Применение солнечной энергии

ПРОМЫШЛЕННОЕ ПРИМЕНЕНИЕ СОЛНЕЧНОЙ ЭНЕРГИИ

Технологический нагрев. Увеличение температуры на выходе из - плоского солнечного коллектора всегда пони­жает его суммарный КПД и экономичность любой систе­мы солнечного теплоснабжения. Потенциальные возмож­ности применения солнечной энергии в широких масш­табах для промышленных целей в большой мере зависят от рабочей температуры процесса. В Австралии, где су­ществуют давние традиции в области изучения и приме­нения солнечной энергии, исследование технологических процессов на обычном заводе по переработке пищевых продуктов показало, что применение солнечных нагре­вательных систем в существующих процессах технически вполне осуществимо. Более 50% годовой потребности в тепле можно обеспечить с помощью солнечных коллекто­ров при использовании известных методов, поскольку свыше 70% тепла требуется при температуре ниже 100°С, и практически не существует процессов, в кото-' рых требуется температура выше 150° С. В пищевой npo-v мышленности тепло обычно вырабатывается в централь­ной котельной при температуре, более высокой, чем тре­буется для любого из производственных процессов, и за­тем в виде воды с температурой 99° С или пара низкого давления с температурой 120—170° С распределяется между отдельными технологическими потребителями, большая часть которых работает при гораздо более низь­ких температурах. Для успешного сочетания солнечном установки с такой системой необходимо, чтобы солнеч­ные коллекторы работали при самой низкой допустимої; температуре и чтобы коллекторы с присоединенными к ним, когда это необходимо, аккумуляторами непосредст­венно использовались индивидуальными технологически­ми потребителями. Необходимо, чтобы промышленные системы солнечного теплоснабжения во всех случая^ обеспечивали производственные процессы теплом, поэта! му они должны обладать достаточной аккумулирующем
и поглощающей способностью, чтобы обеспечивать про­изводство в самых тяжелых условиях. В противном слу­чае на период времени с низкой радиацией требуется источник дополнительной энергии. Пока не будет разра­ботана система межсезонного аккумулирования, едва ли удастся создать выгодную с экономической точки зре­ния систему солнечного теплоснабжения без вспомога­тельного нагревателя. В 1975 г. в продаже имелись бы­товые солнечные нагревательные установки, средняя ра­бочая температура которых обычно составляла 30—40° С при среднегодовом КПД порядка 40 %. Когда эти цифры были использованы при расчетах, выполненных для обычного завода, то получилось, что за счет солнечной энергии можно обеспечить 82% годовой потребности в тепле, при этом отношение ежегодной экономии топлива к капитальным затратам составило 0,05.

Из проведенного исследования можно сделать вывод, что если бы только 25% энергии, необходимой для всей пищевой промышленности Австралии в 1975 г., обеспе­чивалось за счет солнечной энергии, то австралийской промышленности, выпускающей солнечные коллекторы, потребовалось бы 12 лет, чтобы удовлетворить потреб­ности в коллекторах.

Транспорт. Солнечный электрический автомобиль Флоридского университета [5] был первым солнечным автомобилем, который работал в обычных. условиях уличного движения. Этот автомобиль приводится в дви­жение электрическим двигателем мощностью 27 л. с., берущим энергию от кадмиево-никелевых и свинцово­кислотных аккумуляторных батарей. Батареи могут за­ряжаться от фотоэлементов или от системы с солнечным генератором. Максимальная скорость автомобиля около 100 км/ч на горизонтальном участке дороги длиной 160 км. Целью далекого будущего является установка солнечных зарядных станций, на которых разрядившиеся батареи могли бы вновь подзаряжаться, обеспечивая энергетически автономную и не загрязняющую окружаю­щую среду транспортную систему.