Помощь студентам в учебе
МИРОВОЙ ОПЫТ ЭКСПЛУАТАЦИИ ТЕПЛОВЫХ СОЛНЕЧНЫХ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ БАШЕННОГО ТИПА
|
АННОТАЦИЯ 4
ВВЕДЕНИЕ 7
1 РАЗВИТИЕ СОЛНЕЧНОЙ ЭНЕРГЕТИКИ В МИРЕ 9
2 ВИДЫ СОЛНЕЧНЫХ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ 10
2.1 Солнечная фотоэлектрическая энергия 11
2.2 Принцип солнечной фотоэлектрической энергии 12
2.3 Солнечная фототермическая энергия 13
3 ОСОБЕННОСТИ И ПРИНЦИП РАБОТЫ БАШЕННЫХ СОЛНЕЧНЫХ
ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ 22
3.1 Состав системы 23
3.2 Технический характеристика 24
3.3 Цикл работ 25
3.4 Риск работы 26
3.5 Контроллер массива гелиостатов 27
3.6 Гелиостат 29
3.7 Цели исследования 31
4 РАБОТА БСЭС В РАЗНЫХ СТРАНАХ 32
4.1 Испания 33
4.2 HAC 35
4.3 Другие страны 35
4.4 Эффект 38
5 БСЭС В РОССИИ И В КНР 39
5.1 Башенная солнечная тепловая электростанция 41
5.2 Преимущества 42
5.3 Недостатки 43
5.4 Будущее развитие 43
6 ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ СТРОИТЕЛЬСТВА БСЭС 44
6.1 Космические электростанции (solar power satellite) 44
6.2 Преимущества энергосистем в космосе 45
6.3 Энергетические острова 46
6.4 Схема работы энергетического острова 47
6.5 Солнечные острова 48
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 50
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 51
ВВЕДЕНИЕ 7
1 РАЗВИТИЕ СОЛНЕЧНОЙ ЭНЕРГЕТИКИ В МИРЕ 9
2 ВИДЫ СОЛНЕЧНЫХ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ 10
2.1 Солнечная фотоэлектрическая энергия 11
2.2 Принцип солнечной фотоэлектрической энергии 12
2.3 Солнечная фототермическая энергия 13
3 ОСОБЕННОСТИ И ПРИНЦИП РАБОТЫ БАШЕННЫХ СОЛНЕЧНЫХ
ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ 22
3.1 Состав системы 23
3.2 Технический характеристика 24
3.3 Цикл работ 25
3.4 Риск работы 26
3.5 Контроллер массива гелиостатов 27
3.6 Гелиостат 29
3.7 Цели исследования 31
4 РАБОТА БСЭС В РАЗНЫХ СТРАНАХ 32
4.1 Испания 33
4.2 HAC 35
4.3 Другие страны 35
4.4 Эффект 38
5 БСЭС В РОССИИ И В КНР 39
5.1 Башенная солнечная тепловая электростанция 41
5.2 Преимущества 42
5.3 Недостатки 43
5.4 Будущее развитие 43
6 ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ СТРОИТЕЛЬСТВА БСЭС 44
6.1 Космические электростанции (solar power satellite) 44
6.2 Преимущества энергосистем в космосе 45
6.3 Энергетические острова 46
6.4 Схема работы энергетического острова 47
6.5 Солнечные острова 48
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 50
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 51
Энергетические и экологические проблемы являются двумя важными проблемами, стоящими сегодня перед миром. С истощением запасов ископаемого топлива стоимость использования первичной энергии также увеличивается. Из-за сжигания большого количества ископаемого топлива экологические проблемы становятся все более и более серьезными, а парниковый эффект и загрязнение воздуха усугубляются, все больше привлекая внимание людей.
В последние годы некоторые возобновляемые источники энергии получили высокую оценку людей и внимание всех стран. Солнечная энергия - это глобальная и неисчерпаемая чистая энергия. Использование солнечной энергии для непосредственного производства электроэнергии является эффективным способом облегчения или даже решения энергетических проблем. Страны по всему миру также прилагают активные усилия, многие проекты по производству солнечной энергии инвестируются. Эксплуатация, технология производства солнечной энергии имеет широкие перспективы развития в будущем.
Солнечная энергия — это энергия, высвобождаемая Солнцем во Вселенную посредством излучения. Большая часть энергии, необходимой человеку, поступает прямо или косвенно от Солнца. Именно посредством фотосинтеза различные растения преобразуют солнечную энергию в химическую энергию и сохраняют ее в растениях. Ископаемые виды топлива, такие как уголь, нефть и природный газ, также образовались из животных и растений, закопанных в землю в древние времена на протяжении долгих геологических эпох. По сути, это солнечная энергия, зафиксированная древними организмами. Кроме того, энергия воды, энергия ветра и т. д. также преобразуются из солнечной энергии.
