Принципиальная схема аэростатной

фотоэлектрической агрегата:

1. оболочка с фотоэлектрическим оболочкой;

2. электрический кабель;

3. трансформатор; 4. линия электропередачи.Ежели изолировать такой ингредиент от остывания внешним воздухом, то за счет нормального солнечного освещения — неконцентрированного! — поверхность ингредиента способна нагреться до 200ºС и наиболее.

Вероятность получения настолько больших температур раскрывает обширные возможности для создания солнечных паровых «котлов» и на их основанию — паротурбинных энергетических агрегатов. По другому разговаривая, сходственные преобразователи солнечного излучения можнож употреблять для получения водяного пара с параметрами, дозволяющими организовать действенный термодинамический цикл в средней паровой турбине. Коэффициент полезного действия такой солнечной паротурбинной агрегата сочиняет 15—20%, то грызть, сравним с кпд фотоэлектрических батарей.

Понятно, что для солнечной паротурбинной агрегата требуются принципиально другие конструктивные заключения, чем для водонагревательной. В 2002 году был выдан русский патент № 2184322 на солнечную аэростатную электростанцию с паровой турбиной. В этой энергетической конструкции преобразователем солнечной энергии в тепловую приходит заполненный водяным паром баллон аэростата. Оболочка баллона выполнена двухслойной.

Показная ее количество прозрачна и пропускает солнечное излучение. Внутренняя возмещена селективным кушающим оболочкой и разогревается солнечным излучением до 150—180ºС. Воздух меж оболочками оболочки приходит теплоизолятором, убавляющим утраты тепла. Температура пара снутри баллона сочиняет 130—150ºС, давление — в равной мере атмосферному.

Водяной пар греется при контакте с всасывающей оболочкой. Для водяного пара при атмосферном давлении на ватерпасе моря температура насыщения равна 100ºС, потому водяной пар снутри баллона при температуре 130—150ºС оказывается перегретым.

Ежели в перегретом водяном паре распылять воду, вода испаряется. Конкретно эким обычным и действенным методом происходит генерация пара снутри баллона.

Из баллона пар по эластичному паропроводу подается в паровую турбину, и, выходя из турбины, преобразуется в конденсаторе в воду. Из конденсатора вода насосом опять подается вовнутрь баллона, распыляется в нем и испаряется при контакте с перегретым водяным паром.

Горячего водяного пара, находящегося в баллоне, достаточно для бесперебойной службы паровой турбины в черное пора суток. Из-за расхода пара и остывания баллона за ночь подъемная множество аэростата уменьшится в итоге на 10—20%, что немного воздействует на его вышину. В дневное пора в итоге нагрева солнечным излучением запас пара будет восполняться. Мощность турбогенератора можнож изменять в движение суток в согласовании с нуждами потребителя. При поперечнике баллона выше 100 м подъемной множества водяного пара, находящегося снутри баллона, достаточно для взлета конструкции в воздух.

Вероятны немножко видов солнечных аэростатных электростанций в зависимости от метода их размещения.

Аэростатные электростанции наземного и морского базирования.

При наземном базировании аэростат с баллоном поперечником 200—300 метров может размещаться на возвышенности пары сотен метров над поверхностью мира, силовая паротурбинная агрегат будет размещена на миру, а пар из баллона в турбину подаваться по эластичному паропроводу.

Опыт сооружения схожих агрегатов на Тайване изобразил, что хорошей установкой теплообменника парового «котла» с точки зрения кпд приходит совокупа эластичных трубчатых экранов, на поверхность тот или иной нанесено едящее покрытие. По трубчатым экранам с поддержкою газодувки (компрессора басистого давления) прокачивается водяной пар из баллона, и он греется при контакте со светопоглощающей поверхностью экрана.

Служба налаженности клапанов экранов организована эким образом, что пар движется только лишь по каналам, освещенным Солнцем. Водяной пар, находящийся снутри баллона, изолирован от внешнего воздуха мультислойной пленочной теплоизоляцией, при маленькой массе владеющей высочайшей теплоизолирующей способностью. Экая оболочка приходит термическим полупроводником, сквозь тот или иной «закачивается» тепловая энергия вовнутрь баллона. Утраты тепла за счет термообмена с атмосферным воздухом сочиняют не наиболее 10% за день.

Пленочная теплоизолирующая оболочка прикреплена к каркасу из капроновых либо углепластиковых канатов. Сходственная агрегат рассчитана на ураганный ветер со скоростью до 50 мтр/с. При поперечнике баллона 200—300 метров паротурбинная агрегат способна выдавать среднесуточную электрическую мощность в 1000—5000 кВт.

Потому что длительность светового дня изменяется в зависимости от периода года, среднесуточная мощность опытнейшей модели солнечной аэростатной электростанции на юге Тайваня с июня по декабрь модифицировалась в 1,5 один раз. Для наиболее больших широт этот показатель, природно, будет выше. Потому сходственные электростанции наземного базирования эффективны для размещения в участках с численностью солнечных дней в году не наименее трехсот. Это побережье Средиземного моря, площади Северной Африки, Близкого и Среднего Востока, Средней Азии, Каспийского моря, Забайкалье, Монголия, Западный Китай, Австралия, Юго-Восточная Азия и вторые.

