Топ-10 самых больших фотоэлектрических электростанций в мире

Использование тепловых электрических станций разрушает окружающую среду, а источники энергии, на которых они работают, когда-нибудь полностью себя исчерпают. Гидроэлектростанции и АЭС также имеют собственные проблемы, связанные со сложностями строительства и дальнейшей эксплуатации. В связи с этим, во многих странах большое внимание уделяется разработками в области альтернативных источников электроэнергии. Одним из таких вариантов является солнечная электростанция, использующая в работе практически неисчерпаемую и доступную энергию Солнца.

Принцип работы солнечной электростанции

Солнечные электростанции, сокращенно СЭС – специальные сооружение, которые преобразуют энергию солнца в электричество. Преобразователи различаются по строению и принципу работы. Преобразование солнечной энергии происходит с помощью оптических элементов, которые отражают лучи и концентрируют их на специальный приемник, наполненный водой или маслом. При повышении температуры жидкость нагревается, выделяя пар или повышая температуру маслянистого теплоносителя. Воздушные массы запускают генератор, который вырабатывает электроэнергию.

Промышленные станции размещают в местах наибольшего солнцестояния. Для эффективности работы отражающие элементы снабжены механизмами, которые следуют наклону солнечных лучей.

В противном случае коэффициент полезного действия станций сводился бы к минимуму. Вогнутая конструкция зеркал с отражающим покрытием обеспечивает максимальный сбор солнечной энергии. Для бесперебойной работы некоторые конструкции оснащены мощными аккумуляторами, так как в ночное время станции не вырабатывают энергию. Главным преимуществом данных конструкций является сохранение экологического покоя окружающей среды и постоянно возобновляемый источник солнечной энергии. Солнечные станции предназначены для тепловых, бытовых, промышленных нужд.

СЭС, использующие двигатель Стирлинга

Представляют собой СЭС с параболическими концентраторами, у которых в фокусе установлен двигатель Стирлинга. Существуют конструкции двигателей Стирлинга, которые непосредственно преобразуют колебания поршня в электрическую энергию, без использования кривошипно-шатунного механизма. Это позволяет достичь высокой эффективности преобразования энергии. Эффективность таких электростанций достигает 31,25%. В качестве рабочего тела используется водород или гелий.

Виды и принцип работы: СЭС электростанция

Современные СЭС конструктивно отличаются друг от друга, хотя технологический процесс выработки энергии одинаков.

Виды СЭС:

• Башенные конструкции;
• Тарельчатые электростанции;
• СЭС на параболоцилиндрических концентраторах;
• Солнечные станции с фотоэлементами или солнечные генераторы;
• Вакуумные электростанции.

Башенные СЭС отличаются специальной башней в центре элементов. В ее верхней точке установлен бак с водой, выполненный из жаропрочного металла и покрытый черной краской. Вокруг башни располагаются множество зеркал, уложенных с расчетом отражения солнечных лучей на резервуар. Вода нагревается до высоких температур и начинает конденсировать. Пар подается на турбины и вращает генераторы, вырабатывающие ток. Такие конструкции подают высокую мощность.

В самый жаркий день температура нагрева может достигать 700 оС, что более чем достаточно для высокого коэффициента действия.

Единственным минусом являются большие площади занимаемой конструкцией и не возможность выработки энергии в ночное время. Принцип работы тарельчатых станций аналогичен башенной СЭС. Разница заключается в конструкции. В данном варианте используют отдельные модули из зеркал, включающие отражатель и приемник с жидкостью. Приемник соединен с генератором пара, который вырабатывает электричество. Одного модуля будет достаточно для небольшого частного дома. В промышленных масштабах используют сотни приборов.

Как работает солнечная электростанция

Теплоэлектростанция на параболоцилиндрических концентраторах работает по иному принципу. На железную опору установлены параболоцилиндрические зеркала, сконцентрированные на максимальный прием солнечных лучей. В их фокусе расположена светопоглощающая трубка, в которой циркулирует масляный носитель, поступающий в теплообменник с водой. Жидкость быстро нагревается, превращаясь в пар, который вращает турбогенератор. Вакуумные СЭС используют энергию потоков воздуха, за счет разных температур.

Конструкция состоит:

• Из высокой башни;
• Встроенной турбиной с электрогенератором;
• Участком земли, накрытым зеркалами.

Мощность увеличивается по мере нагревания потоков воздуха. Благодаря прогреву земли башня может вырабатывать энергию круглосуточно, что является важным преимуществом в сравнении с другими солнечными аналогами. Для солнечных генераторов основной частью конструкции являются батареи, состоящие из множества тонких пластин кремния, которые преобразовывают солнечные лучи в электроэнергию. Чтобы обеспечить достаточную мощность, необходимо устанавливать несколько батарей. Такие системы обычно применяют для домашнего хозяйства, освещения оранжерей и выставок.

