название
Представлен концепт нового типа электростанций
28.08.2017 367 0 Bimbom1

Представлен концепт нового типа электростанций

Наука и Техника
Представлен концепт нового типа электростанций





Группа инженеров под руководством Эмре Генцера (Emre Gencer) из Университета Пердью (США) прорабатывает проект создания электростанции, использующей солнечный свет одновременно для получения электричества и для выработки водородного топлива. Заявляется, что совокупный коэффициент полезного действия такой комбинированной системы может достигать 65–70% КПД, что существенно превышает показатели других солнечных электростанций.

На сегодня солнечную энергию превращают в электрическую двумя способами. В первом случае используются полупроводниковые фотоэлементы, напрямую эксплуатирующие поток фотонов для создания потока электронов и, соответственно, электрогенерации. Наиболее экономически эффективные солнечные батареи имеют КПД 20–25%. Второй способ часто называется гелиотермальной энергетикой. В его рамках множество параболических зеркал направляет солнечные лучи на центральную башню, наполненную расплавом солей. Соль охлаждает внешний водяной контур, пар из которого вращает турбину, как это происходит на обычных тепловых электростанциях. КПД таких систем может достигать 25–30%. Однако они эффективно работают только с прямым солнечным светом: рассеянный облаками свет для такой схемы не годится, что затрудняет работу зимой или в пасмурные дни.

Схема группы Генцера до некоторой степени похожа на второй метод. Она предполагает использование параболических зеркал для нагрева центральной башни с расплавом солей выше 700 °С (сейчас эта температура не превышает 600–650 °С). При достижении этой точки вода из контура охлаждения в присутствии катализатора начинает разлагаться на кислород и водород. Генцер полагает, что после этого водород можно будет сжать под давлением оставшейся части водяного пара, что снизит издержки на его сжатие и хранение в металлических емкостях. При этом часть энергии пара будет уходить на вращение турбины высокого давления. После того как пар частично охладится, он пойдет во вторую ступень цикла – турбину низкого давления, способную крутиться даже от водяного пара при температуре в 200–300 °С.

Общий энергетический КПД такой двухступенчатой схемы может достигать 70%. При этом, по расчетам, такой тип электростанций (Генцер называет его ''гидрическим'' – от латинского названия водорода) будет работать и ночью, когда солнце не светит. Для этого в центральной башне будет сжигаться водород, выработанный днем. Горящий газ подогреет расплав солей и заставит работать энергогенерирующий контур в отсутствие солнечных лучей. Таким образом, гидрические электростанции смогут добиться как высокого КПД, так и стабильной выработки, не привязанной ко времени суток или плотности облачности, как фотоэлементы.

Разумеется, такая схема будет иметь и ряд недостатков. Она сможет эффективно работать лишь там, где много часов солнечного свечения: на Юго-Западе США, Калмыкии или на российском Дальнем Востоке. В ночное время КПД работы электростанции будет падать до 35%, поскольку при сжигании водорода часть его энергии будет теряться с продуктами сгорания через трубу электростанции (низкопотенциальное тепло).

Кроме того, использование двух типов турбин на одной электростанции несколько повысит размер первоначальных инвестиций в их строительство. Это, правда, в значительной степени будет компенсировано большей выработкой электроэнергии. По оценкам группы Генцера, коэффициент использования установленной мощности для прорабатываемой схемы может достигать 50–60% (с учетом сжигания водорода), в то время как у фотоэлементных электростанций он обычно на уровне 10–12%.

Следует отметить, что в последние годы гелиотермальные электростанции с одним энергетическим контуром (турбиной высокого давления) энергично строятся от Марокко и Невады до Саудовской Аравии и Катара. В последних двух странах оптовая стоимость электричества от них составляет лишь 5 центов за киловатт-час, что ниже, чем у тепловых электростанций. В случае если КПД схемы Генцера действительно будет существенно лучше, чем у существующих гелиотермальных электростанций, электричество от них станет еще дешевле, следовательно, данный тип энергетики станет более привлекательным для инвесторов.

Источник: Наука и Технологии|Изобретения| ИННОВАЦИИ|

Пять стран, перешедших на солнечную энергию Пять стран, перешедших на солнечную
Эти пять стран находятся на первом месте по объему использования солнечной энергии для своей инфраструктуры. Преимуществ использования солнечных
Как устроена крупнейшая в мире солнечная электростанция Как устроена крупнейшая в мире
В Калифорнии, в пустыне Мохава была запущена крупнейшая в мире солнечная электростанция «Айванпа» площадью почти 13 кв.км. Объект стоимостью $ 2.2
Скоростное преобразование солнечной энергии Скоростное преобразование солнечной
Скоростное преобразование солнечной энергии Институт фотоники Барселоны (ICFO) представил фотодетектор на основе графена, который преобразует
Что такое рентген? Что такое рентген?
Рентгеновские лучи — это энергетические волны, подобные радио- или световым волнам. Рентгеновские лучи обладают способностью пронизывать насквозь или
Почему мы видим звезды только ночью? Почему мы видим звезды только ночью?
Солнечные лучи, попадая в атмосферу, рассеиваются. Лучи идут к нам не только непосредственно от Солнца, но и от всех частиц, находящихся в атмосфере,
Какие преимущества и недостатки солнечной энергии? Какие преимущества и недостатки
Природные ресурсы Земли неуклонно истощаются и полезных ископаемых становится...
Комментарии (0)
Добавить комментарий
Прокомментировать
  • bowtiesmilelaughingblushsmileyrelaxedsmirk
    heart_eyeskissing_heartkissing_closed_eyesflushedrelievedsatisfiedgrin
    winkstuck_out_tongue_winking_eyestuck_out_tongue_closed_eyesgrinningkissingstuck_out_tonguesleeping
    worriedfrowninganguishedopen_mouthgrimacingconfusedhushed
    expressionlessunamusedsweat_smilesweatdisappointed_relievedwearypensive
    disappointedconfoundedfearfulcold_sweatperseverecrysob
    joyastonishedscreamtired_faceangryragetriumph
    sleepyyummasksunglassesdizzy_faceimpsmiling_imp
    neutral_faceno_mouthinnocent