Солнечная энергия по ночам – это уже не фантазии, а реальность. По крайней мере, в Калифорнии, где планируется уже через 5 лет получать не менее 33% всей энергии от ветра и солнца. Штат все более наращивает мощность альтернативных источников энергии с целью обеспечить треть электроэнергии за их счет уже в 2020 году. Не удивительно, что величайшая в мире солнечная гелиотермальная электростанция появилась именно здесь. В настоящее время эта станция уже не является экспериментальной – обычная работающая электростанция.
Около 100 гелиотермальных станций уже построены во всем мире, ожидается еще не менее 50. Некоторые из них способны обеспечивать электроэнергией даже по ночам. Ivanpah Solar Electric Generating System, новая солнечная электростанция в Калифорнии, снабжает электричеством 140 000 домов. Расположена она в пустыне Мохаве, не более 3 часов езды к востоку от Лос-Анджелеса. Станцию строили в течение 3 лет, ее стоимость составила 2 млрд 200млн долларов. Здесь вырабатывается чистая энергия, получаемая от солнца. При этом сжигание какого-либо топлива совсем не требуется.
Что интересно, вместо широко распространенных солнечных батарей на станции Ivanpah Solar Electric используются обыкновенные зеркала.
Таких зеркальных модулей, или гелиостатов, на станции насчитывается 173 тысячи. Каждый модуль представляет собой систему, состоящую из двух больших зеркал (каждое размером с ворота гаража).
Зеркала-гелиостаты отражают лучи солнца на вершины высоких башен, которые находятся в центре. Гелиостаты могут вращаться и благодаря этому отражение солнечных лучей на вершины башен происходит непрерывно, пока солнце не уйдет за горизонт.
На верху башен расположены котлы с жидкостью, превращающейся в пар от нагрева. Принцип их работы тот же, что и на обыкновенной ТЭЦ, только вода нагревается здесь не с помощью сжигания топлива, а от солнечных лучей. Мощность станции Ivanpah Solar Electric, составляющая 392 мегаватт, сопоставима с мощностью средней московской ТЭЦ.
Башни строятся как можно более высокими (не менее 148 метров), ведь чем выше башня – тем больше можно поставить вокруг нее зеркал. В середине дня котлы могут нагреваться более 700 градусов. Образующийся при этом пар поступает вниз, вращая турбину и вырабатывая таким образом электроэнергию. Этот принцип выработки электрической энергии называется гелиотермальным.
Такая гелиотермальная станция может работать и после захода солнца, благодаря возможности запасать излишки энергии. Для этого в специальные огромные хранилища нагнетается часть нагретой жидкости, которая выпускается из них после захода солнца. Таким образом, вращение турбины продолжается, такие хранилища при полной мощности могут обеспечить работу турбин в течение 15 часов. Благодаря таким теплохранилищам некоторые геотермальные станции могут работать даже круглосуточно. На станции Ivanpah Solar Electric этих хранилищ еще нет, но в качестве примера можно посмотреть следующее видео. В этом примере рассматривается гелиотермальная станция, находящаяся в Испании, с подробным обьяснением принципа ее работы.
Во время строительства станции ее создатели позаботились и об охране окружающей среды. Ведь, хотя сама станция и является совершенно безопасной, ее строительство угрожало исчезновением редких видов черепах, обитающих в пустыне. Поэтому была разработана специальная программа, в ходе которой компания-владелец станции купила обширный участок земли рядом со станцией, куда и переселились около 200 уникальных черепах. Затраты на переселение редких обитателей пустыни обошлись компании в 22 млн долларов, включая покупку земли, оплату труда биологов и собственно переселение черепах.