СЭС башенного типа

Башенные гелиостанции работают по тому же принципу, что и тарельчатые. Основу системы составляет башня, достигающая в высоту 18-24 м. Ее располагают по центру всей установки. Составляющие башни:

• Резервуар, наполненный водой. Чтобы поглощать максимум солнечного излучения, он покрашен в черный цвет..
• Насосная группа. Образующийся пар нужно доставить на турбогенератор, что и делает насос.

Вторая составляющая станции – гелиостаты, которые окружают башню. За счет включения в общую систему позиционирования зеркала подстраиваются под положение солнца, меняя свою ориентацию. Температура в резервуаре достигает 700 °C в яркую солнечную погоду, а КПД – 20%.

Экономные солнечные генераторы: принцип работы

Для труднодоступных районов с перебойным обеспечением электроэнергией солнечные генераторы становятся спасением комфортного проживания. С помощью него можно решить проблемы энергоресурсов и обеспечить автономное энергообеспечение. В основном бытовые генераторы рассчитаны на 220 В. Устройства оснащены дисплеем, который отображает сообщение о работе батарей. Устанавливаются приборы на участках с большим поступлением солнечных лучей: крыша дома, стены здания, открытая местность.

Солнечные батареи применяются для резервного и автономного питания с большим спектром использования.

Такой прибор сможет обеспечить работу бытового оборудования: холодильника, стиральной машины, зарядки компьютерных систем, работы отопительных приборов, электроинструментов и циркулярных насосов. Бесперебойная работа гарантирована на 10 – 12 часов.

Достоинства системы заключаются:

• В автономности;
• Не зависимости от центрального снабжения;
• Мобильности;
• Бесшумной работе;
• Экологической безопасности;
• Длительном сроке эксплуатации;
• Компактности;
• Возможности работать на непроветриваемых участках.

Единственным минусом является стоимость устройства, которая в последствии окупает затраты на электроэнергию.

Плюсы и минусы СЭС

Солнечные генераторы имеют массу достоинств. Главным из них является экологическая чистота для окружающей среды.

Плюсы солнечных электростанций:

• Солнечная энергия постоянно возобновляется;
• СЭС не причиняет вред окружающей среде;
• Независимость от центральной подачи электричества;
• Полная автономность системы;
• Длительный срок эксплуатации;
• Бесплатный энергетический ресурс.

Роль человека в получении электричества в данном случае сводится к нулю. Выработка энергии таким способом имеет и минусы. Покупка оборудования потребует серьезных вложений. Кроме этого необходимо приобрести аккумулятор, так как в ночное время СЭС не производит выработку электричества. Установка оборудования требует дополнительной площади. Она может осуществляться на земле, крыши дома, стене здания. К недостаткам можно отнести необходимость очищать отражающую поверхность от пыли и загрязнений, а также нагрев атмосферы над поверхностью оборудования. Мощность вырабатываемого тока напрямую зависит от погодных условий.

Если рационально подходить к вопросу установки солнечных батарей, необходимо учесть некоторые нюансы:

• Проанализировать много ли солнечных дней в предполагаемом районе;
• Уточнить возможность подключения к центральной сети;
• Выяснить, как часто бывают перебои электричества;
• Решить, приборы какой мощности будут использоваться в быту.

Достаточно много достоинств и недостатков у СЭС, однако природные ресурсы не вечны и станции на солнечной энергии смогут стать достойной заменой привычным ресурсам.

Топ-10 самых больших фотоэлектрических электростанций в мире

Фотоэлектрические солнечные электростанции – это уже далеко не новинка на просторах рынка энергоносителей. В последнее время многие страны стали активно переходить на солнечную энергетику – чистый, неиссякаемый и теперь уже сравнительно недорогой источник альтернативной энергии. Таких электростанций уже действительно много, больших и маленьких, но, наверное, нашим читателям было бы интересно узнать, где же находятся самые большие из них.

Сегодня мы представляем вашему вниманию рейтинг Топ-10 самых крупномасштабных фотоэлектрических электростанций в мире. Итак, поехали!

США, Topaz.

Крупнейшая фотоэлектрическая станция работает в Калифорнии США. Мощность этой электростанции, получившей название Topaz, составляет 550 МВт. Сейчас установлено уже 9 миллионов солнечных батарей. Электростанция находится на равнине Карризо (Carrizo), Калифорния, США.

По словам авторов проекта, мощности станции хватит для обеспечения энергией 160 тысяч калифорнийских домохозяйств.

Perovo Solar Power SКрымtation
В 2012 года солнечный парк «Перово» (Крым) стал крупнейшим действующим фотоэлектрическим парком в мире по показателю установленной мощности. Перово состоит из пяти очередей и может удовлетворить потребности в электроэнергии около ­ 26 330 домохозяйств.

