Председатель Народного Совета Национального Совета Гурбангулы Бердымухамедов планирует реализовать перспективные проекты в области электроэнергетики в рамках «Национальной программы социально-экономического развития Туркменистана на 2022–2052 годы» Ахалской и Дарвезинской государственных электростанций, расположенных в Ахалском велаяте, государственная электростанция «Аваза» в Балканском велаяте Дашогузского велаята Планируется перевод Дашогузской государственная электростанция, «Ватан» и Лебапской государственная электростанция в Лебапе на интегральную схему, а в Марыйском и Лебапском велаятах — строительство электростанций, работающих на интегральной схеме.
В рамках реализации «Концепции развития района Туркменского озера Алтын асыр» в 2019–2025 годах планируется строительство многофункциональных солнечных и ветряных электростанций мощностью 10 мегаватт.
В соответствии с «Программой социально-экономического развития страны Президента Туркменистана на 2022–2028 годы» в совместный оборот должны быть переданы газотурбинные мощности Ахалской, Дервезинской, Авазинской, Дашогузской, Лебапской государственных электростанций, газотурбинной электростанции в городе Сейди и Марыйском велаяте. Готовятся предложения по строительству объединенной электростанции в этрапе Огуз хана.
Рис. 1. Солнечная электростанция башенного типа
В Туркменистан одной из главных проблем является поддержание чистоты окружающей среды в нашей стране и во всем мире. С этой точки зрения «зеленая» чистая электроэнергия является одним из важнейших вопросов при создании альтернативных источников энергии. В этом нашем проекте мы внедряем современные технологии для обеспечения экологически чистой электроэнергией населенных пунктов.
В этом проекте, концентрируя солнечные лучи в одной точке, используя современные материалы в приемнике тепловой энергии, используя соль в качестве теплоносителя, тепловая энергия нагревается без потерь до низкой температуры 400 °C расплавленной соли, до высокой температуры 700 °С, а в теплообменнике превращает воду в пар. С помощью турбинных насосов мы получаем электрическую энергию, раскручивая ротор генератора высокого давления.
Состав проекта: низкотемпературный термос, башня, солнечный коллектор, высокотемпературный термос, теплообменник, чистый сухой пар, турбогенератор, трансформатор и передача электроэнергии.
Идея создания солнечной электростанции башенного типа была разработана в 1949 году Г. М. Крижижановским в Государственном научно-исследовательском энергетическом институте (ЭНИН). Предложена схема солнечной станции, в которой сосредоточенный солнечный приемник установлен на башне, а гелиостаты установлены на рельсах, вокруг которых платформы вращаются по концентрическим окружностям. При движении солнца рефлектор направляет отраженные потоки гелиостатов на приемник. В солнечном ресивере достигается высокая температура, позволяющая получить перегретый пар, необходимый для работы паровой турбины. Предлагаемая схема ориентирована на разработку концепций гидроэлектростанций башенного типа.
В 1986 году в Крыму была построена солнечная электростанция мощностью 5 МВтЭта электростанция имела следующие параметры:
– количество гелиостатов 1600;
– размеры одного гелиостата 5х5 м;
– общая площадь гелиостатов 40 000 м2;
– высота башни 70 м;
– и пар нагревали до 250°С.
Испытания электростанции показали, что она выходит на проектную мощность, но из-за климатических условий выбранная площадка в Крыму не подходила для СССР. После 1991 года солнечную электростанцию демонтировали.
В проекте комплексной солнечной электростанции под Кисловодском В начале 1990-х годов в рамках программы «Чистая энергетика» Миннауки России была разработана экспериментальная солнечная электростанция максимальной мощностью 1,5 МВт. Научное руководство было реализован институтом им. М. Крыжижановского (Москва) (ЭНИН), головным проектировщиком станции выступил Ростовтеплоэлектропроект (РОТЭП). Солнечная электростанция должна была вырабатывать электрическую и тепловую энергию для ближайшего населенного пункта. Предусматривается, что солнечная электростанция будет состоять из двух независимых частей: одна — фотоэлектрическая, а другая будет использовать установки с двигателями Стирлинга.
