Эврика-86

На крыше одного из ленинградских домов выросло необычное сооружение своеобразный зеркальный «подсолнух». Растение, как известно, поворачивает свой цветок вслед за солнышком. Точно так же ведет себя и небольшая лабораторная электростанция, созданная в Физикотехническом институте имени А. Ф. Иоффе АН СССР. Работает она от солнечного света. Идея гелиостанции, где солнечные лучи преобразуются в электричество, не нова — так, например, действуют солнечные батареи космических аппаратов. Но для земных условий это слишком дорогой вариант. Ленинградские физики предложили другой. Станция работает не на обычном, а на сконцентрированном солнечном свете. Система зеркал фокусирует световое пятно на небольшой полупроводниковый элемент, диаметр которого около 20 миллиметров. Установка сразу получается во много раз дешевле. Ведь для получения мощности в один киловатт нужно 30 квадратных сантиметров фотоэлементов. Пока светит солнце, станция заряжает свои Аккумуляторы, от которых потом в люоое время можно получить энергию.

Полупроводники, на которые концентрируется солнечный свет, не совсем обычные. Они уложены в несколь^° слоев. "Слоеный пирожок" из полу" Р^ОДНИКОВ одет в корпус, предназ^^иный для отвода тепла. У такого ^Х"^чного элемента коэффициент ^Х"^зного действия около 30

тов. А это неплохой показатель. Ведь даже самые современные тепловые электростанции имеют КПД до 40 процентов.

' ^^

_________J-^__________

'у ^ЭДв"

ПЕРВАЯ СОЛНЕЧНАЯ

Идея создания электростанций, которые могли бы преобразовывать солнечное тепло в электрическую энергию, давно волновала умы людей. Очевиден был и наиболее доступный метод решения проблемы: термодинамическое преобразование солнечной энергии, то есть превращение энергии солнечного излучения сначала в механическую, а затем в электрическую по хорошо известному паротурбинному циклу, который используется на всех тепловых (ТЭС) и атомных (АЭС) электростанциях. Иначе говоря, солнечная электростанция (СЭС) отличается от ТЭС и АЭС только способом получения пара.

Казалось, что проще — создать котел соответствующей формы и направить на него несколько солнечных зайчиков покрупнее, чтобы получить достаточное количество пара. Ведь все остальные проблемы вроде бы были давным-давно решены. Однако дело оказалось далеко не простым. Реализации идеи мешало множество инженерных, технических трудностей. Ну, скажем, такие: нужно было создать очень точные и надежные системы, которые следили бы за Солнцем, постоянно изменяя положение зеркал с тем, чтобы зайчики, направленные на котел, не меняли своего положения; не менее сложно было позаботиться о том, чтобы солнечная электростанция в пасмурные, облачные дни, а также ночью не оставалась без работы. Вот почему

лизация проектов СЭС, разработанных в 50-60-е годы, все время откладывалась.

Однако постепенно все основные трудности были преодолены, и в начале прошлой пятилетки в Крыму началось строительство первой в нашей стране крупной солнечной электростанции СЭС-5 мощностью пять тысяч киловатт. По расчетам ученых, мощность таких станций в принципе может достигать полумиллиона и более киловатт. Проект Крымской СЭС создан в рижском отделении института Атомтеплоэлектропроект при участии ряда проектно-конструкторских организаций Министерства энергетики и электрификации СССР.

СЭС-5 состоит из концентратора — поля солнечных гелиостатов, солнечного парогенератора, турбины, генератора, системы автоматического слежения за Солнцем и системы теплового аккумулирования.

Одна из главных проблем, с которой столкнулись создатели СЭС, такова. Удельная плотность лучистого теплового потока на земной поверхности чрезвычайно мала и не превышает 1 киловатта на квадратный метр. А для того чтобы в котле образовался пар под давлением 40 атмосфер и температурой 250 градусов Цельсия, на поверх1 эсти нагрева котла удельная плотность теплового потока должна составлять 250 киловатт на квадратный метр.

Получить нужную концентрацию солнечной энергии удается с помощью гелиостатов — зеркальных отражателей, следящих за Солнцем и направляющих его лучи на поверхность нагрева парогенератора.

Всего их 1600; они расположены на плоской кольцевой площадке, окружающей башню высотой 90 метров, на которой установлен солнечный паровой котел. Каждый гелиостат несет зеркала площадью 25 квадратных метров и оборудован электрическими приводами зенитного и азимутного вращения.

ЭВМ управляет электродвигателя гелиостатов так, что в любой м

мент времени все отраженные сод ночные лучи направлены строго котел.

В машинном зале установлены с рийные турбина и генератор. В период максимальной солнечной активност они развивают мощность до 6 тысяч к ловатт. Днем, когда Солнце скрыто за облаками, и ночью турбина может ра. ботать от пароводяного аккумулятора, который заряжается от солнечного пa'. регенератора. Тепловой аккумулятор обеспечивает работу турбины в расчетном режиме в течение 3–4 часов; еще 10 часов станция может давать ток, действуя в пониженном режиме, с мощностью 2,5 тысячи киловатт.