Помощь по Теле2, тарифы, вопросы

Создано 28.07.2011 12:13 Пустыня и солнце – понятия неразделимые. Потому неудивительно, что пустыни по всему миру магнитом притягивают любые мало-мальски серьезные компании, специализирующиеся на солнечной энергетике – где еще небесное светило будет столь неизменно ответственно выполнять людские прихоти? Пустыня в штате Аризона (США) тоже не избежала пристального внимания «солнечных» специалистов. Именно здесь австралийская компания EnviroMission готовится воплотить свой первый, крайне амбициозный проект создания полномасштабной солнечной электростанции (так называемой «солнечной башни»).

«Полномасштабной» – это еще мягко сказано. По задумке разработчиков, электростанция будет просто-таки огромной! По завершению работ 800-метровая «солнечная башня» станет одним из самых высоких строений во всем мире. Общая производительность, оцененная в 200 мегаватт, позволит ей снабжать возобновляемой энергией 150 тысяч окрестных городов на протяжении как минимум 80 лет.

Генеральный директор EnviroMission Роджер Дэви (Roger Davey) объяснил журналистам принцип работы «солнечной башни», поделился подробностями относительно подготовки к «Аризонскому проекту» и рассказал о причинах, по которым проект не мог быть реализован в родной для компании-разработчика Австралии.

Как это работает

Идея, лежащая в основе «солнечной башни» от EnviroMission, предельно проста. Солнце освещает и нагревает участок земли у подножия башни, покрытый теплоизолирующим материалом и представляющий собой что-то вроде очень большой теплицы. Нагретый воздух стремится вверх, стекаясь к единственному (центральному) отверстию в покрытии. Именно здесь, в основании башни, находятся турбины, которые и производят электричество за счет естественного восходящего потока воздуха.

Такую систему сложно воспринимать всерьез до тех пор, пока не рассчитаешь необходимую разницу температур и не увеличишь многократно масштаб всего сооружения – что и проделали разработчики. Если поместить башню в жаркую пустынную местность, где температура поверхности днем достигает 40 градусов Цельсия, и прибавить влияние искусственно созданного «парникового эффекта», то температура в воздушном резервуаре составит уже 80-90 градусов Цельсия. Остается увеличить теплицу-резервуар вокруг башни так, чтобы радиус ее достигал нескольких сотен метров, – и получишь солидный объем горячего воздуха.

Нелишним будет также увеличить высоту башни до нескольких сотен метров (каждые сто метров отдаления от поверхности земли означают понижение температуры воздуха на один градус). Чем больше разность температур, тем сильнее башня «втягивает» горячий воздух со дна, и тем больше энергии производят турбины.

Преимущества такого источника энергии очевидны:

• Поскольку электростанция функционирует за счет перепада температур, а не абсолютной температуры, то она будет продолжать работать в любую погоду;
• Поскольку за день почва успевает сильно нагреться, остаточного тепла хватит для продолжения работы ночью;
• Поскольку для означенной цели лучше всего подходит участок сухой раскаленной почвы, то и возводить «солнечную башню» можно на более-менее бесполезном пространстве посреди пустыни;
• Электростанция практически не требует техобслуживания – за исключением редкого осмотра и/или ремонта турбин башня «просто работает» – с начала постройки и до тех пор, пока существуют входящие в ее состав конструкции;
• «Солнечной башне» не требуется сырье – ни уголь, ни уран, ничего, кроме воздуха и солнечного света;
• Она абсолютно безотходна и не выбрасывает никаких загрязняющих веществ, кроме теплого воздуха; определенные участки теплицы даже могут использоваться по прямому назначению для выращивания растений.

Проект Аризона в цифрах

То, что планируют разработчики из EnviroMission – отнюдь не первая попытка создания «солнечной башни». Опытная модель, построенная в Испании, функционировала на протяжении семи лет (с 1982 по 1989 год) и доказала работоспособность технологии.

Однако на этот раз все будет намного масштабнее. Как уже говорилось, проектная высота башни составляет 800 метров (всего на 30 метров ниже дубайского Бурж Халифа, самого высокого здания в мире на 2010 год), диаметр в верхней части – 130 метров.

На данный момент разработчики из EnviroMission заняты покупкой земельного участка и составлением проектной документации. Стоимость постройки, по их оценке, составит 750 миллионов долларов США. Энергоэффективность электростанции ожидается на уровне 60%, что делает ее намного эффективнее и надежнее других возобновляемых источников энергии.

