1598005384-f9c00b8492d7f4330216974bac4e6cb9 (Солнечные электрические станции. Р.Б. Ахмедов, И.В. Баум, В.А. Пожарнов, В.М. Чаховский, 1986u), страница 14

Как известно, повьипение эффективности дизельных электростанций обычно достигается подогревом топлива за счет установки теплообменнпка в тракте уходяших газов. В 1982 г. в ноябре в западной Австралии ввепена в работу установка подогрева топлива солнечной энергией. Эффективность установки опредйлоется высокой стоимостью дальнепривозного горючего ('Ббб км), при котором топливная составляющая сюиМости электроэнергии равна 12 цент/(кВт ч). Солнечная Установка обеспечивает подогрев топлива цо 200-290 С. Иоо пользование солнечного подогрева топлива позволило снизить расход топлива, соответствующий 1730 кВт ° ч/сут [52), В этой установке соединены СЭС модульного типа мощностью 100 кйт и дизельная электростанция мощностью 700 кВт. Установка позволит экономить в гоц в среднем по 150 тыс. л жидкого топлива.

Дизельная и солнечная электростанции объедггнены сетью элекгроснабжения и тепловым аккумулятором, в котором запасается тепло за счет поглощения солнечной энергии и тепло отхопяших газов дизельной электростанции. После ввода в строй будут получены данные, необходимые для дальнейшей разработки попобных установок (49). Глава 4 ТЕПЛОАККУМУЛИРОВАНИЕ НА СОЛНЕЧНЫХ ЭНЕРГОУСТАНОВКАХ Разраоотка АТ для СЗУ должна произвопиться в зависимо ти от их назначения. При этом должны учитываться факторы, определюошие выбор метода и способа аккумулирования солнеч ной энергии.

4 1 Общие положения аботки акк л то вте|ша на СЭУ СЭУ должна обесбечивать непрерывную выработку электро! энергии при изменяющейся интенсивности солнечного облучения в том числе и при его отсутствии. При этом технологический процесс и элементах и агрегатах СЗУ в нормальных и аварийных условиях полжен обеспечивать надежную работу СЭУ. Исходя из этих требований Проблема надежности СЗУ решается в двух направлениях: установкой либо обычного ТПГ, либо аккумулятора тепловой энергии, Первое направление следует рассматривать как этап иа пути сознания СЭС; но в связи с существующей тенденцией непрерывного роста стоимости органи- ческого топлива со временем основным решением проблемы на- нежного энергообеспечения от СЭУ будет теплоаккумулированне.

Учитывая важность аккумулирования тепла в США и в пругих развитых капиталистических странах, бьши созданы национальные программы по исслепованию и разработке систем теп- нового аккумулирования с целью выявления приемлемых из чиода существующих технологий и возможности сознания новых типов АТ пля СЭУ. Выбор метода и способа аккумулирования тепла на СЭУ ределяется типом солнечных установок, и, в первую очерепь, зависит от схемы концентрации солнечной энергии и назначен СЗУ.

Каждат система включает отражающие поверхности для концентрации солнечных лучей иа ограниченную плошадь теп- лоприемника, в котором лучистая энергия преобразуется в теп- ло и используется в паросиловом или в другом технологичео- ом цикле(процессе). В зарубежных странах разработка аккумулируюшей систе- мы для СЭУ, как правило, осуществляется в несколько этапов, На первом этапе изучается технологическая гибкость теплоаи хумулируюшей системы (ТАС) проводятся лабораторные экспе- рименты.

Выявляются условия и требования к конструктивно- му исдолненшо ТАС и для наиболее перспективной системы иа втором этапе проводятся более обширные эксперименты, которые в состоянии подтвердить работоспособность натурных образцов. На последующем этапе ТАС подключается к серий- ной или к экспериментальной СЗУ.

На этом этапе завершается подтверждение работоспособности ТАС, и она доводится до состояния готовности включения в состав бупущих и действую- щих СЭУ. Ло последнего времени почти все разработки в области теп- лоаккумулирования тепла в США проводились под руководством министерства энергетики США. Оно также принимало участие в ряде проектов, проводимых в других странах под наблюдени- ем Международного агенства энергетики или под руководством правительств отдельных стран, Общие разработки денутся по сознанию ТАС в Италии, ФРГ, Франции, Японии, Великобрита- нии, а также в других странах.

В нанном разделе выполнен аналитический обзор состояния проведенных и провопимых в настоящее время в СССР н за рубежом основных исследова- тельских разработок по созданию, освоению и эксплуатации ТАС в электроэнергетике и прежпе всего в связи с создани ем СЗУ. Рассмотрены факторы, определяющие выбор соотве1 ° ствуюшего метопа аккуыулирования тепла для конкретного прв; менения. Рассматриваются отдельные решения и применения ТАС, дается краткое описание результатов экспериментальных исследований, направленных на совершенствование технологий теплоаккумулирования, и освещаются перспективные разработ- йи, намечаемые на ближайшую перспективу, 4 2 Условя и кто ~ е и то и с особ а л звания те а СЗУ Метоп теплоаккумулпрования зависит от технологических ."арактеристик и стоимостных показателей ТАС и режимных условий работы СЭу.

