Представлений концепт нового типу електростанцій

Відео: Introducing Microsoft Surface Studio

Відео: попередньому показі ЕлектроКРОССОВЕР JAGUAR i-Pace.

Група інженерів під керівництвом Емре Генцера (Emre Gencer) з Університету Пердью (США) опрацьовує проект створення електростанції, що використовує сонячне світло одночасно для отримання електрики і для вироблення водневого палива. Заявляється, що сукупний коефіцієнт корисної дії такої комбінованої системи може досягати 65-70% ККД, що істотно перевищує показники інших сонячних електростанцій.

На сьогодні сонячну енергію перетворюють в електричну двома способами. У першому випадку використовуються напівпровідникові фотоелементи, безпосередньо експлуатують потік фотонів для створення потоку електронів і, відповідно, електрогенерації. Найбільш економічно ефективні сонячні батареї мають ККД 20-25%. Другий спосіб часто називається геліотермальной енергетикою. В його рамках безліч параболічних дзеркал направляє сонячні промені на центральну вежу, наповнену розплавом солей. Сіль охолоджує зовнішній водяний контур, пар з якого обертає турбіну, як це відбувається на звичайних теплових електростанціях. ККД таких систем може досягати 25-30%. Однак вони ефективно працюють тільки з прямим сонячним світлом: розсіяний хмарами світло для такої схеми не годиться, що ускладнює роботу взимку або в похмурі дні.

Схема групи Генцера до деякої міри схожа на другий метод. Вона передбачає використання параболічних дзеркал для нагріву центральної вежі з розплавом солей вище 700 ° С (зараз ця температура не перевищує 600-650 ° С). При досягненні цієї точки вода з контуру охолодження в присутності каталізатора починає розкладатися на кисень і водень. Генцер вважає, що після цього водень можна буде стиснути під тиском решти водяної пари, що знизить витрати на його стиснення і зберігання в металевих ємностях. При цьому частина енергії пара буде йти на обертання турбіни високого тиску. Після того як пар частково охолоне, він піде в другий щабель циклу - турбіну низького тиску, здатну крутитися навіть від водяної пари при температурі в 200-300 ° С.

Загальний енергетичний ККД такої двоступеневої схеми може досягати 70%. При цьому, за розрахунками, такий тип електростанцій (Генцер називає його `` гідріческім `` - від латинської назви водню) буде працювати і вночі, коли сонце не світить. Для цього в центральній вежі буде спалюватися водень, вироблений днем. Палаючий газ підігріє розплав солей і змусить працювати енергогенеруючий контур під час відсутності сонячних променів. Таким чином, гідріческіе електростанції зможуть домогтися як високого ККД, так і стабільної вироблення, не прив`язаної до часу доби або щільності хмарності, як фотоелементи.

Зрозуміло, така схема буде мати і ряд недоліків. Вона зможе ефективно працювати лише там, де багато годин сонячного світла: на Південно-Заході США, Калмикії або на російському Далекому Сході. У нічний час ККД роботи електростанції буде падати до 35%, оскільки при спалюванні водню частина його енергії буде губитися з продуктами згоряння через трубу електростанції (низькопотенційне тепло).

Крім того, використання двох типів турбін на одній електростанції кілька підвищить розмір початкових інвестицій в їх будівництво. Це, правда, в значній мірі буде компенсовано більшою виробленням електроенергії. За оцінками групи Генцера, коефіцієнт використання встановленої потужності для проробляється схеми може досягати 50-60% (з урахуванням спалювання водню), в той час як у фотоелементних електростанцій він зазвичай на рівні 10-12%.

Слід зазначити, що в останні роки геліотермальние електростанції з одним енергетичним контуром (турбіною високого тиску) енергійно будуються від Марокко і Невади до Саудівської Аравії і Катару. В останніх двох країнах оптова вартість електрики від них становить лише 5 центів за кіловат-годину, що нижче, ніж у теплових електростанцій. У разі якщо ККД схеми Генцера дійсно буде істотно краще, ніж у існуючих геліотермальних електростанцій, електрику від них стане ще дешевше, отже, даний тип енергетики стане більш привабливим для інвесторів.