Куда направится произведенная «солнечной башней» энергия, известно заранее - недавно Государственное энергетическое управление Южной Калифорнии подписало с EnviroMission соглашение о сотрудничестве (предварительной покупке электроэнергии) сроком на 30 лет. Исходя из результатов финансового моделирования, постройка башни окупится всего за 11 лет, притом, что ее конструкция рассчитана на более 80 лет службы.

По условиям договора, электроэнергию в американские дома аризонская «солнечная башня» станет поставлять уже в начале 2015 года.

djuga: это еще без учета стоимости земли. Солнечные электростанци занимают огромную площадь из-а очень низкой плотности энергии солнца. На один квадратный метр приходит 1400Вт энергии. С учетом ноч и дня это количество уполовинивается, за счет поворота зеркал и неоптимального положения солнца вечером и утром, атмосферных потерь - еще падает минимум в 2 раза, но и кпд максимум 30%. Итого - с метира можно снять около 120 Вт электроэнергии. Для 120МВт нужно было бы 120 миллионов квадратных метров или 120 квадратных КИЛОМЕТРОВ. Как-то сомнительно, что Израиль согласился занять такую площадь зеркалами.

djuga 14 января 2018 | 15:56

geokrilov: Как-то сомнительно, что Израиль согласился занять такую площадь зеркалами.
=========================================================================================

А в чем сомнения когда башня уже стоит? Полагаю, что они учли все свои возможности, взвесили всяческие за и против.

djuga 14 января 2018 | 22:48

geokrilov: реальная средняя мощность будет не 120 мегаватт, раза в 3 поменьше.
============================================================================

Вы полагаете, что этим заниматься не стоило?
Простите, но я не знаю как можно сделать подобные расчеты на коленке, не имея всех данных. Но даже если вы и правы, то первые мобильники весили килограммы, а 100 лет назад КПД у паровоза было около 7% если мне память не изменяет.

geokrilov 15 января 2018 | 04:23

djuga: я инженер на пенсии (механик по космическим летельным аппаратам _МВТУ), тогда еще не было калькуляторов и расчеты делались на линейке. Я мог бы объяснить про солнечные батареи. Мобильнки - это про связь и информацию. С тех пор как я считал что-то на БЭСМ6 студентом мобильники имеют на борту больше вычистительной мощности чем тогдашний мейнфрейм. А кпд солнечной бататареи тогда был 12%, а сейчас не превышает 20. Серийныйе - процентов 15.
И да, не стОит надеяться на альтернативные источники. Тем более, что в Израиле, вроде, нашли газовые поля и месторождения нефти в Средиземном море. На худой конец, можно построить атомную электростанцию.
КПД паровоза можно поднять машиной двойного расширения и теплообменником на выходе, но его теоретический КПД не выше того, что получится из цикла карно, также и КПД солнечной гелиостанции или солнечной батареи нельзя сделать выше определенной величины.
Альтернативные источники оправданы там, куда не дотащить линию электропередач. Например, для питания метеостанции на Колыме или сотовых станций где-нибудь в Красноярском Крае.

djuga 15 января 2018 | 07:49

geokrilov: Мобильнки - это про связь и информацию.
===============================================================

Да-да, а паровозы - это про транспорт.
Я ничуть не сомневаюсь в вашей квалификации и опыте. Но речь не идет о полном переходе на альтернативную энергетику, а лишь о снижении доли, работающей на не возобновляемых ресурсах.И с этой точки зрения реализуемый проект вполне себе рационален даже при КПД в 20%. К тому же он экологически чист и безопасен, не требует громадной инфраструктуры в отличие от любой ТЭС.

PS10 - 1-ая в Европе коммерческая термальная солнечная электрическая станция достаточно редчайшего типа - «солнечная башня» (solar power tower) официально вступила в строй 30 марта сегодняшнего года. Мощность станции, возведённой в Андалусии, составляет 11 мегаватт.

Принцип её работы прост: поле из огромного количества гелиостатов - зеркал, отслеживающих движение Солнца, собирает свет и направляет его на верхушку высочайшей башни, где броский солнечный кролик превращает воду в пар.

Пар бежит по трубам и, в конечном счёте, крутит турбины, соединённые с электронными генераторами.

PS10. Свет от сотен огромных зеркал настолько ярок, что принуждает сиять пыль и воду в воздухе, по этому и видны лучи, атакующие прекрасную белоснежную башню. Кстати, те зеркала, что видны на фронтальном плане - не работают на башню. Это просто стоящие рядом фотоэлектрические панели с концентраторами. Зеркала же, направленные на солнечную башню, с этого ракурса не заметны (фото Solúcar).

По таковой схеме не раз создавались установки в почти всех странах, но электрическая станция, управляемая компанией Solúcar Energía, филиалом промышленного гиганта Abengoa, пожалуй, самая впечатляющая из всех.

