СОЛНЕЧНАЯ ЭНЕРГЕТИКА

Классификация СЭУ и их особенности

Солнечная энергия весьма универсальная с точки зрения возможностей ее использования человеком для своих нужд. СИ может быть относительно легко преобразовано в тепловую, механическую и электрическую энергию, а также использована в химических и биологических процессах. СЭУ работают в системах отопления и охлаждения жилых, общественных и промышленных зданий, в технологических процессах протекающих при любых температурах (от очень низких до ультравысоких). Сами технологические процессы преобразования и использования СИ по своей технологической сложности могут быть очень разными. Сами СЭУ могут быть по своим габаритам также различными: от микроминиатюрных источников питания микрокалькуляторов и ручных часов до огромных технических конструкций в башенных СЭС высотой 100 м и весом в сотни тонн.

В зависимости от технологических схем СЭУ могут существенно отличаться друг от друга - от простейших нагревательных плоских поверхностей до сложнейших систем управления для слежения за Солнцем с целью получения максимального прихода СИ на ПП.

СЭУ используются в процессах сушки различных материалов и сельхозпродуктов, для получения горячей воды, для опреснения морской воды, для получения пресной воды и т. д. СИ является необходимым условием для реализации процессов фотосинтеза и развития и роста растений, благодаря СИ происходят на Земле различные фотохимические процессы.

Существует множество различных технологических схем преобразования СИ в электрическую на основе широко известных в технике тепловых циклов (например, циклы Ренкина или Карно), теплоэлектрических и термоэмиссионных процессов. В последние года наиболее интенсивно развивается во всем мире СФЭУ, базирующиеся на огромные успехи мировой техники в области создания высокоэффективных фотоэлектрических преобразователей. Учитывая рассеянный характер СИ на Земле весьма эффективны и различные системы концентрации СИ с целью повышения и экономических энергетических показателей СЭУ разного назначения. К СЭУ наземным и космическим, естественно, помимо чисто энергетических требований, предъявляются и различные требования, учитывающие характерные особенности, например, связанные с доставкой СЭУ в космос и т. д. и т. п.

В связи со сказанным выше первоочередное значение приобретает задача четкой классификации СЭУ с целью поиска путей дальнейшего повышения их эффективности сегодня и в перспективе. Рассмотрим наиболее характерные сегодня общие классификационные признаки современных и перспективных типов и видов СЭУ. В каждом из этих общих признаков, естественно существуют и присущие им частные особенности использования СЭУ.

1. По виду преобразования и использования СИ в другие виды энергии: в тепловую, механическую, электрическую, используется в

Химических и биологических процессах. При использовании СЭУ в электроэнергетике и теплоэнергетике они могут делиться на три категории, определяемые видом их использования для определенных потребителей энергии: СЭУ, предназначенные для работы в большой ОЭС или просто ЭЭС; СЭУ, работающие на локальную сеть; СЭУ, предназначенные для энергообеспечения автономного потребителя с разной категорией по надежности энергоснабжения. В зависимости от этого существенно меняются требования к информационному обеспечению гелиоэнергетических расчетов к самой системе энергоснабжения, включающей в себя СЭУ или СЭС. Кроме того, в зависимости от категории использования СЭУ могут появиться требования об обязательном сочетании СЭУ с системой аккумуляции энергии любого эффективного вида или с другими видами энергоустановок на базе ВИЭ. Например, это касается работы СЭУ на автономного потребителя, в том числе и повышенной категории надежности, что потребует наличия не только суточного, но и, иногда, более длительного цикла аккумуляции энергии. В системных же больших СЭС подобные требования обычно отсутствуют, если при этом не появляется необходимость поддержания в рабочем состоянии всего вспомогательного хозяйства СЭ и в периоды отсутствия СИ и связи с энергосистемой. Здесь, помимо обычных систем аккумуляции энергии могут быть использованы и традиционные энергоустановки на органическом топливе.