Средняя интенсивность солнечного излучения на околоземной орбите составляет 1369 Вт/м2. Окружность земного экватора составляет 40000 км, поэтому можно подсчитать, что энергия, получаемая Землей, может достигать 173 000 ТВт. Стандартная пиковая интенсивность на уровне моря составляет 1 кВт/м2, а среднегодовая интенсивность излучения за 24 часа в определенной точке земной поверхности составляет 0,20 кВт/м2, что эквивалентно 102 000 ТВт энергии. Люди полагаются на эти энергии, чтобы выжить, включая все другие формы излучения возобновляемых источников энергии (кроме ресурсов геотермальной энергии).
Хотя общий объем ресурсов солнечной энергии более чем в 10 000 раз превышает энергию, используемую человечеством сегодня, плотность солнечной энергии низка и варьируется от места к месту и время от времени, что является основной проблемой, стоящей перед человечеством. Эти характеристики солнечной энергии ограничивают ее роль во всей всеобъемлющей энергетической системе.
Как широкий спектр экологически чистой энергии, солнечная энергия может использоваться по-разному: генерация солнечной энергии, солнечный водонагреватель, солнечное освещение и отопление, солнечная сушка и т. д. Использование солнечной тепловой энергии на крупных электростанциях (Concentrating Solar Power (CSP)) в больших масштабах является эффективным способом решения энергетических проблем.
Технология производства солнечной тепловой энергии заключается в использовании оптической системы для сбора энергии солнечного излучения для нагрева рабочего тела, производства высокотемпературного пара и приведения в действие паротурбинной установки для выработки электроэнергии, что называется фототермической технологией производства энергии.
По сравнению с фотогальваническим производством электроэнергии, он имеет преимущества высокой эффективности, компактной конструкции и низких эксплуатационных расходов. В соответствии с различными методами концентрации, технологию CSP можно разделить на три типа: технология выработки солнечной тепловой энергии на башне, выработка солнечной тепловой энергии через желоб и технология выработки солнечной тепловой энергии в тарелке.
Непосредственным отражением разницы в количестве трех способов концентрации света и тепла является разница в коэффициенте концентрации света. Коэффициент концентрации представляет собой отношение средней плотности потока энергии поглотителя к плотности потока падающей энергии. Эти три метода можно условно разделить на три основные системы: система сбора солнечного тепла, система теплопередачи и обмена и система производства электроэнергии. Однако из-за их различных соотношений концентраций температуры сбора тепла, которые могут быть достигнуты, также различны, поэтому трехкомпонентные системы, соответствующие трем методам концентрации света, также имеют разную степень различия.
Система выработки электроэнергии через желоб является наиболее технологичной, а ее механизм отслеживания относительно прост, легко реализуем, а общая стоимость является самой низкой.
Стоимость строительства корытной системы выработки электроэнергии снижена с 5 976 долл. США/кВт до 3 011 долл. США/кВт, а себестоимость выработки электроэнергии снижена с 26,3 цента/кВт-ч до 12 центов/кВт-ч. ожидается, что стоимость производства электроэнергии составит около 4 центов/кВт-ч, что в основном эквивалентно стоимости производства тепловой энергии.
Система выработки электроэнергии для тарелок относительно сложна и требует больших инвестиций, поэтому в настоящее время все еще трудно реализовать крупномасштабное коммерческое применение. Однако благодаря технологическим усовершенствованиям система выработки электроэнергии башенного типа может значительно снизить стоимость и реализовать крупномасштабное применение, поэтому потенциал развития очень велик.
В последние годы некоторые возобновляемые источники энергии получили высокую оценку людей и внимание всех стран. Солнечная энергия - это глобальная и неисчерпаемая чистая энергия. Использование солнечной энергии для непосредственного производства электроэнергии является эффективным способом облегчения или даже решения энергетических проблем. Страны по всему миру также прилагают активные усилия, многие проекты по производству солнечной энергии инвестируются. Эксплуатация, технология производства солнечной энергии имеет широкие перспективы развития в будущем.
Солнечная энергия — это энергия, высвобождаемая Солнцем во Вселенную посредством излучения. Большая часть энергии, необходимой человеку, поступает прямо или косвенно от Солнца. Именно посредством фотосинтеза различные растения преобразуют солнечную энергию в химическую энергию и сохраняют ее в растениях. Ископаемые виды топлива, такие как уголь, нефть и природный газ, также образовались из животных и растений, закопанных в землю в древние времена на протяжении долгих геологических эпох. По сути, это солнечная энергия, зафиксированная древними организмами. Кроме того, энергия воды, энергия ветра и т. д. также преобразуются из солнечной энергии.
Средняя интенсивность солнечного излучения на околоземной орбите составляет 1369 Вт/м2. Окружность земного экватора составляет 40000 км, поэтому можно подсчитать, что энергия, получаемая Землей, может достигать 173 000 ТВт. Стандартная пиковая интенсивность на уровне моря составляет 1 кВт/м2, а среднегодовая интенсивность излучения за 24 часа в определенной точке земной поверхности составляет 0,20 кВт/м2, что эквивалентно 102 000 ТВт энергии. Люди полагаются на эти энергии, чтобы выжить, включая все другие формы излучения возобновляемых источников энергии (кроме ресурсов геотермальной энергии).