Строительство СЭС «Перово» началось завершилось 27 декабря 2011 года.

Установленная мощность «Перово» эквивалентна пиковым нагрузкам в энергосистеме расположенного рядом Симферополя. Это означает, что в светлое время суток электростанция может производить столько же электроэнергии, сколько потребляет город в период максимальных нагрузок.

Мощность всего солнечного парка «Перово» – 105,5 МВт. Станция расположена на территории площадью 200 гектаров (что равноценно примерно двумстам пятидесяти футбольным полям) и состоит из двух частей, между которыми находится долина.

В состав солнечного парка входят пять площадок, на которых установлено около 440 тысяч наземных фотоэлектрических модулей.

Солнечные батареи расположены под углом 25 градусов. Это продиктовано географическим расположением данной площадки. Такой угол позволяет получить максимальную годовую выработку электроэнергии. Модули могут располагаться в один, два и даже четыре ряда. Чем более плоский рельеф, тем больше рядов можно сделать. Солнечная станция «Перово» – однорядная.

Канада. Sarnia Photovoltaic Power Plant

Данная электростанция очень долго сохраняла лидерство в сфере фотоэлектрических станций. Проект, разработанный и внедренный компанией First Solar, обладает общей мощностью 97 МВт и был построен в сентябре 2010 года. Электростанция работает по льготной программе, учреждённой канадским правительством для стимулирования предложения альтернативной энергии. Согласно этой программе, правительство дотирует проекты солнечной энергетики с целью повысить цены на производимую ими энергию без ущерба для спроса.

Электростанция занимает площадь в 380 гектар и состоит более чем из 1,3 миллиона гибких солнечных батарей. Годовой выход электроэнергии от работы проекта составляет 120 тысяч МВт-ч, а экономия выбросов оксида углерода – 39 тысяч тонн в год.

Электростанция расположена неподалёку от Витербо, Италия и является крупнейшей фотоэлектрической станцией в стране. Проект был разработан в несколько этапов, начиная с 2009 года независимым вендором SunRay, но потом был выкуплен гигантом SunPower. На тот момент общая мощность электростанции составляла 44 МВт, сейчас же этот показатель вырос до 84,2 МВт, что позволило Montalto di Castro занять почётное третье место в рейтинге.

Данная электростанция находится неподалёку от города Зенфтенберга в Восточной Германии на территории, которая ранее использовалась для добычи угля. Проект, последнее обновление которого было завершено в 2011 году, обладает мощностью 82 МВт и состоит более чем из 330 тысяч кристаллических солнечных модулей. Такой энергетический комплекс способен обеспечить электричеством около 25 тысяч домов. Примечательно, что строительство проекта было завершено в рекордный срок 3 месяца, а стоимость составила 150 миллионов евро.

Германия. Solarpark Finsterwalde I,II,III

Эта солнечная станция возглавляла данный рейтинг до ноября 2010 года. Общая мощность проекта, который находится близ города Финстервальде, Германия, составляет 80,245 МВт. Солнечный парк является совместным проектом компаний LDK Solar и Q-Cells International и разрабатывался в три этапа на протяжении 2009-2010 годов.

Крым. Ohotnikovo PV Power Plant

Ещё один проект компании Activ Solar. Строительство электростанции было завершено 21 октября 2011 года, и она стала одной из крупнейших фотоэлектрических электростанций в Европе и мире. Станция охватывает около 160 гектар и состоит из 360 тысяч солнечных модулей, способных давать мощность в 80 МВт. Данные показатели позволят электростанции производить 100 тысяч КВт-ч электроэнергии в год, что обеспечит электричеством 20 тысяч домохозяйств. При этом энергетическая установка позволит сократить выбросы оксида углерода на 80 тысяч тонн в год.

Ещё одна солнечная птичка, которая расправила крылья в прошлом году. Солнечный проект, расположенный в провинции Лопбури, Таиланд, обладает общей мощностью 73 МВт и был введён в эксплуатацию 25 декабря 2011 года. Строительство продолжалось на протяжении 18 месяцев и обошлось в 70 миллионов долларов.

По словам официальных лиц, проект за свой 25-летний срок действия, поможет сократить выбросы углекислого газа на 1,3 миллиона тонн, а также сократить импорт топлива на 35 тысяч тонн в год.

Германия. Solarpark Lieberose

Девятую позицию рейтинга крупнейших фотоэлектричесих станций в мире занял ещё один немецкий проект, расположены в Либеросе, Бранденбург, Германия. Солнечный парк находится в собственности компании Juwi Group, которая заключила 20-летний контракт на пользование землёй. Проект был введен в эксплуатацию в 2009 году, а его общая мощность составляет 71 МВт. Парк включает в себя около 700 тысяч гибких солнечных панелей, которые питают более 15 тысяч домов. Нужно отметить, что солнечные панели, используемые в данном проекте, являются одними из наиболее эффективных на сегодняшний день.