2. По месту размещения на Земле: наземные и космические. Системы защиты СЭУ у них будут принципиально разные: в космосе - защита ПП от жесткого космического излучения, разрушающего сами ПП; на земле - охлаждение СЭУ, защита от пыли и вандализма в том числе. Для космических СЭУ, работающих в безвоздушном пространстве при отсутствии невесомости проблема самой конструкции СЭУ становится менее значимой с весовыми показателями СЭУ. Наиболее проблематична здесь задача передачи накопленного СИ на Земле без нанесения заметного вреда человеку и окружающей среде в целом. В частности, требование минимального воздействия на очень хрупкий, но очень важный для человечества в целом, озоновый защитный слой Земли. Для наземных СЭУ характерны, очевидно, принципиально другие технические проблемы солнечной энергетики. Например, учет цикличности СИ во времени суток и сезонов года, что можно практически полностью исключить в космических СЭУ, выведенных на специальные геоцентрические орбиты. Учет цикличности, а также заметного случайного характера процесса СИ на поверхности Земли может потребовать обязательного сочетания СЭУ с системой аккумуляции энергии в зависимости от категории использования СЭУ (см. п.1).

3. По стационарности: переносные, передвижные и стационарные СЭУ. Отличаются друг от друга как по массо-габаритным характеристикам, так и по сложности конструктивного исполнения. Существенно отличаются друг от друга по надежностным характеристикам.

4. По виду ориентации на солнце: С постоянной (неизменной) ориентацией на поверхности земли и с системой слежения за Солнцем с целью максимизации прихода СИ на ПП. К постоянно-ориентированным на Солнце СЭУ относятся, как правило, энергоустановки бытового назначения, размещенные на крышах строений, на земле с ориентацией на Юг под постоянным углом к горизонту и на специальных стационарных конструкциях-каркасах для размещения СЭУ. В ряде случаев для небольших простых СЭУ возможно изменение угла наклона ПП в каждом месяце года, что достаточно просто может быть реализовано конструктивно.

Система непрерывного во времени слежения за Солнцем с целью максимизации прихода СИ может быть реализована несколькими путями. Например, как это было сказано выше в гл.3 за счет изменения Р°(1;) и у0(1:). Кроме того система слежения за Солнцем может быть реализована при у0(1;)=сопв1 для наклоненной к Югу ПП как за счет изменения ее Р°(1;) (т. е. переменная ориентация ПП по горизонтальной или широтной оси), так и за счет поворота наклоненной к югу ПП вдоль ее продольной или меридианной оси.

5. По технической сложности СЭУ: простые или простейшие и сложные по техническому циклу и исполнению. К простым СЭУ можно отнести: нагреватели воды различной конструкции; подогреватели воздуха; сушилки продуктов сельского хозяйства; отопительные системы; опреснители воды; теплицы; солнечные кухонные печи или нагреватели, холодильные и водоподъемные установки и т. д. и т. п. Конструктивное изготовление подобных простых СЭУ, предназначенных для бытового

Потребления, весьма несложно даже в домаШнИх условиях и, в связи с этимс, ведет к большому их многообразию. Их основные энергетические особенности будут рассмотрены только в кратком изложении ниже в п.4.2, поскольку основное внимание в данном издании уделяется сложным промышленным СЭУ, изготавливаемых серийно или в массовом порядке. В том числе: башенные СЭС; солнечные пруды; СЭУ с

Параболо - цилиндрическими концентраторами; солнечные коллекторы;

Концентраторы СИ и, наконец, наиболее перспективные сегодня системы прямого преобразования СИ в электричество - СФЭУ. Последние, в связи со сказанным, будут рассмотрены в отдельной главе (см. гл.5). Также будут рассмотрены и некоторые другие перспективные сегодня системы прямого преобразования СИ в электричество. Например, термоэлектронные и термоэлектрические генераторы.

