1598005370-70491a7283ca3540dddce2de932120e0 (811201), страница 43
Текст из файла (страница 43)
Будут созданы предпосылки для интенсивного наращивания добычи угля, подготовлены условия для широкого перевода экономики на энергосберегающий путь развития. Намечено демонтировать н модернизировать на электростанциях устаревшее и малоэффективное оборудование общей мощностью 55-60 млн.
кВт. Предусмотрено создать материально- техническую базу для широкого использования нетрадиционных источников энергии - солнечной, геотермальной, ветровой, приливной, биомассы (отходов сельского хозяйства и др.); увеличить использование вто- ричных энергоресурсов; осуществлять строительство электропередач сверхвысокого напряжения. На втором этапе, заканчивающемся на рубеже ХХ н ХХ1 вв., добыча природного газа достигнет самого высокого уровня, определенного программой. Энергетические ресурсы будут расти главным образом за счет ядерной энергии, добычи угля открытым способом, вовлечения в электробаланс эффективных гидроэнергетических ресурсов.
Широкое использование получат нетрадиционные энергоносители, интенсивное энергосбережение. Намечено демонтировать и модерйизировать на электростанциях устаревшее оборудование общей мощностью 70-30 млн. кВт, создать необходимый научно-технический потенциал для производства электрооборудования на основе эффекта'сверхпроводимости. На втором этапе будет завершено формирование Единой 'электро- энергетической системы" страны.
' РЕШЕНИЕ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОГО СОВЕТА РАО "ЕЭС РОССИИ" Рассмотрев "Предложения и программу работ по созданию солнечных фототермодинамических электростанций нового поколения", поступившие от научных, проектных, производственных организаций и фирм, секция научно - технического Совета РАО "РЭС России" отмечает. 1. Учитывая обращение в ЭНИН представителей энергообъединений и администраций некоторых регионов России, заинтересованных в освоении местных ресурсов солнечной энергии, в целях экономии стремительно дорожающего топлива (газа, нефти, угля и т.д.) и исключения загрязнения природы продуктами его сгорания ЭНИН совместно с конверсионными предприятиями подготовил и разослал потенциальным соисполнителям и заказчикам предложения по созданию солнечных электростанций нового поколения, Предложенная ЭНИНом солнечная фотоэлектрическая термодинамическая электростанция, состоит нз 20 отдельных модулей.
В конструкции модулей предполагается использовать зеркальные параболоцилиндрические концентраторы солнечной энергии со !00-кратным концентрированием и приемники с арсенид-галлиевыми фотоэлектрическими преобразователями, рабочая температура которых составляет 100-110'С. Тепло, снимаемое при охлаждении ФЭП, утилизируется на паровом бутанпропановом турбогенераторс, Концепция новой СФТЭС предложена на основании выполненого ЭНИНом в 1989-93 гг. анализа 4-х ранее прорабатываемых в России и США схем СЭС: !) фотоэлектрической с плоскими кремниевыми ФЭП беэ концентрирования солнечной энергии; 2) зеркальной термодинамической "башенного типа"; 3) зеркальной термодинамической с параболоцнлиндрическими концентраторами типа фирмы 1Л2Е; 4) комбинированной зеркальной термодинамической со множеством мелких двигателей Стирлинга с параболоцилиндрическими концентраторами с низкотемпературными кремниевыми ФЭП при 10 — 20-кратном концентрировании солнечной энергии. Концепция предлагаемой СЭС основана на сравнительно недавнем открытии в России (ФТИ им.А.Ф.Иоффе), заключающемся в том, что при рабочей температуре полупроводниковых арсенид-галлиевых преобразователей около 110'с, сохраняется эффект повьписпного фотоэлектрического кпд (>20'/а) при стократном (и выше) концентрировании солнечной энергии.
Совмещение фотоэлектрического и термодинамического процессов дает возможность получения суммарного кпд использования солнечной энергии до 40%. 2. Применение арсенид-галлиевых СЭС открывает новую возможность повышения эффективности термодинамической части и ее практической реализации к 1998 г. В частности, целесообразно применение вместо множества мелких тепловых двигателей одного турбогенератора мощностью на уровне 1 МВт с бутан-пропановым теплоносителем в паросиловом цикле. 3.
Прн разработке предложений по проекту ареенид-галяиевой СФТЭС ЭНИНом, в основном за счет собственных средств и кредитов, совместно с исполнителем (НТФ "ЕЭТ" и др.) в 1989-93 гг. был выполнен значительный объем аналитических, научно-исследовательских, технологических и.опытно-конструкторских работ (НИОКР), проведен ряд семинаров, обсуждений н лр. мероприятий с привлечением видных ученых н спе~(папистов высшей квалификации.