Процесс перехода к альтернативным источникам энергии в Калифорнии можно без преувеличения назвать революцией альтернативной энергетики. ВВП штата Калифорния больше ВВП многих стран мирового сообщества. Значение этого показателя составляет 2,2 трлн долларов, а это больше, чем у России, Индии, Канады, Италии, Испании или Австралии, которые считаются достаточно мощными странами. Поэтому энергии Калифорнии требуется очень много, и 33%, которые к 2020 году планируется получать из альтернативных источников – это огромное количество. Аналитики и СМИ уже успели обьявить открытой эру альтернативной энергетики. И тот факт, что солнечные панели в Калифорнии продаются уже в обыкновенных магазинах и быстро дешевеют, - только подтверждает это заявление.По сведениям журнала TIME, как минимум один американский дом переходит на солнечную энергию от панелей, устанавливаемых на крышах, каждые 3 минуты. И со временем эта динамика только возрастает. Правительство США обеспечивает развитие альтернативной энергетики всевозможными способами. Простым людям выдаются беспроцентные займы на солнечные панели, а крупные компании обязаны покупать альтернативную энергию в соответствии с предусмотрительно изданными законами. Благодаря постепенному запуску все большего количества солнечных электростанций в США количество вредных выбросов здесь постепенно сокращается: с 2005 года они уменьшились уже на 17%.Ivanpah Solar является одной из 7 крупнейших солнечных электростанций, которые введены в строй в Калифорнии в последние годы. Запуск каждой такой станции эквивалентен исчезновению из атмосферы не менее 400 000 тонн углекислого газа каждый год. Это сравнимо с исчезновением с автодорог сразу 77 000 автомобилей, загрязняющих атмосферу.
В этом красивом видео можно увидеть виды солнечной станции на фоне ночного Лос-Анджелеса, получающего от нее абсолютно чистую энергию.
Жизнь современного общества уже давно невозможна без электричества. Сейчас 90% инфраструктуры в России компьютеризированы, и практически все базы данных представлены в электронном виде. В такой ситуации просто необходимы, и здесь людям приходит на помощь такое изобретение как электростанция. водяные, тепловые, газовые, ядерные и солнечные. Самая большая России расположена на юге Алтая.
Атомные электростанции: уже история
До недавних пор для получения электричества повсеместно использовались . Первая в нашей стране появилась в Обнинске и просуществовала около пятидесяти лет, прекратив свое функционирование в 2002 году. Мощность энергетического блока Обнинской АЭС составляла 5 МВт, и при первом экспериментальном запуске ею было сгенерировано электричество мощностью 800 Вт.
Атомные станции имеют непростое устройство и требуют особых условий эксплуатации. Чтобы исключить вероятность сбоев и возникновение аварий с утечкой радиации, необходим многочисленный обслуживающий штат.
Поэтому на протяжении всего времени существования ядерных электростанций специалисты пытаются создать генераторы, которые будут вырабатывать энергию при минимальных выбросах углекислого газа и других вредных веществ в атмосферу. А также таких, работа которых в целом была бы более экологичной и менее опасной.
Эра солнечных электростанций
К 2015 году было остановлено значительное количество ядерных электростанций по всему миру. Кажется, нашлась наконец альтернатива, которая соответствует масштабам 21 века.
Количество солнечных электростанций на планете неустанно растет. За последнее десятилетие было запущено и завершено строительство минимум пяти крупных проектов. На сегодняшний день самая большая солнечная электростанция в мире находится в Калифорнии.
Конструкции, которые преобразуют солнечные лучи в - мощный и относительно безопасный по сравнению с ядерными установками источник энергии. «Топливо» станции получают с помощью солнечных модулей, которые представляют собой квадратные панели, распределяющие солнечный свет или концентрирующие его определенным образом - например, на котлах, по принципу станции «Айванпа». Вода в котлах нагревается, а образующийся пар приводит в движение турбины, благодаря работе которых и образуется электричество.
Крупнейшие солнечные электростанции
На сегодняшний день станции такого типа используются минимум в десяти странах, среди которых Китай, Индия, Германия. США и Россия. Большой процент солнечных электростанций расположен в Америке, преимущественно в штате Калифорния. Они были построены здесь не случайно, т.к. именно в этой полосе концентрируется самое большое количество солнечного света в год. Эти конструкции занимают значительные территории, и их размеры просто поражают воображение:
- Установка в округе Империал. Это самая мощная солнечная электростанция в мире. Ее модули движутся вместе солнцем на протяжении суток, что позволяет получать максимум солнечного света для переработки.
- Станция «Ivanpah» (Ivanpah Solar Electric Generating System), пустыня Мохава, США. Это сооружение известно благодаря своему количеству солнечных модулей - их насчитывается девять миллионов, и размещены они на площади около четырнадцати квадратных километров. Пиковая мощность установки - 550мВт.
- Штат Невада, США. Крупный генератор оборудован модулями производства First Solar, и компании обещана компенсация расходов на строительство в размере до тридцати процентов.
- Солнечная ферма Топаз. Крупнейшая в мире солнечная электростанция, которая была торжественно открыта в ноябре 2016 года и имеет генератор мощностью 550 МВт.
