ГЕЛИОЭНЕРГЕТИКА

Условия и Факторы, определяющие метод и способ аккумулирования тепла на СЭУ

Метод теплоаккумулирования зависит от технологических. Характеристик и стоимостных показателей ТАС и режимных Условий работы СЭУ. Стоимость ТАС определяется ншосрец-

ственными капитальными затратами на АТ, ТАМ, используе­мый для накопления энергии Крддо» и в оборудование (KDg), обеспечивающее подвод и отвод тепла от АТ (в том числе теп­лообменники, насосы, трубопроводы, арматура, контрольно-из­мерительная аппаратура и автоматические устройства, а также другие приспособления, обслуживающие и обеспечивающие рабо­ту ТАС).

Общая стоимость ТАС определяется количеством запасае­мой. энергии 3f > величина которой зависит от длительности никла заряда:

К ТАС = Эт (КАТ + КТАМ> + Коб*

Значение К хдс по ряду проектов составляет от 5 до 15-я 20% от капиталовложений в СЭУ. Учитывая, что ТАС может обеспечивать выдачу запасаемой энергии на разном уровне мощ. ности, следует иметь в виду два обстоятельства. В тех случа­ях, когда ТАС относительно дешевая, то может быть оправда­на выдача энергии за больший промежуток времени. Это факти­чески означает работу СЭУ в режиме постоянной нагрузки, т. е. в базисном режиме. Если ТАС относительно дороже, то более вероятно использование СЭУ в режиме выдачи повышенной мощ­ности, т. е. возврат накопленной энергии от ТАС за более ко­роткий промежуток, что соответствует использованию СЭУ в пе­ременном режиме. В свою очередь нужно учитывать, что на затраты на ТАС характеристики ее могут оказывать более за­метное влияние, чем сам процесс накопления тепла. Например, чем выше потери в ТАС, тем дороже отпускаемая энергия от ТАС. Поэтому, когда затраты на потери энергии в ТАС соизме римы (или выше) с затратами собственно на ТАС, то исполь­зование таких аккумулирующих систем будет ограниченным или даже нецелесообразным. Другой важной характеристикой 1 АС является температурный потенциал запасенного тепла. Для СЭУ предназначенных для отпуска тепла, температура на ее выходе определяется температурой теплопотребитепя. В этом случае рассматриваются два типа ТАС: первый тип, когда ТАМ являет­ся одновременно и теплоносителем, что исключает необходимость применения зарядного теплообменника. При ©том температура аккумулируемого и отпускаемого тепла практически одна и та же, независимо от того, отпускается пи оно непосредственно і от теплоприемника или от аккумулятора. Второй тип ТАС пред1

ролагает передачу тепла от теплоприемника к ТАМ через теп­лообменник. В этом случае либо тепло, отпускаемое от ТАС, будет отводиться с пониженной температурой, либо в период заряда аккумулятора теплоприемник должен работать при бо­лее высокой температуре. Помимо этого, температурный уро­вень тепла, отводимого от аккумулятора, будет зависеть от вида технологии его накопления (физическое тепло, тепло обраг - тимых фазовых превращений или обратимых химических реакций). Эти виды различаются по количеству запасаемого тепла в единице объема и объему аккумулирующего материала. При фи­зическом наиболее простом и доступном методе тепло воспроиз­водится при низкой температуре, а из-за низкой плотности за­пасенного тепла для его хранения требуются большие емкости, поэтому в тепловом отношении этот метод уступает по эффек­тивности двум другим видам технологии теппоаккумулирования. Однако в АТ на основе обратимых фазовых превращений или химических реакций температура подвода и отвода может огра­ничиваться свойствами либо ТАМ, либо конструкционных мате­риалов оболочек контейнеров (капсул), в которых осуществля­ется складирование тепла.

Независимо от характера температурного ограничения в ТАС от уровня воспроизводимого тепла будут зависеть и затраты непосредственно на СЭУ. Например, из-за снижения темпера­туры отвода тепла от ТАС по условиям термостабильности ТАМ или по лричине его коррозионного воздействия на оболоч­ку капсул уменьшается тепловая экономичность СЭУ, и, как следствие, для отпуска заданного количества тепловой или электрической энергии требуется увеличить теплопроизводигепь - ность СЭУ и поверхность солнечных отражателей-концентра­торов. Отсюда и стоимость СЭУ возрастает. Причем влияние этих ограничений на стоимость СЭУ будет тем заметнее, чем больше энергии будет воспроизводиться (отпускаться) тепло­аккумулирующей системой, и особенно заметным это влияние будет для базисной СЭУ.

« Важной характеристикой ТАС является удельная энергоем­кость, которая является функцией свойств ТАМ, кинетики про­цессов подвода и отвода тепла и схемы преобразования и пере­дачи запасаемой энергии потребителю. При высокой удельной энергоемкости, обусловленной свойствами ТАМ, заметно умень­шается емкость АТ, а при несложной технологии его изготов­ления дешевле обходится и сооружение ТАС.

Таким образом, учет вышерассмотренных факторов позволит в каждом конкретном случае выбрать наиболее рациональную и

эффективную ТАС, способную выдавать тепло требуемого ка­чества. На практике выбор способа аккумулирования тепла и характеристик АТ должен решаться с позиции экономичности в цепом объединенной системы СЭУ и АТ, которая обеспечи­вала бы выдачу наиболее дешевой энергии и заданного качест­ва и количества.

В перспективе наряду с отмеченными факторами, когда роль СЭУ и других типов энергоустановок на основе нетрадиционных возобновляемых источников энергии (ветер, градиент темпера­тур в среде и между средами и т. п.) при наличии в ее тех­нологическом цикле ТАС в энергосистеме возрастет, надо учи­тывать системный фактор, в зависимости от которого будет происходить изменение режима работы и структуры оборудова­ния генерирующих мощностей в энергосистеме.