ЭФФЕКТИВНОСТЬ ГЕЛИОСИСТЕМ В ЭЛЕКТРОСТАНЦИЯХ, РАБОТАЮЩИХ В МЕСТАХ ДЕФИЦИТА ЭНЕРГИИ И НА КОРАБЛЯХ ДАЛЬНЕГО ПЛАВАНИЯ
Аннотация
В статье рассматривается решение проблемы с дефицитом электрической энергии в труднодоступных регионах, в местах экологических катастроф, на судовых кораблях дальнего следования за счет разработки энергоэффективный установки, работающей на возобновляемых источниках энергии, компактных размеров и с возможностью быстрого монтажа и запуска. За счет разработки экспериментального стенда солнечной электростанции и экспериментальных исследований получены необходимые тепловые параметры для работы с мини-паровой турбиной, работающей на паре с температурой более 190 °C и с давлением 5 Бар. Приведено описание возможности получения энергии для электростанции за счет преобразования солнечной энергии в тепловую при помощи солнечных коллекторов и солнечных концентраторов. Приведены технические характеристики устройств, предназначенных для преобразования солнечной энергии в тепловую. Проведен анализ, на основании которого выбраны оптимальные методы для преобразования солнечной энергии. Представлен экспериментальный стенд с новым методом выработки электрической энергии за счет использования тепловой энергии солнца. Рассчитаны характеристики паровой турбины для работы в составе солнечной электростанции. Представлена и описана схема выработки пара. Приведены результаты производительности электростанции для различных времен года при использовании различной площади солнечного концентратора и количества трубок вакуумного коллектора. На основании экспериментальных исследований и теоретических расчетов впервые получена зависимость окупаемости станции при использовании концентратора и коллектора от региона использования установки. Выявлены зависимость окупаемости установки от площади солнечных концентраторов и количества трубок вакуумных коллекторов. Доказана целесообразность использования солнечных коллекторов и солнечных концентраторов в составе электростанции для выработки электрической энергии от одного комплекса в объеме 7,5 кВт∙ч на территории Российской Федерации.
Ключевые слова
солнечная электростанция, линзы Френеля, солнечный концентратор, вакуумный коллектор, паровая турбина, Fresnel lenses
Читать полный текст статьи: PDF
Список литературы
Кирпичникова И. М. Опреснение воды с использованием энергий ветра и солнца / И. М. Кирпичникова // Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Энергетика. - 2012. - № 16. - С. 22-25.
Агамалиев М. М. Технология комбинированного опреснения морской воды с использованием вторичным энергоресурсов / М. М. Агамалиев // Энергосбережение и водоподготовка. - 2007. - № 4. - С. 14-16.
Рахматулин И. Р. Экспериментальные исследования влияния устройства слежения за солнцем на производительность солнечной опреснительной установки / И. Р. Рахматулин // Ползуновский вестник. - 2013. - № 4-2. - С. 168-171.
Кирпичникова И. М. Экспериментальные исследования лабораторного опреснителя воды / И. М. Кирпичникова, И. Р. Рахматулин // Международный научный журнал Альтернативная энергетика и экология. - 2013. - № 1-2 (118). - С. 40-43.
Кирпичникова И. М. Использование паровой турбины в составе солнечной опреснительной установки / И. М. Кирпичникова, И. Р. Рахматулин // Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Энергетика. - 2016. - Т. 16. - № 3. - C. 57-61. DOI: 10.14529/power160307.
Рахматулин И. Р. Сравнительный анализ использования солнечного коллектора и солнечного концентратора для опреснения воды / И. Р. Рахматулин // Наука ЮУрГУ: матер. 65-й науч. конф. Секции технических наук: в 2 т. - Челябинск: изд. центр ЮУрГУ, 2013. - Т. 2. - С. 190-193.
Валамин А. Е. Теплофикационная паровая турбина Т-125/150-12.8 / А. Е. Валамин, А. Ю. Култышев, А. А. Гольдберг [и др.] // Теплоэнергетика. - 2014. - № 12. - С. 3. DOI: 10.1134/S004036361412008X.
Баринберг Г. Д. Теплофикационная паровая турбина Т-113/145-12,4 / Г. Д. Баринберг, А. Е. Валамин, Ю. А. Сахнин [и др.] // Надежность и безопасность энергетики. - 2010. - № 11. - С. 38-41.
Ивановский А. А. Перспективы строительства ТЭЦ с паровыми турбина с противодавлением / А. А. Ивановский, А. Ю. Култышев, М. Ю. Степанов // Теплоэнергетика. - 2014. - № 12. - С. 37. DOI: 10.1134/S0040363614120030.
Чепурной М. Н. Энергетические характеристики газопаровых ТЭЦ с противодавленческими паровыми турбинами / М. Н. Чепурной, М. В. Бужинский // Вiсник Вiнницького полiтехнiчного iнституту. - 2009. - № 2 (83). - С. 51-54.
Об авторах
Рахматулин Ильдар Рафикович - кандидат технических наук
ФГАОУ ВО «ЮУрГУ (НИУ)»
