1598005384-f9c00b8492d7f4330216974bac4e6cb9 (Солнечные электрические станции. Р.Б. Ахмедов, И.В. Баум, В.А. Пожарнов, В.М. Чаховский, 1986u), страница 13

Выхопная электрическая мощность, равная 100 МВт, состоит из 68,4 МВт от ГТУ и 31,6 МВт от паротурбинной установки с учетом расхода на собственные нужды. При отсутствии солнечного излучения во избежание тепловых потерь ЙП байпасируется, что уменьшает потребность в органическом топливе, Энергия, получаемая в паровом хвостовом цикле, ограничэ иа перепелом температур и экономайзере котла-утилизатора, что связано с повольно высокой температурой выхлопа газов и соответственно, с большими потерями с ухопяшими через пымовую трубу газами. Если же использовать пвухстутэнчатый паровой цикл> то КПЙ может быть поднят с 43,5 до 45,3%.

Йля более крупных установок, в которых паровая турбина з имеет электрическую мощность от 100 МВт и более, можно использовать турбину с промежуточным перегревом пара, что позволит иметь КПЙ по 45,8%. Б солнечном приемнике ближайшей перспективы преяложе"о установить панели из тепловых труб, наполненных натрием, ~старые передают тепло, полученное с солнечными лучами, изо- термически воздушному потоку, движущемуся вновь панелей. Ожидаемый теплосъем в приемнике 1200 кВт/м, что поптверж 2 пенс в экспериментальных условиях. Применение тепловых труб пает возможность осуществить конструкцию ПП с низкой расчетной скоростью воздуха, что сводит к минимуму потери павпения на участке компрессор-ка- мера сгорания в цякле Брайтона и,соответстве|пю, повышает КПД ц Известно, опнако, что [146) в реактивной авиации уже раз- работаны и применяются камеопа ст орания и газовая турбина на температуру газов 1316 С. Если разработать и применять возпухоохпажпаемый керамический солнечный приемник ппя работы при 1093оС, то поля энергии, вырабатываемой са~- нечной установкой, может быть увеличена с 56,3 по 71,9% от обшей выработки в полдень.

Доля солнечной епергии 'в суммар- ной характеризуется отношением повышения температуры воз- пуха в 11П к общему повышению его температуры по всему тракту по входа в газовую турбину. В гоповом исчислении та- кая мопкфяцнрованная станцня может обеспечнть 41,8%, а станция ближайшего бупушего 31,2% от обшей выработки; КПД соответственно, составит 47,7% по сравнению с 43,5%. Поверхность оптической системы составляет 1,5 ' 10 м что эквивалентно 238,4 МВт тепловой ' мощности, обеспечи- вая тепловую мощность в приемнике 156,4 МВт; КП)1 пре- образования солнечной енергии составляет 65,6%. Такая гибрипная система комбинированного цикла не тре- бует промежуточного аккумулирования енергии, поскольку ка- мера сгорания газовой турбины и сама турбина обпапают хо-, рошей маневренностью, что компенсирует фпуктуации в пою- туппеннн солнечной энергии и позволяет получать стабяльную' выработку и мощность [144), Результаты анализа эффективности организации попговре- менного аккумулирования анергин, провепенного цо препепь- ным затратам, показали, что такое аккумулирование ахономи- чески цеоправпано цри темпе роста цен на топливо ниже 12%, паже если КП)1 аккумулятора бупет 100%, При' КПП аккуму- лирования 60% оно экономически нецелесообразно при темпе роста цен на топпиво ниже 14%.

Авторами [144) пепается вывод о нецелесообразности аккумулирования энергии на таких гибридных станциях комйтированного цикла нн с техничес- кой, ни с зкономической точки зрения. Тем не менее быпи изучены технические аспекты аккумулирования энергии пля вы- сокотемпературных вариантов проектов, попдержанных Миннс- 66 ерством энергетики США. Такие проекты могут быть поп- „шочены к проектам гибридных станций в бупущем, если ппя етого появляется акояомически оправпанные условия.

Вкпючз- яяе системы аккумулирования расширит временной диапазон яспопьзования солнечной энергии, распространив его и на ве- черние часы, что повысит степень замещения органического топлнва. Отмечаются слепуюшие основные преимущества концепцнн гибрипной системы комбинированного цнкпа: - анергетическая эффективность цикла паже ппя уже прако тяческн полученных 1093 С на вхопе в газовую турбину; - возможность использования разнообразнях випов топлива, включая жипкие и газообразные произвопные угля; - достаточно удобное время, когпа необхопнмо попопнитепь- ное количество органического топлива, чтобы компенсировать нехватку солнечной энергии> - воэможность значительного усовершенствования такой станции за счет высокотемпературного приемника и газовой турбины в отличие от парового цикла Ренкина; - хорошая приспособляемость таких станций ппя несения средних нагрузок эпектроенергетических систем, причем при- коп солнечной енергни прихопится на пневные часы, что поз- воляет вытеснить органическое топпивс~ - отсутствие проблем принципиального характера при по- водке солнечной части системы, что не окажет влияния на приемлемость такой станции в цепом ппя электроэнергетичес- ких компаний", - готовность впектроенергетнческих компаний принять ату концепцию н сделать соответствующие заказы.

