7. СЭС - электростанция, основанная на энергии солнца
advertisement
Юдаева Наталья, Володина Ксения, Бурлова Светлана, Сопочкина Валентина Солнце, как известно, является основным источником энергии для нашей планеты. Оно греет всю Землю, приводит в движение реки и сообщает силу ветру. Под его лучами вырастает 1 квадриллион тонн растений, питающих, в свою очередь, 10 триллионов тонн животных. Благодаря тому же Солнцу на 3емле накоплены запасы нефти, угля, торфа, которые мы сейчас активно сжигаем. Для того чтобы сегодня человечество смогло удовлетворить свои потребности в энергоресурсах, требуется в год около 10 миллиардов тонн(!) условного топлива. Использование энергии солнца выгодно человеку. Устройство СЭС Станция представляет собой необычное и впечатляющее сооружение. На огромной, высотой более восьмидесяти метров, башне установлен солнечный котел парогенератора. А вокруг башни на обширной площадке радиусом более полукилометра концентрическими кругами располагаются гелиостаты — сложные сооружения, сердцем каждого из которых является громадное зеркало, площадью более 25 квадратных метров. Очень непростую задачу пришлось решать проектировщикам станции — ведь все гелиостаты (1600!) нужно было расположить так, чтобы при любом положении солнца на небе ни один из них не оказался в тени, а отбрасываемый каждым из них солнечный зайчик попал бы точно в вершину башни, где расположен паровой котел (поэтому башня и сделана такой высокой). Каждый гелиостат оснащен специальным устройством для поворота зеркала. Зеркала должны двигаться непрерывно вслед за солнцем — ведь оно все время перемещается, значит, зайчик может сместиться, не попасть на стенку котла, а это сразу же скажется на работе станции. Еще больше усложняет работу станции то, что траектории движения гелиостатов каждый день меняются: Земля движется по орбите и Солнце ежедневно чуть-чуть меняет свой маршрут по небу. Поэтому управление движением гелиостатов поручено электронно-вычислительной машине — только ее бездонная память способна вместить в себя заранее рассчитанные траектории движения всех зеркал. Дальше все происходит так же, как на обычных ТЭС: Нагревается вода закипает Пар вращает турбину 2 1 3 Генератор Вырабатывает электричество Передает вращени е на ротор генерато ра К сожалению установка СЭС на территории нашего района не возможна практически, хоть и возможна теоретически. Виной этому несколько причин. • КЛИМАТИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ СЕВЕРА • ОЧЕНЬ БОЛЬШИЕ ЗАТРАТЫ НА ТРАНСПОРТИРОВКУ ДОРОГОГО ИНОСТРАННОГО ОБОРУДОВАНИЯ • ОЧЕНЬ БОЛЬШИЕ ЗАТРАТЫ НА УСТАНОВКУ СООРУЖЕНИЙ НА МЕСТНОСТИ СЛИШКОМ БОЛЬШИЕ ЗАТРАТЫ В ЦЕЛОМ Например на установку СЭС в Пентагоне ушло более 6 миллиардов долларов. Там она применяется для проверки жаропрочности корпусов военных и гражданских ракет. Состоит СЭС из 60-метровой башни-мишени и 220 гелиостатов, размером 6х6 метров (г!) каждый. К примеру: Первая промышленная солнечная электростанция была построена в 1985 году в СССР в Крыму, недалеко от города Щелкино. СЭС-5 имела пиковую мощность 5 МВт. Столько же, сколько у первого ядерного реактора. За 10 лет работы она выработала всего 2 миллиона кВт. час электроэнергии, однако стоимость ее электричества оказалась довольно высокой, и в середине 90-х ее закрыли. А из-за того что в нашем регионе будет намного труднее «поймать» солнце, стоимость энергии у нас будет намного выше, по сравнению даже с Крымской СЭС. Но у жителей севера России, в частности Архангельской области и Мезенского района есть возможность «собирать» энергию солнца и использовать ее в своих целях. Использовать энергию Солнца в быту можно и без превращения ее в электричество. Для того чтобы «протопить» холодную комнату или нагреть воду в водопроводе, можно напрямую воспользоваться солнечным теплом. Установки, собирающие, сохраняющие и передающие это тепло, называются солнечными коллекторами. В простейшем варианте все выглядит так: На южной стороне дома устанавливается панель, состоящая из тоненьких трубочек, по которым в специальный бак-аккумулятор подается вода. Солнце нагревает трубки, те нагревают воду, вода накапливается в баке и потом используется для обогрева или горячего водоснабжения. Дома, оборудованные такими системами, называются «солнечными домами». С одной стороны, этот дом стоит несколько дороже, чем обычный, но с другой - он позволяет резко сократить коммунальные платежи - на 50-70%. Справедливости ради стоит сказать, что в России кое-где строят «солнечные дома». В Краснодарском крае существует целая «солнечная деревня» из сорока домов, крыши которых украшены киловаттными солнечными батареями. Несколько домов, использующих солнечные коллекторы, построены в Москве и во Владивостоке. Солнце можно использовать и как источник энергии для транспортных средств. В Австралии уже 19 лет проводятся ежегодные гонки на солнечных электромобилях на трассе между городами Дарвин и Аделаида (3000 км). В 1990 году компания Sanyo построила самолет на солнечных батареях. В Нью-Йорке солнечную энергию используют даже мусорщики! Здесь в двух районах уже полтора года действуют интеллектуальные солнечные контейнеры для мусора - BigBelly. Используя энергию света, преобразованную в электричество кремниевыми фотоэлементами - они утрамбовывают содержимое. Ассоциация TransOption, объединяющая государственные и частные транспортные компании штата НьюДжерси, ежегодно организуют среди школьных команд гонки автомобильных моделей, приводимых в движение солнечной энергией.
