И солнце, и ветерВ Бердске начали строительство первой гелиоаэробарической теплоэлектростанции (ГАБ ТЭС). Принцип ее работы заключается в использовании энергии теплообменных процессов, происходящих в атмосфере под действием солнечного света. Проектная мощность станции не превышает 50 кВт. Ее энергии вряд ли хватит для обеспечения одного жилого дома. Но авторы проекта уверены: это только начало. Разработкой гелиоаэробарических станций занимаются пять научно-производственных объединений: «Интергелиоэкогалактика» (Москва), «Гелиоюгэнерго» (Волгоград), «Сибэкоэнерго» (Новосибирск), «Крымсоюзцентр» (Украина) и «СПАС Гелиоэнергетика» (Беларусь). Российские, украинские и белорусские ученые в результате шестилетних исследований пришли к выводу, что можно оптимизировать действие компонентов солнечной энергии. Их несколько: световое излучение; термические воздушные потоки, образующиеся при нагревании земной поверхности; вода, которая проходит в атмосфере цепочку превращений «вода-пар»; и ветер.
Руководитель проекта академик РАЕН Алим Чабанов утверждает, что гелиоаэробарическая теплоэлектростанция – новое слово как в отечественной, так и в мировой энергетике.
Ученые не ставят перед собой задачу поразить сибиряков масштабами: станция имеет научно-практическое назначение. Ее цель, по словам ученых, – проверить, как ГАБ ТЭС будет работать в суровых климатических условиях Западной Сибири, насколько она окажется эффективной. Если эксперимент удастся, то в конце 2006 года в Бердске начнут строительство станции нового поколения, уже в промышленных целях, с мощностью 2 МВт.
Установку можно считать уникальной не только в России, но и в мире, поскольку в ней объединены несколько принципов получения энергии. За рубежом пока пытаются «приручать» солнце и ветер раздельно: строят либо солнечные, либо ветряные станции. Но эти технологические решения слишком дороги.
Мощная гелиостанция строится в Австралии. Ее проектная мощность достигает 200 МВт. Это поистине устрашающее строение. В центре располагается железобетонная вертикальная тяговая труба, в которой устанавливается турбина. Вокруг трубы устроен гелиоколлектор – обычная теплица: светопроницаемая поверхность, установленная наклонно на опорах. Высота опор изменяется от 2 м на периферии до 20 м в центре. Воздух, нагреваемый солнечными лучами до 30°C, внутри этой теплицы движется от периферии к центру. Из‑за разницы температур в трубе возникает тяга: нагретый воздух поднимается вверх со скоростью 10 м/с и вращает турбину.
Российская станция похожа на австралийскую только внешне. Та же тяговая труба в центре, но светопоглощающие площади имеют вид стеклянных коридоров шириной 4 и высотой 18 м, которые радиально расходятся от трубы и реакторного зала. Таким образом, они еще и улавливают и направляют внешний ветер на турбину, лопатки которой расположены не только внутри тяговой трубы, но и снаружи. Вокруг турбины устроены поворотные жалюзи, которые закручивают «пойманный» воздушный поток в смерч.
Использование энергии смерча – наше ноу-хау, которое позволило превзойти австралийских гелиоэнергетиков в более эффективном использовании солнечной энергии. Ученые поняли: чтобы повысить коэффициент использования солнечной энергии, надо заставить нагретый воздух работать с большей отдачей. Тут и догадались задействовать одновременно вертикальную и горизонтальную составляющие скорости воздушного потока. В данной установке тангенциальная (круговая) скорость воздуха в 5‑6 раз выше, чем вертикальная, – до 90 м / с. Нагретый воздух завихряется, проходя через наклонные вертикальные жалюзи в межмодульных переходах – от светопоглощающих коридоров к тяговой трубе. А жалюзи, в свою очередь, нагреваются до высоких температур – порядка 300°C.
В гелиопоглощающих коридорах прокладываются трубы, по которым течет масло. Именно оно и нагревается до столь высокой температуры. На помощь «созываются» солнечные лучи. Для этого при помощи светоотражающих поверхностей они направляются и концентрируются в одной зоне – там, где проходит маслопровод.
Одна часть нагретого таким способом масла идет на создание вихревого движения воздуха в тяговой трубе, а другая по трубам направляется в теплоаккумулятор. Он представляет собой большое закрытое строение из пенобетона, заполненное грунтом – суглинком, внутри которого и проложен маслопровод. Масло отдает тепло грунту, который в состоянии сохранять его в течение полутора месяцев, что дает возможность станции все это время работать даже в условиях полярной ночи и полного безветрия.
Ученым удалось добиться очень высокого коэффициента использования солнечной энергии – до 28%. Австралийцы же используют только 1,5%. Андрей МАЛАНОВ Источник: http://www.eprussia.ru |
