Солнечные электростанции на рассредоточенных коллекторах. Конструкция и принцип работы по функциональной блок-схеме на базе аммиачной технологии.
Солнечные электростанции на рассредоточенных коллекторах – это системы, состоящие из множества небольших концентрирующих коллекторов, каждый из которых независимо следит за солнцем. Концентраторы не обязательно должны иметь форму параболоидов, но это предпочтительнее. Каждый коллектор передает солнечную энергию жидкости-теплоносителю, горячая жидкость от всех коллекторов собирается в центральной электростанции.
Жидкость-теплоноситель может быть водяным паром, если она прямо использована в паровой турбине, или какой-либо другой термохимической средой , например, диссоциированным аммиаком. Схема устройства, основанного на диссоциации и синтезе аммиака, показана на рис. 1.
Рис. 6.2. Схема выработки электроэнергии в процессе диссоциации и синтеза аммиака и накопления солнечной энергии:
1 – зеркало;
2 – приемник;
3 – теплообменник;
4 – тепловой двигатель;
5 – камера синтеза;
6 – сепаратор;
7 – направление к другим зеркалам
В случае использования химического реагента отсутствуют потери между коллектором и тепловым двигателем, так что тепло может передаваться на большие расстояния в течение длительного времени (например, ночью, что позволяет осуществить непрерывную генерацию электроэнергии). В этой системе солнечные лучи фокусируются на приемнике, в котором газообразный аммиак при высоком давлении (около 30 МПа) диссоциирует на водород и азот.
|
|
|
Эта реакция – эндотермическая, дефицит энергии составляет LН = – 46 кДж/моль NH3. Солнечное излучение снабжает систему энергией, необходимой для протекания этой реакции. В присутствии катализатора в камере синтеза азот и водород частично рекомбинируют, выделяемое при этом тепло можно использовать для подключения внешнего теплового двигателя или другого устройства. Выходящий из камеры синтеза поток охлаждается, что приводит к сжижению аммиака, и цикл повторяется вновь. С термодинамическими солнечными электростанциями на параболоцилиндрических модулях с распределенным приемником ввиду их конструктивной простоты связаны основные успехи в улучшении экономических показателей солнечных электростанций. В 1984 году кампания «Висмер-Беккер констракшенз» построила в Калифорнии серию коммерческих станций с параболоцилиндрическими концентраторами фирмы «Луз Интернешнл Лимитед». Первая станция мощностью 15 МВт была построена в пустыне Мохаве за два месяца и проходила годичное испытание в 1985 году (рис. 2).
Рис. 6.3. Солнечная электростанция на рассредоточенных коллекторах:
1 – поле параболических зеркал;
2 – накопитель тепловой энергии;
3 – дополнительный подогреватель;
|
|
|
4 – твердое топливо; 5 – котел;
6 – солнечный пароперегреватель;
7 – парогенератор;
8 – солнечный дополнительный подогреватель; 9 – солнечный повторный подогреватель; 10 – расширительный бак; 11 – деаэратор; 12 – подогреватель
низкого давления; 13 – конденсатор; 14 – паровая турбина; 15 – генератор;
16 – подстанция; 17 – ограждение
Поле параболических зеркал выполнено по принципу одноосевой системы, которая отслеживает положение солнца каждым зеркалом. Поле зеркал состоит из секторов, каждый из которых имеет несколько параллельных рядов солнечных коллекторов, расположенных с севера на юг. У каждого солнечного приемника есть линейный отражатель (рефлектор) параболической формы, который концентрирует прямую радиацию солнечных лучей на линейном приемнике в центре параболы. Коллекторы отслеживают положение солнца с востока на запад в течение дня, обеспечивая непрерывность солнечного света на линейном приемнике. Жидкость в солнечном контуре нагревается посредством циркуляции через приемник и возвращается в энергетический блок, состоящий из парогенератора и подогревателей, где под давлением нагретая жидкость вторичного контура превращается в пар. В солнечном контуре в качестве теплоносителя используется углеводородный оксид дифенила. Далее перегретый пар поступает на лопатки паровой турбины, которая вращает турбогенератор, а он, в свою очередь, производит электрическую энергию. Использованный пар после турбины сжимается в стандартном конденсаторе, и конденсат возвращается в энергетический блок, где вода вновь преобразуется в пар. Охлаждающий конденсатор разрабатывался в соответствии с проектом механических «башен охлаждения». Исторически станции на параболических зеркалах использовались для производства электрической энергии из солнечного излучения как первичного источника энергии. Эти солнечные электростанции могут работать с номинальной мощностью на выходе, используя только поступающую солнечную энергию. В течение летних месяцев станции могут работать по 10–12 ч в день с номинальной мощностью. Однако до настоящего времени все солнечные электростанции имели дублирующие устройства на твердом топливе, которые позволяли продолжать полноценную работу в периоды низкой солнечной активности и темное время суток. Наличие накопителя тепловой энергии в системе позволяет использовать запасенную энергию в часы максимальных нагрузок.
|
|
|
Дата добавления: 2018-08-06; просмотров: 394; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!