В.И. Трухин, К.В. Показеев, В.Е. Куницын - Общая и экологическая геофизика (1119248), страница 97
Текст из файла (страница 97)
Управление гелиостатами осуществляет ЭВМ. До 80% стоимости станции составляет стоимость гелиостатов. Система сбора и передачи энергии в Гл. 86 Энологичееиие ггроблегни онергеглини 498 хн /,/ Ъ=, Поле гелиостатов Холод~ ~ый О источник Рис. 21.2. Схема солнечной станции с параболическими коицентраго- рами [6~ установках башенного типа оказывается очень дорогой.
Поэтому такие установки не получили широкого распространения. В Мексике, США работают установки такого типа мощностью 10 МВт. Станции с распределенными приемниками солнечной энергии оказались более перспективными. Концентраторы параболического типа, вращающиеся вокруг оси, передают энергию трубчатым приемникам, находящимся на фокальной линии (рис. 21.2). В качестве теплоносителя обычно используется масло. Наибольших успехов в строительстве станций такого типа добилась фирма «Луз», которой сооружено болев десятка станций мощностью до 80 МВт.
Станции этой фирмой строятся на гибридном принципе компенсация изменчивости поступления солнечной радиации достигается использованием природного газа. На новейших установка «Луз» себестоимость электроэнергии уже равна ее себестоимости на атомных станциях. Нерешенной проблемой в гелиостанциях является вопрос о длительном хранении электроэнергии. Правда, следует отметить, что этот вопрос не решен нс только в солнечной энергетике, но и вообще в энергетике.
Развитие солнечной энергетики сдерживают присущие ей недостатки, из которых главными являются низкая плотность солнечной радиации, нерегулярный характер се поступления, болыпие площади солнечных станций. Решить эти проблемы можно, отказавшись от наземных солнечных станций, размещая Гл. 91. Эколоеичеекие проблемы онергетиики 499 солнечные станции на околоземной орбите.
Конструкторы предполагают разместить на геосинхронной орбите солнечные батареи большой мощности. Размещение станции па геосинхронпой орбите обеспечивает расположение станции над определенным пунктом Земли. Энергия па земную поверхность передается в форме высокочастотного электромагнитного излучения. Плотность солнечного излучения на геосинхронпой орбите оказывается выше, чем на Земле. Соответствующий выбор положения плоскости орбиты обеспочивает почти круглогодичное поступление солнечной энергии на батареи станции. Не возникает проблемы очистки панелей станции и нарушения землепользования, теплового загрязнения. Биоконоерсил солнечной энергии Биомасса, как источник энергии, используется с древнейших времен. В процессе фотосинтеза солнечная энергия запасается в виде химической энергии в зеленой массе растений.
Запасенная в биомассе энергия может быть использована в виде пищи человеком или животными или для получения энергии в быту и производстве. В настоящее время до 15% энергии в мире производится из биомассы. Из одной тонны древесных опилок современные технологии позволяют получить 700 кг жидкого топлива, а в России находится 20Уо лесных ресурсов планеты. Самый древний, и еще широко применяемый, способ получения энергии из биомассы заключается в ее сжигании. В сельской местности до 85% энергии получают этим способом.
Как топливо, биомасса имеет ряд преимуществ перед ископаемым топливом. При сжигании биомассы выделяется в 10 20 раз меньше серы и в 3.-5 раз меньше золы, чем при сжигании угля. Количество углекислого газа, выделившегося при сжигании биомассы, равно количеству углекислого газа, затраченного в процессе фотосинтеза. Таким образом обеспечивается нулевой баланс эмиссии оксида углерода. Энергию биомассы можно получать из специальных сельскохозяйственных культур. Например, в субтропическом поясе России предлагается выращивать карликовые породы быстрорастущего вида папайи. С одного гектара за 6 месяцев на опытных участках получают более 5 т биомассы по сухому весу, которую можно использовать для получения биогаза.
Биомассу можно также использовать для получения биологически активных пищевых и кормовых добавок. К перспективным видам относятся быстрорастущие деревья, растения, богатые углеводами, которые применяются для получения этилового спирта. 5ОО !"л. Я. Зкологичеекие ироблегкы эиергееиики Для производства этилового спирта наиболее широко используется сахарный тростник. В Бразилии чистый этанол и смесь этанола с бензином являются широко распространенным видом топлива.
Такое биотопливо легко хранить и транспортировать, оно обладает высокой теплотворной способностью, более полно сгорает в двигателе. При сгорании такого топлива атмосфера загрязняется гораздо меньше, чем при сжигании обычного топлива. Бразилия, приступившая к использованию этанола в качестве автомобильного топлива в 70-е гг., обладает лучшей в мире технологией его производства. К числу перспективных методов биоконверсии относится способ получения моторного топлива (метилового эфира) из семян рапса. Моторное топливо на основе рапса, обладая характеристиками, близкими к дизельному топливу, практически не дает выбросов вредных веществ. В Чехии производится около 1 млн т биодизельного топлива в год.
В США разработан способ производства спирта из кукурузы, в Италии ведутся работы над разработкой способа рентабельного производства спирта из сорго. Около 200 автобусов в Стокгольме уже работают на спирте. Широко распространенный способ получения энергии из биомассы заключается в получении биогаза путем анаэробного перебраживапия. Такой газ содержит около 70ого метана. Биометаногенез был открыт еще в 1776 г. Вольтой, который обнаружил метан в болотном газе. Биогаз позволяет использовать газовые турбины, являющиеся самыми современными средствами теплоэнергетики. Для производства биогаза используются органические отходы сельского хозяйства и промьппленности.
Это направление является одним из перспективных и многообещающих способов решения проблемы энергообеспечения сельских районов. Например, из 300 т сухого вещества навоза, превращенного в биогвз, выход энергии составляет около 30 т нефтяного эквивалента. Более перспективным является термохимическое преобразование биомассы, в котором синтетический газ получается в процессе сжигания биомассы при температуре 800- 15 000 'С. Газотурбинные электростанции с установками газификации имеют КПД 40 45%. В Индии, Китае эксплуатируются несколько десятков миллионов установок для производства биогаза в сельской местности.
Биомассу для последующего получения биогаза можно выращивать в водной среде, культивируя водоросли и микроводоросли. рл. е1. Энолоеинеение ироблелеи онергеглини 601 Микроводоросли спирулины для получения пищи использовались еще в Средние века индейцами. Микроводоросль спирулина, содержащая до 70% белка, 19% углеводов, является ценным питательным продуктом. В настоящее время во многих странах мира широко практикуется выращивание микроводорослей для изготовления пищевых добавок. Хорошо известный в нашей стране препарат «Сплат» является типичным образцом такой продукции.
С начала 50-х гг. проводятся исследования по культивированию микроводорослей для биоконверсии солнечной энергии. Некоторые виды микроводорослей продуцируют углеводороды, которые можно использовать для получения газообразного,жидкого или твердого топлива.
Эта способность не кажется удивительной, если вспомнить, что человечество давно использует углеводороды, вырабатываемые из растений, таких как молочай, нефтяной орех и др. Рис. 21.3. Схема гибридной солнечной станции [6] Интенсивно разрабатываются также схемы гибридных солнечных станций, совмещающих в себе три метода преобразования солнечной энергии фотоэлектрический, термодинамический и биоконверсию (рис.
21.3). Фотоэлектрическая часть системы может производить энергию только в светлое время суток, используя прямую и рассеянную радиацию. Часть солнечной станции, использующая термодинамический цикл, преобразует только прямую солнечную радиацию и может обеспечить производство электроэнергии в темное время суток или при кратковременном отсутствии прямой радиации.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