Данный проект был запущен 30 октября 2010 года в Сан-Беллино, Италия. Объект, стоимость которого составила 250 миллионов евро, был построен американской компанией SunEdison. Строительство было завершено за 9 месяцев, однако, до этого ещё два года потребовалось на согласование проекта с местными властями. Панчо Перес, генеральный директор европейского представительства компании сказал, что это достижение имело место благодаря пратнёрству местных компаний. Мощности электростанции, которая составляет 70,556 МВт, хватит на обеспечение электричеством 16 тысяч семей, при этом выбросы углекислого газа сократятся на 40 тысяч тонн в год.

Что касается количества проектов, то здесь бесспорным лидером является Германия. Общая мощность самых крупных фотоэлектрических проектов страны составляет 672 МВт. С большим отрывом второе место по мощности занимает Италия (316 МВт), ну а завершает тройку лидеров Испания (264 МВт).Данный проект был запущен 30 октября 2010 года в Сан-Беллино, Италия. Объект, стоимость которого составила 250 миллионов евро, был построен американской компанией SunEdison. Строительство было завершено за 9 месяцев, однако, до этого ещё два года потребовалось на согласование проекта с местными властями. Панчо Перес, генеральный директор европейского представительства компании сказал, что это достижение имело место благодаря пратнёрству местных компаний. Мощности электростанции, которая составляет 70,556 МВт, хватит на обеспечение электричеством 16 тысяч семей, при этом выбросы углекислого газа сократятся на 40 тысяч тонн в год.

Может показаться что все солнечные станции имеют простую прямоугольную форму, но это не так.

Солнечная электростанция в форме сердца постоена в Новой Каледонии. Этой солнечной электростанции по праву принадлежит титул — самой красивой.

Солнечная электростанция в форме сердца мощностью 2 МВт провоизводит энергию для 750 домов на острове в Тихом океане, сокращая выбросы углерода и сохраняя естественную красоту окрестностей.

Новокаледонцы инициировали строительство солнечной фермы, чтобы помочь уменьшить зависимость французской территории от иностранной энергии. За 25 лет эксплуатации солнечная ферма будет способствовать предотвращению попадания около 2 миллионов тонн вредных выбросов в атмосферу.

Форма электростанции была вдохновлена выросшей в естественных условиях в форме сердца рощей мангровых деревьев, известной как «Coeur de Voh». «Coeur de Voh» является важный объектом для народа Новой Каледонии, показывающим насколько необычна может быть природа», — сказал управляющий директор Conergy. — «Солнечный массив «Сердце Новой Каледонии» будет рукотворной копией мангровой рощи и знаковым объектом, производящим экологически чистую энергию».

Схема солнечной электростанции: на что обратить внимание при покупке

Автономная СЭС для частного сектора наиболее востребована для резервного электроснабжения частного сектора.

Схема тепловых батарей представляет единый блок со съемной крышкой, состоящий из элементов:

• Фотопанели для создания тока;
• Накопительный аккумулятор;
• Инвертор, для преобразования тока;
• Контроллер заряда, способствует накоплению ресурсов в аккумуляторе.

При выборе генератора, необходимо обратить внимание на некоторые нюансы. Количество солнечных батарей подбирают в соответствии с нагрузкой, необходимой продолжительности работы и географического расположения объекта. Провода должны быть оснащены водонепроницаемыми коннекторами. При выборе контролера заряда лучше остановиться на современном приборе МРРТ. Выключатель постоянного тока является важным элементом. Во-первых, он защищает контролер от выгорания. Во-вторых, позволяет безопасно производить обслуживание комплекса, которое необходимо обеспечивать как минимум 2-3 раза в год.

Кроме этого необходимо позаботиться об устройстве защитного заземления для приборов и людей.

СЭС на фотоэлектрических модулях

Фотоэлектрические гелиостанции считают классическими. В их основе лежит применение солнечных батарей и модулей. Если электроснабжение требуется для небольших объектов, применяют модули без кремниевых элементов. Их устанавливают на крышах или участке земли.

Для промышленных объектов предусмотрены более мощные фотобатареи, которые занимают значительные площади. Принцип работы такой гелиоэлектростанции прост. Для получения электричества преобразуют энергию фотонов света. Станция может работать на отдельный насос или снабжать электричеством целый поселок. Все зависит от количества и мощности панелей. Они особенно распространены в частном секторе. Правильно выбрать солнечную батарею для дома совсем несложно.