Содержание
Первая и последняя в СССР солнечная электростанция (СЭС) была построена в Ленинском районе Крыма. Неподалеку от города Щелкино. На побережье Азовского моря в 1985 году. Посмотрим что из себя представляла первая солнечная электростанция в Крыму.
Сейчас от нее остались только обслуживающие здания. Поле с опорами от зеркальных рефлекторов. И макет станции в Политехническом музее в Москве (см на следующем фото ниже).
Причины создания
Нефтяные кризисы 1973 и 1979 годов поставили ряд развитых стран — импортеров нефти в сложное положение. Поэтому многие из них стали искать альтернативу углеводородам. И в том числе приступили к строительству СЭС.
Примерно в те же годы в Крыму было начато строительство СЭС-5 с пиковой мощностью 5 МВт. Такая же мощность была у первого в мире атомного реактора!
Эта солнечная электростанция — по сути была гелиостанция башенного типа. Концепцию которой впервые выдвинули в Государственном энергетическом НИИ имени Г М Кржижановского в 1950-е годы.
Пройдет еще немалое время — прежде чем появятся первые плоды и первые результаты. Заманчивость идеи экологически чистой и дешевой энергии всегда будоражила умы управленцев, ученых и инженеров.
Поэтому все участники проекта старались изо всех сил, чтобы получить еще один источник чистой энергии (солнечная электроэнергия). Тем более в курортной зоне, особенно в период максимального количества людей в период летнего отдыха. Когда Солнце светит практически круглые сутки. С перерывами на короткие ночи.
Кто разрабатывал проект
Над проектом работало отделение рижского института «Атомтеплоэлектропроект». При участии 13 других проектно-конструкторских организаций Министерства энергетики и электрофикации СССР.
Научное руководство осуществлял Энергетический институт имени Г М Кржижановского Академии наук СССР.
Сооружение СЭС-5 было поручено коллективу Запорожского строительного управления «Днепрострой». Который в том же районе строил Крымскую атомную электростанцию (АЭС Крым)!
В СССР довольно серьезно занимались созданием тех же электромобилей. Об этом подробнее см в статье на сайте через строку «Поиск«: Электромобили в России и СССР.
Единая промышленно-строительная база позволяла снизить стоимость обоих объектов.
Солнечная электростанция СЭС-5 была задумана как экспериментальный объект. Служила для того, чтобы выяснить особенности работы специфического оборудования, применяемого в электростанции.
Чтобы накопить опыт эксплуатации всех систем. Выявить недостатки схемы и отдельных элементов оборудования. И получить возможность в процессе освоения станции реконструировать несовершенные системы.
Проектирование СЭС-5, так же как и проектирование ряда зарубежных экспериментальных гелиостанций, велось параллельно. С разработкой обоснований будущих промышленных СЭС.
Для солнечная электростанция СЭС-5 такой перспективой является проектирование СЭС-200 (позднее СЭС-320). Которая была рассчитана на условия климата и освещенности солнца в Крыму.
Солнечная электростанция СЭС-5 разрабатывалась как модель (в масштабе мощности 1:10) одного из 4-х модулей 50 МВт станции СЭС-200.
Начало работ
При подготовке этих проектов в 1977 — 1981 годах проводилось математическое моделирование работы зеркальных систем станции. Рассматривались различные формы зеркального поля и структуры расположения гелиостатов.
Гелиостат — это зеркало площадью в несколько квадратных метров. Закрепленное на опоре и подключенное к общей системе позиционирования.
То есть в зависимости от положения Солнца зеркало будет менять свою ориентацию в пространстве. Площадь гелиостатов крымской СЭС-5 составляла ни много ни мало 25,5 кв метров.
Оптимальной, как и в исследованиях зарубежных авторов, признана радиально-круговая шахматная компоновка гелиостатов. С переменным радиальным шагом между концентрическими рядами.
Было отличие оптической системы солнечная электростанция в Крыму СЭС-5 от зарубежного аналога «Solar-1». Оно состояло в том, что глобальная форма поля представляла собой правильное круговое кольцо, а не эллипс.
