечных модулей: 349 000.

3. СЭС Охотниково

Установленная мощность: 82,6 МВт.

Расположение: Республика Крым

Площадь: 160 Га

Объем инвестиций: 12 млрд 270 млн руб.

Количество солнечных модулей: 360 000.

4-5. Фунтовская СЭС

Расположение: Астраханская область.

Площадь: 146 Га.

Установленная мощность: 75 МВт.

Объем инвестиций: 8,5 млрд руб.

Количество солнечных модулей: 214 644.

4-5. Самарская СЭС

Расположение: Самарская область.

Площадь: 220 Га.

Установленная мощность: 75 МВт.

Объем инвестиций: 8 млрд руб.

Количество солнечных модулей: 265 690.

6. СЭС Николаевка

Расположение: Республика Крым.

Площадь: 116 Га.

Объем инвестиций: — Установленная мощность: 69,7 МВт.

Количество солнечных модулей: 290 048.

7-8. Сорочинская СЭС (СЭС Уран)

Расположение: Оренбургская область.

Площадь: 120 Га.

Установленная мощность: 60 МВт.

Объем инвестиций: 5,7 млрд.руб.

Количество солнечных модулей: 200 000.

7-8. Ахтубинская СЭС

Расположение: Астраханская область.

Площадь: 200 Га.

Установленная мощность: 60 МВт.

9. Новосергиевская СЭС (СЭС Нептун)

Расположение: Оренбургская область.

Площадь: 92 Га.

Установленная мощность: 45 МВт.

Объем инвестиций: 4,3 млрд.руб.

Количество солнечных модулей: свыше 150 000.

10-11 Усть-Коксинская СЭС

Расположение: Республика Алтай

Установленная мощность: 40 МВт.

Объем инвестиций: около 3,5 — 4 млрд.руб.

10-11. Орская СЭС им Влазнева

Расположение: Оренбургская область.

Площадь: 100 Га.

Установленная мощность: 40 МВт.

Объем инвестиций: 3 млрд.руб

Количество солнечных модулей: 160 110.

Cпикер: Илья Лихов, Генеральный директор Neosun Energy. NEOSUN Energy — международная высокотехнологичная компания, производитель солнечных батарей и литий-ионных аккумуляторов нового поколения, разработчик автономных энергосистем, солнечных электростанций и систем хранения энергии для коммерческих и промышленных предприятий. Фото предоставлены NEOSUN Energy.

Источник