Которые используют для выработки электричества солнечный свет, вполне отвечают требованиям века высоких технологий. Пока что единственные вредные факторы, которые солнечные электростанции оказывают на окружающую среду - они являются существенной помехой в жизни птиц. Что касается безопасности работы самих конструкций, самое страшное - это риск возникновения пожаров.
Этот репортаж доступен в высоком разрешении
В Калифорнии, в пустыне Мохава была запущена крупнейшая в мире солнечная электростанция «Айванпа» площадью почти 13 кв.км. Объект стоимостью $ 2.2 млрд состоит из трех электростанций и почти 350 тысяч зеркал-гелиостатов.
Отправляемся в Калифорнию, чтобы поближе познакомиться с этим чудом техники.
Крупнейшая в мире солнечная электростанция «Айванпа» находится в 64 километрах от Лас-Вегаса. Как уже говорилось, она состоит из 350 тысяч зеркал-гелиостатов (каждое размером с гаражную дверь).
Гелиостат - это прибор, способный поворачивать зеркало так, чтобы направлять солнечные лучи постоянно в одном направлении, несмотря на видимое суточное движение Солнца. (Фото Ethan Miller | Getty Images):
3 поля гелиостатов окружают 40-этажные башни-электростанции. Зеркала фокусируют солнечный свет на котлах, находящихся на вершине башен (смотри заглавную фотографию). Вырабатывается пар, который приводит в движение турбины. Так появляется электрическая энергия, которой достаточно для питания 140 000 зданий в Калифорнии.
Выходная мощность крупнейшей в мире солнечной электростанции составляет почти 392 МВт. (Фото Ethan Miller | Getty Images):
Гелиостаты солнечной электростанции Айванпа, 20 февраля 2014. (Фото Ethan Miller | Getty Images):
Как видно, гелиостат состоит из двух зеркал и управляющего механизма. Количество таких гелиостатов здесь - 173 500 штук. Соответственно, зеркал в 2 раза больше. (Фото Ethan Miller | Getty Images):
Внизу каждой из трех электростанций находятся охлаждающие системы. Вверху - паровой котел. (Фото Ethan Miller | Getty Images):
Диспетчерская. (Фото Ethan Miller | Getty Images):
Графическая система управления крупнейшей в мире солнечной электростанцией Айванпа. (Фото Ethan Miller | Getty Images):
Автомобили на дороге для осознания масштабов. (Фото Ethan Miller | Getty Images):
Две из трех электростанций. Видно, как вырабатывается пар в котлах от солнечной энергии, фокусируемой гелиостатами. (Фото Ethan Miller | Getty Images):
(Фото Ethan Miller | Getty Images):
Так светится башня-приемник солнечной энергии с котлами внутри. (Фото Ethan Miller | Getty Images):
(Фото Ethan Miller | Getty Images):
Вид с воздуха на одно из зеркальных полей с электростанцией посредине. (Фото Ethan Miller | Getty Images):
Как уже говорилось, все здесь 3 поля с гелиостатами. (Фото Ethan Miller | Getty Images):
Постройка солнечной электростанции «Айванпа» является частью государственной программы, по которой Соединенные Штаты намерены к 2020 году перевести третью часть объема добываемой энергии на возобновляемые источники.
Это была экскурсия на крупнейшую в мире солнечную электростанцию Айванпа в Калифорнии. Также смотрите статьи « », « » и « ». (Фото Ethan Miller | Getty Images).
Крупнейшая термальная солнечная электростанция в мире June 20th, 2017
В калифорнийской пустыне Мохаве с 2014 года работает крупнейшая в мире солнечная электростанция Ivanpah Solar Electric Generating Station. Ее проектная мощность составляет около 400 мегаватт: этого количества энергии хватит 140 тысячам домов в Калифорнии.
Проект стоимостью $2,2 миллиарда реализован американской компанией NRG Energy при поддержке Министерства энергетики США. 350 тысяч гигантских зеркал, расположенных на участке площадью 13 кв. километров, отражают солнечный свет, нагревая воду и превращая ее в пар, который, в свою очередь, вращает турбину, вырабатывающую электричество.
Давайте узнаем о ней подробнее …
Специалисты подчеркивают, что новая станция позволит серьезно сократить выбросы углекислого газа: как если бы с дорог Калифорнии убрали 72 тысячи автомобилей. В таких «солнечных» штатах, как Аризона, Невада, Калифорния и других уже выделено 17 участков под строительство аналогичных солнечных электростанций.