4. Выполненный на основании работ по п.3 предварительный технико-экономический анализ ЭНИНа и ТЭП показывает, что в сравнении с чисто тепловымн электромашинными солнечными электростанциями с паросиловым циклом (тнпа Крымской СЭС-5, ШЕ и др. указанными выше СЭС), новая СФТЭС обладает рядом положительных особенностей, в том числе: - повышенным до 40% суммарным фототермодннамическим КПД н соответственно повышенной электрической мощностью; - сниженной соответственно почти вдвое удельной площадью параболоцилиндрических зеркал приема солнечной энергии, стоимость которых составляет около половины стоимости солнечных электростанций; . - сниженной более'чем в 10 раз площадью полупроводниковых фото- преобразователей ОаАз в сравнении с кремниевыми прн их работе с 10- 20-кратным концентрированием и в 100 раз прн работе без концентраторов; - сниженными на 15-20% капиталовложениями в строительство солнечной электростанции н соответственно сниженной ценой на отпускаемую электроэнергию (с учетом затрат на НИОКР); - повышенным полезным экологическим эффектом за счет снижения на 10-15% теплового загрязнения окружающей среды, связанного с выбросом паров воды через градирню турбогенератора; - сниженным, соответственно, расходом воды при работе СФТЗС.
Прн разработке основного ТЭС указанные параметры должны быть уточнены (с возможным нх повышением). Поскольку схема новой СФТЭС состоит из зеркальных модулей по 50 кВт, это позволяет также наряду со строительством базового варианта с одним турбогеиератором на 1 МВт в паросиловом цикле, строить малые, в тэь мобильные СФТЭС с мини турбоагрегатами на 25 (1!2), 50, 100 н 250 кВт по спецзаказу для удаленных поселков, ферм н т.п, объектов, не подключенных к электросетям. Ученый Совет ЭНИН им.
Г. М. Кржижановского поддерживает мнение разработчиков, что на комплектацию новой СФТЭС мощностью 1 Мвт при !00-кратном концентрировании солнечной энергии потребуется около 25 кв.м О4Аз ФЭП, в 'го время как для кремниевых ФЭП при 10- кратном концентрировании в десять раз больше. Организация изготовления ОаАз ФЭП на суммарную мощность СФТЭС более 1 МВт обеспечена научно-производственной и сырьевой базой, созданной для выполнения ракетно-космической программы в 1985-1991 гг. 5 Для начала производства и строительства СФТЭС с применением ОаАз ФЭП требуется выполнить одновременно с проектированием Программу научно-исследовательских работ по решению следующих проблем: - исключения температурной деградации ОаАз ФЭП при длительной эксплуатации (до 25 лет) в режиме работы при 100-120'С; - обеспечения стабильности оптических характеристик системы и теплового режима в паросиловом цикле; - применения конструкционных материалов, решений для токоотводящих, повышенной мощности, электродов ФЭП, а также схем коммутации при сборке отдельных фотоэлектрических блоков; '- обеспечения теплоотвода при минимальном перепаде температур ОаАз ФЭП на р-л переходе с выбором нейтрального теплоносителя в контуре теплопередачи паросилового цикла турбогенератора; - создания альтернативного варианта ОаАз ФЭП с минимально допустимой толщиной 1менее 30 мкм), в том числе изготовляемых с нспользовалием КТЛРТ - методики с многократно используемой подложкой с разработкой тонкопленочных защитных диодов на базе ОаАз; - проведения термодинамических исследований по оптимизации тепловой схемы СФТЭС с паросиловым циклом; - создания и отработки оборудования для предлагаемой СФТЭС как в части фотоэлектрического преобразования солнечной энергии, так и в части турбоагрегатов и применения теплообменной аппаратуры для утилизации снимаемого тепла в паросиловом цикле из-эа отсутствия необходимого опыта; - создания и отработки оптимальных несущих конструкций зенитальной рамы и азимутальнойззлатформы; - выбора и создания расчетной и математической модели по оптимизации широтных вариантов СФТЭС с одноосной и двухосной системами ориентации с целью максимального использования солнечной энергии на заданной широте для выработки электроэнергии.
Для выполнения этих работ необходимо создание стендаимитатора солнечного излучения с удельной плотностью до 150 кйт/и', а также действующего мини-макета СФТЭС. Заслушав и обсудив положения ЭНИНа по программе разработки солнечных фототермодинамических электростанций нового поколения с арсенид-галлневыми фотоэлектрическими преобразователями, результаты выполненных в 1992-1994 гг. предварительных НИОКР в данном новом научно-энергетическом направлении, секция "Нетрадиционные источники энергии" НТС РАО "ЕЭС России" постановляет: 1) одобрить новое научно-энергетическое направление и программу, предложенную ЭНИНом по результатам выполненных им предварительных НИОКР с участием конверсионных предприятий для создания солнечных фототермодннамических электростанций нового поколения.
2) рекомендовать включить в отраслевую программу 09 "Нетрадиционные возобновляемые источники энергии" РАО "ЕЭС России" дополнения, изложенные в письме, ЭНИНа 12-б/28! от 14.11.94 РАО "БЭС России" с заявленным объемом финансирования с соисполнителями: институтом "Теплоэлектропроект", НПО "Машиностроение", ЦНИИСМ, НПО "Квант", СПбФТИ, НПО "Саурн", НТФ "БЭТ", ЛОМО н др. 3) определить ЭНИН в качестве научного руководителя по программе разработки сооружения СФТЭС - 1, а институт "Теплозлектропроект" головным разработчиком и поставщиком СФТЭС-1. 4) РАО "БЭС России" в 1995 г.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
