Рядовой блоггер предложил миру электростанцию из ряда вон
Как известно, альтернативная солнечная энергия бесплатна лишь на первый взгляд. Те же солнечные батареи вовсе не покрывают свою стоимость произведённым за весь срок службы электричеством.
Но вот на днях всплыла идея о том, как, быть может, солнечную энергетику, удастся сделать рентабельной.
Эта идея появилась на блоге некоего Сударшана (Sudarshan) и «поспешила» попасть в ряд изданий.
Итак, мы отталкиваемся от производства электроэнергии при помощи тепловых машин, получающих тепло от солнечных лучей.
Почему не солнечные батареи? На единицу произведённой энергии они ещё слишком дороги, хотя действительно, находят всё более и более широкое применение.
Но, в большей мере, не из-за экономии денег. Тут значительную роль играют экологические факторы. Да, мы знаем, создание солнечных панелей – не безвредно для экологии. Но эти технологии совершенствуются.
Зато там, где стоит много солнечных панелей на крышах домов – меньше сжигают ископаемого топлива. Что всё-таки хорошо.
В общем, оставим пока солнечные панели в покое. Есть альтернативы?
Огромное поле зеркал и одна «цель» для их лучей – схема далеко не нова. Зато «цели» в разные годы предлагали самые разные (фото с сайта energywhiz.com).
Известно, что концентраторы света в виде зеркал применяют и для выработки электричества при помощи солнечных батарей, но также есть многообещающие эксперименты с сочетанием зеркал и двигателей Стирлинга.
У этих тепловых машин очень высокий термический КПД, но есть ряд недостатков – высокие требования к конструкции и материалам (высокое давление внутри), высокая стоимость, а ещё — небольшая мощность единичного двигателя, что вынуждает проектировщиков таких электростанций задумывать целые россыпи стирлингов с зеркалами.
Цена киловатт-часа, с учётом стоимости оборудования, получается тут, как и при солнечных батареях, не слишком низкой.
Сударшан рассуждает: есть же более простой способ утилизации света. Солнце греет воду.
Та кипит – крутит турбину. Котёл и турбину можно сделать очень большими – вполне промышленная электростанция получится.
Заметим, такие установки создавались в разных странах ещё в середине прошлого века (в СССР, в том числе). Ничего сложного в них нет.
Но вот КПД такого способа преобразования энергии солнечного света – невелик. Собственно, он сильно зависит от температуры пара.
Сударшан предлагает: давайте нагреем и испарим воду за счёт Солнца, но перегревать пар перед подачей в турбину будем за счёт топлива (например – биогаза с ферм, или просто – природного газа).
Что это даст? Повысив температуру пара до 400-500 градусов по Цельсию, можно поднять термический КПД выше 50%.
Но это не всё. Такая установка может работать и ночью, и в сильную облачность – только за счёт газового топлива.
Причём работать, а не простаивать, как у всех солнечных электростанций, будет почти всё имеющееся оборудование – котёл, турбина, генератор.
А это значит, что и стоимость этого оборудования будет распределяться на большее количество электроэнергии, а значит — и цена киловатт-часа, в целом, за весь срок службы станции, будет намного ниже.
Да и одна паровая турбина на 25 мегаватт – дешевле и проще, чем тысяча стирлингов на 25 киловатт.
«Солнечный дом», покрытый фотоэлектрическими панелями – экономия затрат энергии, но едва ли экономия денег, если учесть стоимость этих панелей (фото с сайта energywhiz.com).
Таким образом, солнечно-топливный гибрид будет сочетать низкие затраты на топливо (за счёт вмешательства Солнца, когда оно есть) с низкими затратами на «железо», отнесёнными к суммарной выработанной энергии.
С учётом теплоты испарения воды оказывается, что Солнце (в солнечный день) будет поставлять каждому кубометру перегретого пара 60% его энергии, а 40% — придутся на долю сжигаемого газа.
А как насчёт 100% газа ночью? Конечно, расход, вроде бы, возрастает.
Но ночью, когда много людей спит, и электричества не тратит, когда стоят некоторые предприятия и закрыты магазины — потребности сети в энергии – меньше.
Добавим, что Сударшан предлагает нагревать в фокусе зеркала масло (градусов до 200), которое можно уже направлять в теплообменник водяного котла.
Разделение приёмника солнечной энергии и котла позволяет легко, с точки зрения конструкции, ввести дополнительный нагрев от топлива и основной нагрев этим же топливом – ночью.
Насколько нам известно, все прежние предложения к сочетанию разных источников энергии сводились к простому совмещению на одной площадке солнечных панелей и ветряков, или ветряков и водородных топливных элементов и так далее. Совмещение, заметим, чисто территориальное.
Тут же впервые Солнце и газовое топливо должны действовать сообща, нагревая одно рабочее тело (воду). Может и правда, такой мичуринский подход – рациональный путь для альтернативной энергетики?
Егор Яковлев о \