Подобные детали на уровне экспериментальной СЭС являлись одним из главных вопросов оптимизации оптических систем крупных промышленных СЭС.
Расчет зеркального поля солнечная электростанция СЭС-5 был проверен. Энергетическим институтом имени Г М Кржижановского и НПО «Солнце» АН ТССР.
Конструкция гелиостатов солнечная электростанция СЭС-5 состояла из 45 зеркальных фацет. Разработана проектно-конструкторским бюро Главэнергостроймеханизации и изготовлена Чеховским опытным заводом «Гидростальконструкция» Минэнерго СССР. При участии Минстанкопрома и Минхиммаша.
Отражательная способность зеркал, изготовленных Минстройматериалов СССР, составляла 0,71.
Запуск станции
Первое пробное включение генератора солнечная электростанция СЭС-5 состоялось в сентябре 1985 года. В тот момент функционировало 420 гелиостатов.
В центре большого поля диаметром 500 метров была расположена башня высотой 89 метров.
На ее верхней части находился котел паровой котел в виде цилиндра высотой 7 метров и диаметром 7 метров. Номинальная температура воды в котле достигала 250 градусов Цельсия.
Основная и самая трудоемкая задача заключалась в позиционировании всех зеркал станции. Так, чтобы в любой момент все отраженные от них лучи были нацелены на котел.
Каждый гелиостат солнечная электростанция СЭС-5 (их было 1600 штук) оснащался электрическими приводами вращения в двух плоскостях.
ЭВМ, управляющая работой солнечная электростанция в Крыму, при помощи электроприводов корректировала положение гелиостатов таким образом, чтобы котел всегда был освещен.
После того, как зеркала нагревали воду в котле, она испарялась и пар подавался в турбину, которая вращала ротор радиатора. Так солнечная энергия превращалась в электрическую (солнечная электроэнергия). Турбина и генератор находились на земле в специальном помещении.
Одновременно часть высокотемпературной пароводяной смеси аккумулировалась. В двух специальных емкоскостях тепловых аккумуляторов объемом по 1000 куб метров каждый.
В случае плохой погоды, когда Солнце скрыто за облаками, или же ночью. Эти устройства позволяли обеспечить работу станции на стандартной мощности в течение 3 — 4 часов. И плюс еще около 10 часов в режиме пониженной мощности (примерно 50%).
Велика наука — велики ее творения! Она опережает время. И чтоб постичь ее результаты — требуются годы и десятилетния совершенствования. Для отработки отдельных инженерных решений.
Первые результаты
При эксплуатации солнечная электростанция в Крыму выявилось много сложностей. Одна из них — система наведения отражателей практически полностью (95%) потребляла энергию, вырабатываемую станцией.
Также возникли трудности с мытьем зеркал.
Себестоимость одного киловат-часа в 1980-е годы на СЭС получалась 34 рубля!
Общая стоимость строительства солнечная электростанция СЭС-5 составила около 29 млн рублей.
К моменту остановки в начале 1990-х солнечная электростанция выработала около 2 млн кВт/ч электроэнергии.
Инженеры и конструкторы в 1986 году никак не могли догадываться. Что солнечная электростанция СЭС-5 станет первой и последней в СССР.
После распада СССР солнечная электростанция в Крыму была закрыта за ненадобностью и отсутствием финансирования.
Последствия
В 2005 году башню разрезали на металлолом. Остались только обслуживающие здания и поле с опорами от зеркальных рефлекторов.
Говорят, что в начале 1990-х на рынке в Щелкино было навалом прекрасных зеркал специального изготовления. Они были позаимствованы у солнечная электростанция СЭС-5. Хотя они весьма непросты в изготовлении. И до сих пор множество их осколков разбросаны по полю с опорами.
Кто был в Крыму в наше время, то наблюдал на непригодных для с\х площадях. Как правило, на склонах холмов. Множество расположенных солнечных батарей и ветряков.
