Як відомо, альтернативна сонячна енергія безкоштовна лише на перший погляд. Ті ж сонячні батареї зовсім не покривають свою вартість виробленою за ввесь термін служби електрикою. Але нещодавно з’явилася ідея про те, як, мабуть, сонячну енергетику вдасться зробити рентабельною.
#img_left#Ця ідея одразу "поспішила" потрапити в ряд видань.
Як відомо, сонячна енергія перероблюється тепловими машинами і таким чином йде в роботу. У використанні горезвісних сонячних батарей (панелей) енерговитрати достатньо великі, так що одиниця виробленої енергії коштує дуже дорого. Таке отримання теплової енергії – нерентабельне. Крім того, створення сонячних панелей – шкідливе для екології. І, недивлячись на це, воно все ширше й ширше застосовується. Там, де знаходиться багато сонячних панелей на дахах будинків, менше спалюють корисного палива. Що все-таки добре.
Концентратори світла у вигляді дзеркал використовують як для вироблення електрики за допомогою сонячних батарей, так і в поєднанні з двигунами Стірлінга. У другому випадку спроба альтернативної теплової енергії з нижчою собівартістю також не виправдана.
У цих теплових машин дуже високий термічний ККД і є ряд недоліків: високі вимоги до конструкції і матеріалів (високий тиск всередині), висока вартість, а ще – невелика потужність одиничного двигуна, що змушує проектувальників таких електростанцій створювати цілі поля Стірлінгів з дзеркалами.
Ціна кіловат-години, з урахуванням вартості устаткування, виходить така, як і у випадку з сонячними батареями, не дуже низькою.
Сударшан знайшов більш простий спосіб утилізації світла, для якого необхідні всього лише Сонце, вода, казан і турбіна. Сонце гріє воду, та кипить – крутить турбіну. Казан і турбіну можна зробити дуже великими – цілком промислова електростанція вийде.
#img_right#Відмітимо, такі установки створювалися в різних країнах ще в середині минулого століття (у СРСР, зокрема). Нічого складного в них немає. Але ККД такого способу перетворення енергії сонячного світла – знову-таки, невеликий. Власне, він сильно залежить від температури пари.
Вода нагрівається за рахунок Сонця і випаровується, а пара перед подачею в турбіну перегрівається за рахунок палива (наприклад, біогазу з ферм або просто природного газу).
Підвищивши, таким чином, температуру пари до 400-500 градусів за Цельсієм, можна підняти термічний ККД вище 50%. Істотна перевага такої установки в тому, що вона може працювати і вночі, і в сильну хмарність – тільки за рахунок газового палива. І хоча витрати, начебто, зростають, але вночі, коли багато людей спить і електрики не витрачає, коли простоюють деякі підприємства і зачинені магазини – потреби мережі в енергії менші. Причому працювати, а не простоювати, як у всіх сонячних електростанцій, буде майже все наявне устаткування – казан, турбіна, генератор.
А це означає, що і вартість цього устаткування розподілятиметься на більшу кількість електроенергії, а, значить, і ціна кіловат-години в цілому за весь термін служби станції буде набагато нижчою. Співвідношення енергії, отриманої від Сонця і від спалюваного газу, складає 60% і 40% відповідно – це в сонячну погоду. Вночі основний нагрів йтиме від палива, звичайно ж. Розділення приймача для сонячної енергії і казана дозволяє найефективніше комбінувати і використовувати необхідні джерела енергії. Вперше це розділення передбачене всередині конструкції, а не зовні, на території.
Перевага парової турбіни перед стірлінговою системою полягає в тому, що вона на 25 мегават дешевша і простіша, ніж тисяча стірлінгів на 25 кіловат.
Таким чином, сонячно-паливний гібрид поєднуватиме низькі витрати на паливо (за рахунок Сонця, коли воно є) з низькими витратами на "залізо", віднесеними до сумарної виробленої енергії.
Тут же вперше Сонце і газове паливо повинні діяти спільно, нагріваючи одне робоче тіло (воду). Реальний ефект покаже практика.
Стаття підготована за матеріалами membrana.ru