Её 624 зеркала, площадью по 120 квадратных метров каждое, направляют свет на прекрасную бетонную башню, высотой 115 метров. Башню эту можно именовать произведением искусства – большой фигурный вырез в ней придаёт сооружению визуальную лёгкость.

Солнечная башня во время строительства. Возвышающееся над сельской местностью сооружение издалека смотрится убедительно. Поблизости тоже (фото Solúcar).

Не наименьшее воспоминание производит и свет вокруг.

«Когда я вышел из автомобиля, я чуть мог открыть глаза - сцена была очень ярка. Равномерно, вооружившись тёмными очками, я рассмотрел ряды зеркал и центр, в который сходились их лучи – набор труб наверху башни» – так передаёт свои воспоминания от встречи с PS10 Дэвид Шукман (David Shukman), корреспондент BBC, побывавший не так давно на этой станции и даже отважившийся забраться наверх башни во время её работы.

Поначалу он ехал на лифте. Но последние четыре этажа пришлось идти пешком. Ступени, ведущие на крышу, Дэвиду показались обжигающими. Вообщем он сравнил верхние этажи башни с сауной, невзирая на наличие сильной термоизоляции парогенератора.

И таковой нагрев вершины башни даром не теряется. Новенькая испанская электрическая станция может генерировать до 24,3 гигаватт-часов в год.

Дэвид Шукман на крыше, может быть, самой высочайшей «сауны» в мире (фото BBC).

С новейшей станцией Испания вырвалась вперёд в данной технологии утилизации солнечного света, но сама мысль таких башен далековато не нова.

Из больших сооружений такового типа можно вспомнить проект Solar One - Solar Two. Эта демо солнечная электрическая станция работала и развивалась с 1981 по 1999 годы в пустыне Мохаве (Калифорния). В последней версии (Solar Two) солнечную башню этой станции окружали 1926 гелиостатов, общей площадью практически 83 тыщи квадратных метров. Её мощность превосходила 10 мегаватт.

Любопытно, что солнечный свет грел не воду, а промежный теплоноситель - расплавленную соль. Это была смесь нитрата натрия и нитрата калия. От неё уже закипала вода, дающая пар для турбин (в первом варианте станции - Solar One – теплоносителем являлось масло).

Этот приём позволил Solar Two копить тепло про припас. В пасмурную погоду либо вечерком турбины работали на энергии, сохранённой в огромных цистернах с жаркой солью.

Солнечная электрическая станция Solar Two (фото с веб-сайтов en.wikipedia.org и parsnip.evansville.edu).

Та башня и поле зеркал никуда не делись и на данный момент. Исключительно в 1999 году учёные перераблотали Solar Two в огромный сенсор черенковского излучения, для исследования воздействия на атмосферу галлактических лучей.

Опыт янки, но, не пропал: при их помощи и по аналогичному проекту в Испании должны возвести станцию Solar Tres на 15 мегаватт.

Проект предугадывает постройку высочайшей солнечной башни, окружённой 2493 зеркалами по 96 квадратных метров каждое (смотрите также эту страницу проекта). Общая площадь зеркал составит 240 тыщ квадратных метров.

Емкое хранилище расплавленной соли (нагретой до температуры 565 градусов по Цельсию) сумеет обеспечивать работу парогенераторов в течение 16 часов после захода Солнца. Так что летом генераторы станции не будут останавливаться ни днём, ни ночкой.

Снаружи Solar Tres будет похожа на Solar Two. А пока можно поглядеть лишь на схему станции. Розовым показано хранилище жаркой соли, голубым - прохладной. Красноватым - парогенератор, соединённый с турбиной и конденсатором (иллюстрация с веб-сайта solarpaces.org).

Еврокомиссия выделила на это волшебство 5 миллионов евро. Создаёт станцию интернациональная организация SolarPACES, участвовавшая и в разработке PS10. При всем этом в проектировании и постройке Solar Tres задействованы компании из Испании, Франции, Чехии и США.

Любопытно, что и в PS10 предвидено аккумулирование энергии. Только конкретно в виде жаркого водяного пара, сохраняемого в наборе из огромных цистерн. Его припаса хватает на один час работы турбин без Солнца, так что ночной перерыв эта система не перекрывает, но всё же даёт станции некую упругость на случай временно набежавших тучек.

Нужно увидеть, что PS10 – не единственная солнечная электрическая станция в Испании. Тут работают ещё несколько больших солнечных сооружений самых разных типов. Но проект PS10 представляет собой особенный энтузиазм: в том же месте инженеры планируют возвести ещё одну установку–близнец под называнием PS20. Только она уже будет генерировать мощность в 20 мегаватт, собирая свет от большего количества зеркал.