Наиболее крупными техническими вопросами при создании таких гибридных систем являются: — недостаточно разработанная технология как высокотем- пературного керамического солнечного приемника, так и прием- "нка с тепловыми трубами. ' — обеспечение работы хамеры сгорания в пиапазоне темо ператур от 378 по 816 С и снижение выбросов оксидов азо- та при повышении температуры возпуха, что, в частности, мз- жет быть решено прн применении каталитического пожигатепя. В ФРГ ряц фирм прн поддержке министерства исслепова- ний н " н технологии с 1978 г. разрабатывает проект газоохлаж- цаемой СЭС (проект САЯТ ) мощностью 20 МВт с 1950 тчлио остатами епиничной ппошапью 52 м2 и пвумя приемника- мк со солнечного излучения.

В дальнейшем преппопагается иссле- 67 дование возможности использования керамического теплообмен: ника и гелия в качестве теплоносителя, что позволит поцнять температуру газа цо 1000 С и тем самым повысить КПД. Нагретый воздух направляется к двум газовым турбинам мощностью по 7 МВт. У поцггоигия башни высотой 200 м установлена паровая турбина, парогеиератор которой обогревается от ' о хопяшим от газовых турбин воздухом при температуре 500 С. При отсутствии солнечного излучения воздух нагревается за счет сжигания жидкого или газообразного топлива.

Термический КПД станции составить 38, а общий 18% [147, 149, 153). Следует упомянуть также и о разработке гибридных '1'ЭС электрической мощностью 100 МВт с циклом Брайтона, с аналогичными параметрами цикла Брайтона, отличаошихся от вы-' шеописанной отсутствием паросгглового цикла. В этой схеме 53,6% энергии обеспечивается солнечной ступенью. КПД пре образования солнечной энергии в электрическую составляет 43,8%. Г1ри срецнегодовом коэффициенте нагрузки 48% и коэ фициенте готовности 90% доля солнечной энергии составляет: 28,2% в среднем за год. Капитальные затраты (в долларах 1979 г.) составят 1256 полл./кВт. Стоимость подсистемы ЫП излучения достигает 25,5%, а поля гелиостатов 31% от полной стоимости электростанции. Динамические характеристики энергосхемы позволяют обойтись без теплового аккумулятора [108).

Разработан также предварительный проект СЭС башенного типа с циклом Брайтона мрщностью 1,5 МВт. Принята разомкнутая схема с воздушным теплоносителем; параллельно с ггП установлен вспомогательный возпухонагреватель, обеспечивающий стабильную работу станции. На стации математического моделирования было определено количество (28) и оптимальное расположение гелиостатов в северной части поля СЭС, а также высота башни (38 м) и апертура 1111.

ПП- о полостного типа, наклоненный на 20 по отношению к вертикали. В качестве расчетных актинометрических параметров было принято значение прямой радиации 950 Вт/м в полдень при равноценствии. Расчетный срок эксплуатации СЭС 5 лет; по оценкам, проектные и строительные работы займут примерно 4 года [102, 125). 3 3 Некото ые гие пе спективные хемы б» « ~дд~~у В США предложена концепция схшнечной ТЭГГ тепловой мо ностью 270 МВт с Г(П и полем иэ 10 441 гелиостата пло- 68 кшдью 500 тыс. м для теплоснабжения мецеплавильного 2 завода и производства электроэнергии.

ТЭ1Л позволит ежегодно экономить 69 тыс, м3 мазута. Она оснащается ГГУ общей мощностью 50 МВт. Сбросное тепло медеплавильной установки используется для выработки пара, количество которого достаточно пля привода электрогенераторов моигностью 30 МВт и других механизмов мощностью 9 МВт. Воздух сжимается в компрессорах ГТУ, а затем нагревается в приемнике радиации цо 1090 К и расширяется в Г! У, где его температура снижается до 800 К. После ГТУ воздух иаправляотся в топлоаккумулятор, заполненный шлаком медеплавильной установки. В облачные цпи воздух пропускается через теплоаккумулятор, гце нагревается до 800 К и подается в топку, и лароперегреватели медеплавильной установки.

Исследование было проведено применительно к условиям юге-западной части штата НьюМексико (СН!А) [102) . В Японии действует также эхспериментальная комбинированная гелиоустановка цля выработки электроэнергии (15 кГЗт) и тепла (45 кВт). В установке использованы стационарные и следящие гелиоприемники плогцацью 630 м, обеспечивающие работ)г высокотемпературного (250оС) и низкотемпературного (120 С) контуров, Для выработки электроэнергии установлены 2 генератора: с паровой турбиной 5 кВт и турбиной на хлацоне 10 кВт [68!. Другим самостоятельным и довольно перспективным наприглением использоваьшя солнечной энергии является спецуюшее.