Хотя общий объем ресурсов солнечной энергии более чем в 10 000 раз превышает энергию, используемую человечеством сегодня, плотность солнечной энергии низка и варьируется от места к месту и время от времени, что является основной проблемой, стоящей перед человечеством. Эти характеристики солнечной энергии ограничивают ее роль во всей всеобъемлющей энергетической системе.
Как широкий спектр экологически чистой энергии, солнечная энергия может использоваться по-разному: генерация солнечной энергии, солнечный водонагреватель, солнечное освещение и отопление, солнечная сушка и т. д. Использование солнечной тепловой энергии на крупных электростанциях (Concentrating Solar Power (CSP)) в больших масштабах является эффективным способом решения энергетических проблем.
Технология производства солнечной тепловой энергии заключается в использовании оптической системы для сбора энергии солнечного излучения для нагрева рабочего тела, производства высокотемпературного пара и приведения в действие паротурбинной установки для выработки электроэнергии, что называется фототермической технологией производства энергии.
По сравнению с фотогальваническим производством электроэнергии, он имеет преимущества высокой эффективности, компактной конструкции и низких эксплуатационных расходов. В соответствии с различными методами концентрации, технологию CSP можно разделить на три типа: технология выработки солнечной тепловой энергии на башне, выработка солнечной тепловой энергии через желоб и технология выработки солнечной тепловой энергии в тарелке.
Непосредственным отражением разницы в количестве трех способов концентрации света и тепла является разница в коэффициенте концентрации света. Коэффициент концентрации представляет собой отношение средней плотности потока энергии поглотителя к плотности потока падающей энергии. Эти три метода можно условно разделить на три основные системы: система сбора солнечного тепла, система теплопередачи и обмена и система производства электроэнергии. Однако из-за их различных соотношений концентраций температуры сбора тепла, которые могут быть достигнуты, также различны, поэтому трехкомпонентные системы, соответствующие трем методам концентрации света, также имеют разную степень различия.
Система выработки электроэнергии через желоб является наиболее технологичной, а ее механизм отслеживания относительно прост, легко реализуем, а общая стоимость является самой низкой.
Стоимость строительства корытной системы выработки электроэнергии снижена с 5 976 долл. США/кВт до 3 011 долл. США/кВт, а себестоимость выработки электроэнергии снижена с 26,3 цента/кВт-ч до 12 центов/кВт-ч. ожидается, что стоимость производства электроэнергии составит около 4 центов/кВт-ч, что в основном эквивалентно стоимости производства тепловой энергии.
Система выработки электроэнергии для тарелок относительно сложна и требует больших инвестиций, поэтому в настоящее время все еще трудно реализовать крупномасштабное коммерческое применение. Однако благодаря технологическим усовершенствованиям система выработки электроэнергии башенного типа может значительно снизить стоимость и реализовать крупномасштабное применение, поэтому потенциал развития очень велик.
Солнечная тепловая генерация как высококачественный управляемый источник энергии не привлекала внимания на политическом уровне, поскольку текущая установленная мощность слишком мала. Тем не менее, с точки зрения характера спроса на рынке вспомогательных энергетических услуг, ценность управляемых источников питания, безусловно, будет подчеркнута. Согласно международному опыту, как правило, энергосистема с более высокой долей прерывистой энергии и большим спросом на гибкое энергоснабжение будет платить более высокую стоимость за вспомогательные услуги по электроснабжению. Некоторые люди в отрасли считают, что в будущем сотрудничество между фотогальваникой и накопителями энергии или сотрудничество с тепловой энергией и другими контролируемыми источниками энергии может стать новой нормой. В связи с тенденцией включения неконтролируемых источников энергии, таких как фотоэлектрическая энергия ветра, на рынок вспомогательных энергетических услуг, Генерация солнечной тепловой энергии будет использовать преимущества своей управляемости и предоставлять вспомогательные услуги по энергетике, такие как пиковое регулирование, что может открыть новое рыночное пространство для производства солнечной тепловой энергии.
На ранней стадии развития отрасли производства солнечной тепловой энергии существуют как огромные прибыли, так и огромные риски. Ввиду технической сложности и стоимостных факторов производства солнечной тепловой энергии башенного типа рекомендуется постепенно продвигать строительство солнечных тепловых электростанций в плановом порядке. Чтобы извлечь уроки из опыта и уроков фотоэлектрической и ветровой энергетики и предотвратить крупномасштабное строительство электростанций, правительство и соответствующие подразделения должны иметь возможность играть эффективную роль в контроле и надзоре.
На ранней стадии развития отрасли производства солнечной тепловой энергии существуют как огромные прибыли, так и огромные риски. Ввиду технической сложности и стоимостных факторов производства солнечной тепловой энергии башенного типа рекомендуется постепенно продвигать строительство солнечных тепловых электростанций в плановом порядке. Чтобы извлечь уроки из опыта и уроков фотоэлектрической и ветровой энергетики и предотвратить крупномасштабное строительство электростанций, правительство и соответствующие подразделения должны иметь возможность играть эффективную роль в контроле и надзоре.