Вид PS10 с птичьего полёта. На заднем плане видна площадка, которую готовят под PS20 (фото Solúcar).

А всего к 2013 году разные по принципу деяния солнечные установки, которые развернут (и уже разворачивают) на площадке в Sanlucar la Mayor, должны создавать 300 мегаватт электронной энергии, что эквивалентно потребностям такового городка как Севилья.

Эти установки будут самыми различными: собственный вклад занесут и солнечные башни, и ряд других систем, основанных на нагреве теплоносителя и парогенераторах, а ещё - обыденные наборы фотоэлектрических батарей.

Солнечная станция компании Solúcar в Санлукар-ла-Майор инспектирует в деле самые различные технологии. К примеру, параболические концентраторы с движками Стирлинга (на заднем плане - та башня) и длиннющие параболические (в поперечном сечении) зеркала с трубами для разогрева теплоносителя (фото Solúcar).

Цена возведения таких станций высока и, соответственно, даровое электричество, ими вырабатываемое, нельзя именовать дешёвым. Но по мере развития этих технологий и, а именно, расширения самой «солнечной площадки» в Санлукар-ла-Майор, себестоимость кв «с неба» будет падать.

К тому же эти установки предупредят выброс 600 тыщ тонн углекислого газа в год. Что можно именовать приятным призом.

Появление солнечных батарей (фотоэлектрических модулей) – явление однозначно значительное для мировой энергетики в целом. Со значительным подорожанием органического топлива, нефти и газа, развитие альтернативной солнечной энергетики представляется наиболее перспективным, поэтому ученые всего мира ищут способы повышения эффективности преобразования энергии солнца в тепловую и электрическую энергию.

Пожалуй одним из самых инновационных способов преобразования солнечной энергии можно назвать конструкцию электростанции – солнечная башня. Упрощенный принцип работы солнечной башни довольно прост. Солнечное тепло концентрируется на участке, непосредственно у основания башни. Этот участок покрывается хорошим теплоизолятором. Накопленный объем теплого воздуха поднимается вверх и оказывается в центральном отверстии установки. Электричество в этом случае вырабатывается благодаря естественному подъему нагретого воздуха.

Но гораздо эффективнее применение зеркал для концентрации энергии солнечного света. Солнечный свет, отраженный от большого количества зеркал установленных вокруг башни (нескольких сотен или тысяч), затем концентрируется в одной точке, имея при этом максимальную потенциальную энергию. Для этого применяются гелиостаты, т.е. зеркала со значительной площадью поверхности. Гелиостаты крепятся на опоре и управляются централизованной системой, отвечающей за изменение положения зеркал. Гелиостаты имеют постоянную ориентацию на солнце, их положение меняется в соответствии с расположением солнца. Таким образом, удается достичь максимальной эффективности выработки электричества. Если солнечная башня устанавливается в местности с высокой солнечной активностью, температура нагретого воздуха может достигать 80-100 градусов по Цельсию.

Турбины, используемые в установке, вырабатывают электроэнергию путем нагревания жидкости. Горячий воздух приводит воду в парообразное состояние, от действия пара приходит в движение турбина. В крупных установках такого типа может применяться горячая соль (смесь нитрата натрия и нитрата калия), прекрасно сохраняющая тепло нагретого воздуха. В ночное время и в периоды недостаточной солнечной активности питание производится от резервных аккумуляторов. Бесспорна высокая эффективность применения зеркал – благодаря их использованию удается обеспечить максимальную концентрацию солнечной энергии в одной точке, а от этого непосредственно зависит сам процесс выработки электричества.

Важно то, что в условиях сильного нагрева почвы за световой день возможно получение дополнительной тепловой энергии из остаточного тепла разогретой почвы. В первом варианте функционирования солнечной башни, с накоплением солнечного тепла на земле у ее подножия, подразумевает более высокую эффективность работы при сильных перепадах температур. Данный факт делает выигрышным применение солнечных башен в районах с ярко выраженным суточным ходом температур.

Понятно, что в силу сложности конструкции и высокой стоимости солнечные башни используются пока еще достаточно редко, в основном это «пилотные» проекты, спонсируемые крупными организациями или правительствами. С этим связаны два основных недостатка солнечной башни – сложность монтажа и общая дороговизна (и комплектующих, и установки, и 1 полученного ватта в связи с изначальными расходами). Но преимущества очень заманчивы: огромные мощности (до нескольких гигаватт в год), простота в эксплуатации, практически невозможность поломок. В некоторых случаях конструкция выглядит привлекательно и с точки зрения ландшафтного дизайна.