Стоимость ТАС определяется неносред стиенными капитальными затратами на АТ, ТАМ, используемый для накопления энергии КТЛМ, и в оборудование (К об), обеспечивающее подвод и отвод тепла от АТ (в том числе теплообменники, насосы, трубопровопы, арматура, контрольно-измерительная аппаратура и автоматические устройства, а также пругие приспособления, обслуживающие и обеспечивающие работу ТАС). Общая стоимость ТАС определяется количеством запасаемой энергии Зт > величина которой зависит от длительности никла заряда: К ТАС Эт (КАТ + КТАМ) + Коб' Значение К ТАС по репу проектов составляет от 5 до 15 20% от капиталовложений в СЭУ. Учитывая, что ТАС может обеспечивать выдачу запасаемой энергии на разном уровне мощ ности, следует иметь в виду пва обстоятельства. В тех случаях, когпа ТАС относительно дешевая, то может быть оправдана выпача энергии за больший промежуток времени. Это фактически означает работу СЭУ в режиме постоянной нагрузки, т.е.

в базисном режиме. Если ТАС относительно дороже, то более вероятно использование СЭУ 'в режиме выдачи повышенной мощности, т.е. возврат накопленной энергии от ТАС за более короткий промежуток, что соответствует использованиюСЭУ в переменном режиме. В свою очередь нужно учитывать, что на затраты на ТАС характеристики ее могут оказывать более заметное влияние, чем сам процесс накопления тепла. Например, чем выше потери в ТАС, тем дороже отпускаемая энергия от ТАС.

Поэтому, когпа затраты на потери энергии в ТАС соизм римы (или выше) с затратами собственно на ТАС, то использование таких аккумулируюших систем будет ограниченным или даже непелесообразиыьь Йругой важной характеристикой 1АС является температурный потенциал запасенного тепла. Йля СЭУ предназначенных для отпуска тепла, температура на ее выходе определяется температурой тэплопотребителя. В атом случае рассматриваются пва типа ТАС: первый тип, когпа ТАМ являет ся одновременно и теплоносителем, что исключает необходимость применения зарядного теплообменника. При этом температура аккумулируемого и отпускаемого тепла практически одна и та же, независимо от того, отпускается ли оно непосредственно от теплоприемника нлн от аккумулятора. Второй тип ТАС пре ' полагает передачу тепла от теплоприемника к ТАМ через тепиообменник.

В этом случае либо тепло, отпускаемое от ТАС, будет отводиться с пониженной температурой, либо в период заряпа аккумулятора теплоприемник должен работать при более высокой температуре. Помимо этого, температурный уровень тепла, отводимого от аккумулятора, будет зависеть от вида технологии его накопления (физическое тепло, тепло обратимых фазовых превращений или обратимых химических реакций), Эти виды различаются по количеству запасаемого тепла в единице объема и объему аккумулирующего материала.

При Ф~- зическом наиболее простом и доступном методе тепло воспроизводится при низкой температуре, а из-за низкой плотности задасенного тепла для его хранения требуются большие емкости, поэтому в тепловом отношении этот метод уступает по эффективности двум другим видам технологии теплоаккумулирования. Однако в АТ на основе сбратимых фазовых превращений или химических реакций температура подвода и отвода может ограничиваться свойствами либо ТАМ, либо конструкпионных материалов оболочек контейнеров (капсул), в которых осуществляется складирование тепла.

Независимо от характера температурного ограничения в ТАС от уровня воспроизводимого тепла будут зависеть и затраты непосредственно на СЭУ. Например, из-за снижания температуры отвода тепла от ТАС по условиям термостабильности ТАМ или по лричине его коррозионного воздействия на оболочку капсул уменьшается тепловая экономичность СЭУ, и, как следствие, для отпуска заданного количества тепловой или электрической энергии требуется увеличить теплопроизводи тель- ность СЭУ и поверхность солнечных отражателей-концентраторов. Отсюда и стоимость СЭУ возрастает.

Причем влияние этих ограничений на стоимость СЭУ будет тем заметнее, чем больше энергии будет воспроизвопиться (отпускаться) теплоаккумулирую~ней системой, и особенно заметным это влияние будет пля базисной СЭУ. Важной характеристикой ТАС является удельная энергоемкость, которая является функцией свойств ТАМ, кинетики пропессов подзона и отвопа тепла и схемы преобразования и передачи запасаемой энергии потребителю. При высокой удельной энергоемкости, обусловленной свойствами ТАМ, заметно уменьшается емкость АТ, а при несложной технологии его изготовления дешевле обхопится и сооружение ТАС. Таким образом, учет вышерассмотренных факторов позволит в каждом конкретном случае выбрать наиболее рациональную и 73 72 10-1 эффективную ТАС, способную выдавать тепло требуемого качества.