Первые опыты использования солнечной энергии в технике относятся к XVII веку. В частности, в 1600 г. во Франции был создан первый солнечный двигатель, работавший на нагретом воздухе и использовавшийся для перекачки воды. В конце XVII в. ведуЩиЙ французский химик А. Лавуазье создал первую солнечную печь, в которой достигалась температура в 1650 °С и нагревались образцы исследуемых материалов в вакууме и защитной атмосфере, а также были изучены свойства углерода и платины. В 1866 г. француз А. Мушо построил в Алжире несколько крупных солнечных концентраторов и использовал их для дистилляции воды и приводов насосов. На всемирной выставке в Париже в 1878 г. А. Мушо продемонстрировал солнечную печь для приготовления пИщИ, в которой 0,5 кг мяса можно было сварить за 20 минут. В 1833 г. в США Дж. Эриксон построил солнечный воздушный двигатель с параболоцилиндрическим концентратором размером 4,8* 3,3 м. Первый плоский коллектор солнечной энергии был построен французом Ш. А. Тельером. Он имел площадь 20 м и использовался в тепловом двигателе, работавшем на аммиаке. В 1885г. была предложена схема солнечной установки с плоским коллектором для подачи воды, причем он был смонтирован на крыше пристройки к дому.

Первая крупномасштабная установка для дистилляции воды была построена в Чили в 1871 г. американским инженером Ч. Уилсоном. Она эксплуатировалась в течение 30 лет, поставляя питьевую воду для рудника.

В 1890 г. профессор В. К. Церасский в Москве осуществил процесс плавления металлов солнечной энергией, сфокусированной параболоидным зеркалом, в фокусе которого температура превышала 3000°С.

На башенных СЭС сегодня зеркала (гелиостаты) отражают СИ на теплоприемник, установленный на высокой башне. Этот приНциП англичанин Уильям Адаме использовал для своей энергетической установки в Бомбее еще в 1878 году. Прототип мощной гелиостанции с параболо­цилиндрическими отражателями, подобной той, что используется сегодня в калифорнийской пустыне Мохаве и вырабатывает пар для турбин, также был разработан в конце прошлого века - американцем Джоном Эрикссоном. Впервые их начал широко применять американский предприниматель Фрэнк Шуман. Его установки на окраине Каира качали на поля воду Нила. К сожалению, эта действовавшая солнечная силовая установка мощностью в 40 киловатт была разрушена в первую мировую войну. Все сказанное выше говорит о том, что по своей сути многие популярные сегодня технические схемы СЭУ уходят корнями в прошлое.

СОЛНЕЧНАЯ ЭНЕРГЕТИКА

Оформлення зеленого тарифу для сонячних станцій

У сучасному світі все більше людей та організацій звертають увагу на використання відновлювальних джерел енергії, таких як сонячна енергія. Одним з інструментів, що стимулюють використання сонячних станцій, є зелений тариф. …

Солнечная панель SolarSaga 200W

Солнечная панель SolarSaga 200W

Вибір сонячних панелей для вашого будинку

Зі зростаючою тенденцією до відновлюваних джерел енергії все більше домовласників розглядають можливість встановлення сонячних панелей для власного виробництва електроенергії. Технологія сонячних панелей за останні роки просунулася далеко вперед, зробивши власникам …

Как с нами связаться:

Украина:
г.Александрия
тел./факс +38 05235  77193 Бухгалтерия

+38 050 457 13 30 — Рашид - продажи новинок
e-mail: msd@msd.com.ua
Схема проезда к производственному офису:
Схема проезда к МСД

Партнеры МСД

Контакты для заказов оборудования:

Внимание! На этом сайте большинство материалов - техническая литература в помощь предпринимателю. Так же большинство производственного оборудования сегодня не актуально. Уточнить можно по почте: Эл. почта: msd@msd.com.ua

+38 050 512 1194 Александр
- телефон для консультаций и заказов спец.оборудования, дробилок, уловителей, дражираторов, гереторных насосов и инженерных решений.