Вместе с тем, проекты реализуются медленнее, чем планировалось, наталкиваясь, как это ни странно, на протесты со стороны «зеленых». Дело в том, что хотя в долгосрочной перспективе такие станции идут на пользу экологии, по факту само строительство станций загрязняет отведенные под них участки, лишая черепах и других представителей фауны пустыни привычных мест обитания.
Тем не менее, США планируют стать мировым лидером по использованию экологически чистой энергии. Сейчас она занимает не более 1% от общего объема рынка энергетики в стране, однако к 2020 году, согласно принятой государственной программе, треть объема всей добываемой энергии должна быть переведена на возобновляемые источники.
Эта станция является самой большой в мире, ее площадь — 14,24 квадратных километра (5,5 квадратных мили). Называется этот объект — Ivanpah Solar Electric Generating System. Станция эта относится к типу термальных солнечных электростанций.
Данная станция способна производить около 30% всей «термальной энергии», производимой в США. На объекте установлено 3 башни высотой в 140 метров, окруженных 300000 зеркал размером с гаражную дверь. Все эти зеркала фокусируют солнечные лучи на коллекторе, расположенном в верхней части башни. В верхней же части башни находится и водный резервуар, куда и направляется вся тепловая энергия, собранная зеркалами.
Для каждой башни построен и свой центр управления, плюс есть и общий центр управления, откуда контролируется работа всей системы. При этом, по словам компании, создававшей станцию, в системе нет хранилища для расплавленной соли-теплоносителя, как в случае более мелких проектов, типа Crescent Dunes.
Стоит отметить, что каждое из зеркал может изменять угол наклона и направление наклона по команде из центра. Раз в две недели зеркала омываются. Насколько можно понять, используется специальная система омывания зеркал + специальная команда мойщиков, очищающих зеркала по ночам. Для управления всеми зеркалами была создана проприетарная система SFINCS (Solar Field Integrated Control System).
Вся система состоит из 22 миллионов отдельных деталей (заклепки, болты и прочее не считается).
Общая стоимость проекта составила 2,2 миллиарда долларов США, из которых 1,4 — это федеральный займ.
При этом в системе образуется водяной пар, направляемый на лопатки турбин, производящих энергию, которой вполне достаточно для нужд 140 тысяч домохозяйств Калифорнии.
Правда, не обошлось и без проблем. К примеру, сфокусированные солнечные лучи обжигают птиц, пролетающих над станцией. Этот факт является причиной протестов природоохранных организаций США. Но, несмотря на все протесты, проект удалось завершить и запустить в работу.
Наконец, конструкцию еще есть куда развивать. Инженеры BrightSource Energy уже предлагают отказаться от водяных бойлеров и использовать специальные солевые растворы, что еще более повысить эффективность системы при сохранении ее экологических и энергетических качеств.
В обслуживании станции занято 86 сотрудников. Расчетный период эксплуатации составляет 30 лет, в течении которых станция обеспечит электричеством 140 тысяч домов из городов округа.
Получение электричества с помощью гелиоустановок - самое быстрорастущее направление "зеленой" энергетики. На сегодняшний день большую часть солнечной энергии в мире генерируют Китай, Индия и США, за которыми уверенно следуют ближневосточные страны.
Гелиоиндустрия процветает, особенно в пустынных районах Азии и Ближнего Востока, где быстрыми темпами расширяются и строятся заново огромные "солнечные фермы". Издание Digital Trends собрало информацию о крупнейших солнечных электростанциях (СЭС), работающих сегодня в мире.
Солнечный парк Тэнгэр (Tengger Desert Solar Park), крупнейшая СЭС в мире.
Местонахождение: Китай.
Площадь объекта: 43 кв. км.
Мощность генерации - 1547 МВт.
Солнечный парк Тэнгэр, также известный под названием "Великая солнечная стена", расположен в городской округе Чжунвэй, Нинся-Хуэйского автономного района КНР. СЭС находится на территории пустыни Тэнгэр, занимая около 3,25% ее площади.
По своим размерам солнечный парк Тэнгэр больше, чем десять Центральных парков Нью-Йорка , а максимальная мощность СЭС составляет около 1,5 гигаватт, что сопоставимо с показателями большинства атомных электростанций. Учитывая, что места для дальнейшего расширения хватает, солнечный парк Тэнгэр, скорее всего, останется крупнейшей СЭС в мире и в ближайшем будущем.
Солнечный парк Бхадла (Bhadla Solar Park), крупнейшая СЭС Индии.
Местонахождение: штат Раджастхан, Индия.
Площадь объекта: 40 кв. км.