Дело по внедрению зеленой энергии продолжается. Подобные СЭС-5 станции сегодня в более больших масштабах строятся по миру. В тех местностях, где количество солнечных дней в году составляет более 300 из 365 (366) возможных. Иначе затраты на строительство не окупаются.
Сегодня это замечательное местечко в Крыму — одно из любимых мест для туристов. Для людей, увлекающихся наукой и разными техническими новинками. Рядом недостроенная АЭС Крым. О которой мы вам расскажем в одном из ближайших обзоров уникальной техники прошлого и настоящего. Поблизости есть пляжи Азовского моря. Можно снять жилье и остаться на несколько дней. Здесь красивые солнечные восходы и закаты, небольшие песчаные дюны и красивая природа.
Теперь эти достопримечательности Крыма посетить может любой из нас.
Прошлое и будущее СЭС в мире
В частности, в тех же пустынях арабских стран или в Китае. На малопригодных для ведения любого вида деятельности территориях. Отлично для этого подходит самая большая в мире пустыня Сахара, что позводит ей приносить пользу для мировой экономики.
Особенно подобные СЭС развиты в Сайдовской аравии. Тому способствует огромная площадь Аравийкой пустыни на одноименном полуострове. Как говорится- никакие виды прочей экономической деятельности там не возможны. Почему бы их не занять производством электроэнергии.
Второе их полезное использование — по типу аналогичных круговых ферм — для выращивание зеленой с/х продукции. Но это отдельный разговор. Когда с огромной глубины из подземных рек качается вода и тратится на орошение искусственных насаждений. Так похожих на круговые поля зеркал СЭС, только ярко зеленого цвета.
В пустыне жизнь также возможна, нужно лишь приложить больше усилий, терпения и рвения. И никакие дожди не потребуются.
А что касается Крыма, то там есть ещё один неиспользованный источник энергии — накапливающийся в Черном море сероводород. Который попадает туда в основном из сточных вод европейской реки Дунай.
Накапливается на дне моря, а затем раз в сколько-то лет вырываетя на поверхность и горит от малейшей искры.
Это, к примеру, было наглядно показано в книге «12 стульев», когда герои были на берегу моря.
Если научиться улавливать этот бесплатный газ — то получится ещё один замечательный источник энергии.
Никогда не ошибается тот — кто ничего не делает. Принцип Парето: 80% деятельности дает всего 20% результатов. И 20% результатов приносят 80% людей. Эти слова к тому — что всегда нужно пробовать все новое, а оставлять то — что больше всего приносит конечный эффект. Опять же любая творческая деятельность — способстувет развитию мышления, техники, технологий и науки.
Вероятно, если бы разработчики применили уникальные советские смазки. О которых говорится в начале любой страницы сайта. То затраты на вращение основных пожирателей энергии — гелиостатов, можно было бы существенно снизить.
Итоги
Первая солнечная электростанция в Крыму в СССР дала пищу для размышлений. По сути ответ на вопрос — куда и какими путями двигаться дальше. Сейчас в России, в отличие от тех времен, производится достаточно солнечных батарей, вместо зеркал.
Сейчас солнечные электростанции России представляют собой совокупность множества солнечнных батарей вместо фокусирующих зеркал. Солнечная электроэнергия сразу напрямую преобразуется в электричество. Без сложных преобразований в пар, вращение турбины и генератора как в АЭС Крым. Фокусировать батареи вообще не нужно, они работают с солнцем под широким углом весь день.
За последние годы подобных современных СЭС развернуты уже десятки по всей стране. Эффективность на уровне, тенденция продолжается. Эксплуатация подсказывает новые пути развития. Например, ставить такие станции, занимающие довольно много площади в местах, где не проводится никакая экономическая деятельность. В пустынях, на склонах гор, вблизи болот, зон вечной мерзлоты и так далее.
Во Франции, например, солнечные батареи встраивают прямо в асфальт при строительстве дорог. Что позволяет вообще не думать о дополнительных для этого выделяемых площадях и довольно огромных пространствах на местности.
Всем удачи по жизни!
(Пока оценок нет)
Загрузка...
