Солнечная электростанция, работающая ночью

В Испании на днях была введена в эксплуатацию первая в мире солнечная электростанция (СЭС), которая способна работать не только днем, но также и ночью. Это возможно благодаря системе промежуточных теплоносителей, представляющих собой расплавы нитратов натрия и калия. СЭС может обеспечивать энергией небольшой городок в Андалусии 270 дней в году.

Фото: Фото: AP

Итак, на данный момент в области солнечной электроэнергетики лидирует Испания. Первая коммерческая, а не экспериментальная электростанция, построенная близ Севильи в городе Фуэнтес-де-Андалусия, уже заработала на полную мощность. А мощность эта, надобно сказать, не маленькая — примерно 19,9 мегаватт. Согласно заявлению создателей станции, представителей компании Torresol Energy данная СЭС (которая, кстати, называется Gemasolar), будет производить 110 гигаватт-часов энергии в год. По мнению экспертов, такого количества электроэнергии хватит на то, что бы снабжать энергией до 25 тысяч домов (интересно, что в самом городе Фуэнтес-де-Андалусия их не намного больше).

Но самое интересное заключается в том, что Gemasolar может работать не только в солнечные дни, но и в облачные. И даже по ночам генераторы СЭС не останавливаются, продолжая снабжать людей электричеством. Это происходит благодаря оригинальному техническому решению, которое сделало станцию практически не зависимой от наличия Солнца в небе в данный момент времени.

На первый взгляд, принцип работы данной станции чрезвычайно прост. Собственно говоря, ее территория состоит из огромного поля (представляющего собой четкий круг) и возвышающийся в его центре башни. На поле находится множество гелиостатов — зеркал, отслеживающих движение Солнца и улавливающих его свет (они расположены кругами, между которыми имеются определенной длины промежутки). Этот свет, отражаясь от гелиостатов, направляется на вершину высокой башни. Там данный сфокусированный луч нагревает воду, превращая ее в пар, который, как и в старых добрых ТЭС подается по трубам на турбины, крутит их, и, тем самым заставляет электрические генераторы давать ток.

Читайте также: Электроэнергия автомобильных пробок

Фото: AP

Однако в чистом виде этот принцип, который испанцы разработали еще для предшественника Gemasolar, солнечной электростанции PS10, работающей сейчас в одном из районов города Севилья, для новой СЭС не был реализован, поскольку тогда бы станция не смогла бы работать по ночам. Ведь если башня не будет постоянно освещаться, то вода достаточно быстро остынет, перестанет превращаться в пар и крутить турбины будет нечему. Правда, PS10 была снабжена большим количеством резервных цистерн с водой, которые использовались в качестве накопителей тепла, однако это мало помогало — в ночное время СЭС могла работать не больше часа. Поэтому испанские инженеры стали разрабатывать такую теплозапасающую конструкцию, которая смогла бы смогла обеспечить беспрерывную работу СЭС в темное время суток.

В первой модели подобного типа, которая была предложена четыре года назад и получила название Solar One, на роль такого посредника предлагалась цистерна с растительным маслом. Именно ее и нагревали солнечные лучи, а масло, запасшись теплом, уже, в свою очередь, разогревало емкость с водой. Однако таким образом удалось продлить время работы СЭС ночью лишь до шести часов. Тогда химики предложили воспользоваться более эффективным теплоносителем — расплавом смеси солей нитрата натрия и нитрата калия. Эта идея была реализована в другойэкспериментальнойСЭС, Solar Two, и оказалось, что она вполне эффективно — запасенной нитратами тепловой энергии хватало на 12 часов бесперебойной работы станции в облачный день или в темное время суток.

В запущенной на днях Gemasolar это время было доведено до пятнадцати часов. Таким образом, вопрос о беспрерывной работе СЭС отпал сам собой — так долго темное время суток не длится в Андалусии даже зимой. Пол расчетам метеорологов, данная станция может нормально работать 270 суток в году. И только с середины осени до второй середины зимы, когда на юге Испании начинается время туманных дней и долгих ночей, Gemasolar не сможет снабжать жителей Фуэнтес-де-Андалусия электричеством.

Выглядит станция весьма впечатляюще — стройная и красивая башня (около 200 метров в высоту) окружена 2650 зеркалами по 96 квадратных метров каждое. Общая площадь "зеркального поля" составляет примерно 185 гектаров. Сейчас станция уже подключена к общей энергосистеме города, однако пока ее дублируют линии, идущие от расположенных близко ТЭС. Однако, как считают учение, со временем Gemasolar станет единственным "энергоснабженцем" Фуэнтес-де-Андалусия. Что касается того периода, когда СЭС не сможет полноценно работать, то в это время жители города будут получать электроэнергию от других альтернативных станций (например, от ветряков), или пользоваться электричеством, которое запасут за лето эффективные аккумуляторы, разработкой которых сейчас занимаются испанские и американские физики.

Фото: AP

К слову сказать, сейчас электричество, производимое данной СЭС, является достаточно дорогим, поскольку строительство и пуск Gemasolar обошлись компании Torresol Energy и ее партнером ни много, ни мало, в 427 миллионов долларов США. Однако, как считают энергетики, по мере развития данных технологий, себестоимость киловатта солнечной электроэнергии будет падать. Да и обслуживание данной станции, в отличие от такового на ТЭС или АЭС, весьма дешево. Кроме того, экологи подсчитали, что при работе этой станции экономия выбросов CO₂ составляет 30 тысяч тонн в год. Согласитесь, это не мало, Если же сетью подобных СЭС покроется вся Андалусия, то можно будет прекратить выбрасывать в атмосферу каждый год уже 600 тысяч тонн углекислого газа!

После ввода Gemasolar в эксплуатацию, председатель Torresol Energy, Энрике Сендагорта заметил: "Стандартизация этой технологии будет означать реальное сокращение инвестиционных расходов для солнечных электростанций. Коммерческая эксплуатация установки проложит путь для других станций с центральной башней и теплоприёмником с расплавленной солью, повышающим количество энергии, получаемое из возобновляемого источника".

Сейчас испанцы готовятся к пуску другой СЭС в Санлукар-ла-Майор, которая будет еще более мощной, чем Gemasolar. Считается, что она в одиночку сможет обслуживать такой большой город, как Севилья. Она будет состоять из двух башен, окруженных еще большим "зеркальным полем". Данный каскад планируется ввести в эксплуатацию в середине будущего года. Так что, похоже, теперь у европейских "зеленых" появиться весомый аргумент в пользу демонтажа всех АЭС в данной части света — их есть теперь чем заменить. Однако для России подобная альтернатива, к сожалению, не очень-то годится, разве что только для южных регионов…

Читайте самое интересное в рубрике "Наука и техника"