Есть, все-таки, событие, тот или другой может помешать обширному распространению солнечных аэростатных электростанций наземного базирования. Процесс в том, что их баллоны очень уязвимы с военной точки зрения. В баллон поперечником 200—300 метров тяжело промахнуться при стрельбе из хоть какого орудия, а попадание в него даже ружейной пули хотя и не приведет к безотлагательному прекращению службы электростанции, но чревато очень досадными последствиями. Конкретно опасность военного конфликта ввиду напряженных отношений с Китайской Народной Республикой привела к замораживанию тайваньской Программы развертывания солнечных аэростатных электростанций.

Один-одинешенек из заключений вопроса военной сохранности солнечных аэростатных электростанций приходит их морское базирование на якорных платформах. К платформе канатом крепится аэростат, внутренняя количество тот или другой соединена эластичным паропроводом с паровой турбиной, размещенной на платформе. Вырабатываемая электроэнергия по кабелю дается на сушу. Платформа представляет из себя малогабаритную установку поперечником около 10 метров, она собирается на берегу в промышленных соглашениях и буксиром транспортируется к участку базирования.

Электростанции высокогорного и высотного базирования.

Принципиальная схема аэростатной

солнечной электростанции с паровой турбиной:

1. прозрачная оболочка; 2. кушающая оболочка;

3. паропровод; 4. трубопровод с водяными насосами;

5. паровая турбина; 6. конденсатор;

7. линия электропередачи.

Доктор Пекинского института Ван Ли предложил располагать аэростатные электростанции в высокогорных участках, выше пасмурного оболочки, где их служба не зависит от погодных соглашений. Транспортировать электростанции к участкам агрегата предлагается по воздуху грузовым дирижаблем. Размещение 10 000 солнечных аэростатных электростанций в высокогорных участках Тибета не только лишь на сто процентов обеспечит электроэнергией этот еще пока отсталый участок, но и дозволит поставлять электроэнергию в примыкающие провинции Китая.

Выше пасмурного оболочки на возвышенности 5—7 км от поверхности мира (моря) электростанции можнож располагать, и не забираясь в горы. При всем этом силовая паротурбинная агрегат может размещаться как внизу, так и в люльке аэростата. При наземном расположении паротурбинной агрегата баллон с паром может сплачиваться с паровой турбиной эластичным паропроводом длиной около 7000 мтр. Опыта производства схожих паропроводов пока нет.

Один-одинешенек из вариантов быть может трубчатая агрегат из мягеньких оболочек и мягенькой термоизоляции. В качестве вещества веющей оболочки вероятна армированная стеклоткань, употребляемая в нынешнее время в воздуховодах большого поперечника и действующая при температурах от -70ºС до +650ºС. Для пароизолирующей оболочки возможно использование полиамидной диафрагмы (возможная температура +180ºС). Масса этакого эластичного паропровода длиной 7000 м составит в итоге 15% от массы оболочки баллона.

Питательную воду вовнутрь баллона можнож подавать каскадом насосов. При навесном размещении паротурбинная энергоустановка крепится в люльке аэростата, а электроэнергия по кабелю дается вниз.

При теплофизических увольнениях такой электростанции водилось найдено примечательное свойство. Оказалось, что при температуре внешнего воздуха -30ºС на возвышенности 5—7 км число тепла, отдаваемое нижней, не освещенной Солнцем, поверхностью баллона за счет воздушного остывания, в равной мере числу тепла, кушаемому верхней поверхностью баллона от Солнца.

Благодаря этому обстоятельству возможно использование малогабаритного и беглого водно-воздушного конденсатора для конденсации водяного пара, выходящего из турбины. Масса силовой агрегата в данном варианте не превзойдет 30 т, что не вызовет проблем для ее крепления к баллону аэростата.

Неувязка крепления привязных аэростатов к поверхности мира имелась решена еще в основной половине прошедшего века, и они широко употреблялись для охраны городов от авиации соперника во 2-ой мировой войне.

В нынешнее время в США разрабатывается воздушная налаженность релейной взаимоотношения на основе привязных дирижаблей. Компания «Platforms Wireless International» делает дирижабль для эксплуатации на возвышениях от 3 до 10,5 км. С наземной основой он будет сплачиваться кабелем-тросом поперечником 2,5 сантим.. В Рф привязные аэростаты производятся в Долгопрудненском конструкторском бюро автоматики.

Электростанции высотного базирования могут водиться расположены в любом регионе планетки.

Главным препятствием для их размещения приходит авиация. Все-таки самолеты летают ни где попало, а в верно ограниченных воздушных коридорах. Уместно вспомнить, что зоной, запрещенной для полета самолетов, приходит и воздушное место над городками. Потому за счет высотных аэростатных энергоустановок можнож обеспечить потребности в тепловой энергии (отопление и горячее водоснабжение) этакого крупного города как Москва. Потребность городка в естественном газе в данном варианте уменьшится в дважды, освещенность местности — в итоге на 3%.

Спрос на схожую продукцию на мировом базаре фактически безграничен и прибыли компаний-производителей солнечных аэростатных электростанций будут сравнимы с прибылями нефтедобывающих компаний.

Сергей Коровкин

зам. начальника отдела

Инженерного центра РАО «ЕЭС»

Для справки

Журнальчик В«Электротехнический рынокВ»

В«Электротехнический рынокВ» — отраслевой информационно-маркетинговый журнальчик, он будет занимателен как руководителям компаний, водящим профессионалам и начальникам по маркетингу, так и нормальным менеджерам, занимающимся продвижением продукции близких компаний либо закупками электротехнического оборудования.

Выслать сообщение ·  Контакты и адреса  · Новинки  · Публикации