Мощность генерации - 1365 МВт.
Солнечный парк Бхадла расположен в округе Джодхпур в индийском штате Раджастхан на северо-западе страны. На сегодняшний мощность СЭС составляет около 1365 МВт, но объект продолжает расширяться, и к декабрю 2019 года его планируется вывести на проектную мощность в 2 255 МВт. Таким образом, солнечный парк Бхадла имеет шансы завоевать титул крупнейшей СЭС в мире. С его помощью Индия планирует добиться амбициозной цели - получать от гелиоустановок 17% производимой в стране электроэнергии.
Солнечная электростанция Лунъянся (Longyangxia Dam Solar Park).
Местонахождение: Тибетское нагорье, Китай.
Площадь объекта: около 30 кв. км.
Мощность генерации - 850 МВт.
Солнечная электростанция Лунъянся расположена в китайской провинции Цинхай, на западной стороне одноименной гидроэлектростанции мощностью 1280 МВт и образует с ней единый энергетический комплекс. СЭС и ГЭС дополняют друг друга: гелиоустановки помогают экономить водные ресурсы гидроэлектростанции, а та, в свою очередь, компенсирует перепады при выработке энергии солнечными панелями.
Солнечная электростанция Villanueva, крупнейшая СЭС в Северной и Южной Америке.
Местонахождение: штат Коауила, Мексика.
Площадь объекта: около 24 кв. км.
Мощность генерации - 828 МВт.
Компания Enel Green Power, управляющая СЭС Villanueva, сначала ввела в эксплуатацию солнечный парк Villanueva 1 на 427 МВт, а в начале 2018 года к нему добавился парк Villanueva 3 мощностью 327 МВт. Общий объем инвестиций в СЭС Villanueva оценивается компанией в 710 млн долларов. По данным Enel, на объекте насчитывается около 2,5 млн солнечных панелей, способных вырабатывать более 2 000 ГВтч электроэнергии в год. Villanueva - крупнейшая действующая солнечная электростанция Мексики, с помощью которой страна планирует к 2024 году довести долю ВИЭ в общих объемах генерации электроэнергии до 35%.
Солнечная электростанция Камути (Kamuthi Solar Power Station).
Местонахождение: штат Тамил-Наду на юге Индии.
Площадь объекта: около 10 кв. км.
Мощность генерации - 648 МВт.
На конец октября 2018 года комплекс Камути считается шестой по величине солнечной электростанцией в мире, хотя ранее, к моменту ввода в эксплуатацию в сентябре 2016-го эта СЭС претендовала на первое место. Общая сумма инвестиций в проект - 47 млрд индийский рупий, что по текущему курсу составляет почти 640 млн долларов США.
На объекте насчитывается 2,5 млн солнечных панелей, электричества от которых хватит на 750 тыс. человек. Панели ежедневно очищаются роботами, которые сами тоже заряжаются от солнечной энергии.
Солнечная электростанция Solar Star (в переводе - солнечная звезда). Крупнейшая СЭС в США.
Местонахождение: штат Калифорния, США.
Площадь объекта: около 13 кв. км.
Мощность генерации - 580 МВт.
Строительство СЭС началось в 2013 году, а завершилось в 2015-м. На объект насчитывается 1,7 млн солнечных панелей, которые в состоянии обеспечить электричеством примерно 255 тысяч домохозяйств. С помощью этого и других проектов власти Калифорнии планируют к 2045 году полностью перевести штат на альтернативную энергетику.
Солнечная электростанция имени Мохаммеда бин Рашида Аль Мактума (Mohammed bin Rashid Al Maktoum Solar Park), крупнейшая строящаяся СЭС в мире.
Местонахождение: Объединенные Арабские Эмираты, около 50 км к югу от Дубаи.
Запланированная площадь объекта: 77 кв. км.
Запланированная мощность генерации - 5 ГВт к 2030 году.
Хотя нынешняя мощность СЭС в 213 МВт выглядит бледно в сравнении с другими солнечными электростанциями, это крупнейший проект в сфере солнечной энергетики, реализуемый сегодня в мире. К 2020 году мощность генерации должна достигнуть 1000 МВт, а еще через два десятилетия планируется довести показатель до 5000 МВт.
Солнечный парк в ОАЭ станет не только самым большим по площади и мощности. На его территории будет находится самая высокая солнечная электростанция башенного типа. Высотой в 260 м, она будет построена на четвертом этапе реализации проекта и добавит к мощности СЭС дополнительные 700 МВт.
Загрузка...