Фотогальваническая часть состояла из параболоцилиндрических концентраторов, обеспечивающих в 40 раз большую концентрацию солнечных элементов с водяным охлаждением. КПД оптической системы 0,7; ширина концентратора 3,2 м; площадь остекления 102,4 м2; максимальная мощность 30 кВт. Он использовался в системе теплоснабжения, извлекая из солнечной тепловой энергии.
Термодинамическая часть станции с генераторами Стирлинга: каждый модуль должен иметь два параболоидных концентратора общей площадью 85 м 2 , эффективность солнечного излучения 0,9 %; максимальная мощность одного модуля 50 кВт; Вес модуля 11 тонн.
Строительство солнечной электростанции планировалось в 1996 году, но из-за известных событий на Северном Кавказе строительство не началось, хотя были готовы прототипы установки с генератором Стирлинга и модулями параболического цилиндра.
Солнечная энергия с параболическими желобными концентраторами: недостатки станций
Можно отметить следующие недостатки данных солнечная электростанция
- Мощность станции меняется в зависимости от высоты положения солнца. Концентраторы расположены почти горизонтально на поверхности (с наклоном 3° с севера на юг), поэтому в условиях малой солнечной активности в концентраторах и стеклеприемнике возникают пассивные теневые полосы и френелевские потери при входе и выходе солнечного света из стекла. В результате при отражении 94 % стекла эффективность системы концентрации составляет 68 %.
- Невозможность поднятия температуры пара выше 400–500 °С, так как концентрация в рабочих пробах станции более 70, что близко к максимально допустимому (в 100 раз) для параболоцилиндров.
- Проблема очистки концентратора. Уборка чистящими машинами имеет множество недостатков, в том числе низкое качество уборки, большой расход воды и т. д.
Недостатки солнечных электростанций с параболоидными концентраторами
1) Для набора больших мощностей необходимо подключать много маломощных установок, что увеличивает вероятность выхода из строя.
2) Сложная и дорогая технология производства параболоидных концентраторов.
3) Необходимость точного наведения концентраторов.
Результат
Концентрирующие системы для башенных и параболоцилиндрических (ПС) солнечных электростанций имеют оптический переменный коэффициент, зависящий от положения солнца, так как это изменяет оптический путь в стекле гелиостатов и параболоцилиндрических концентраторов и изменяет френелевские потери в свете. Концентраторы с параболоидными поверхностями лишены этого недостатка, поскольку они всегда ориентированы перпендикулярно падающему солнечному потоку.
Электростанции башенного типа имеют дополнительные аэродинамические потери на открытых поверхностях лучеприемника, что снижает эффективность.
Гидроэлектростанция с параболоцилиндрическими концентраторами типа SEGS IX с лучеприемниками длиной 84 020 м дает избыточные тепловые и гидравлические потери даже при вакуумной изоляции лучеприемников.
Низкая концентрация типа SEGS содержит около 70, что приводит к температуре теплопередачи 393°C и эффективности турбины 37,6 %, температуре пара 540 °C для башенных типов с эффективностью 39,4 %.
Следует отметить, что изготовление параболоидов большого диаметра является сложным и дорогостоящим.
Одиночные модули имеют относительно небольшую мощность, в результате чего для набора мегаваттной мощности требуется большое количество установок, что снижает надежность работы станции.
Кроме того, при расположении турбины или двигателя Стирлинга на высоте 10 и более метров в центре обогатительной фабрики и установке на удаленных опорах требуются дополнительные уравновешивающие меры.
Все перечисленные системы концентраторов относятся к «открытому» типу, что означает, что поверхности концентраторов и приемников подвергаются всем атмосферным воздействиям, включая загрязнение и потерю света.
Недостаток этого проекта в том, что, учитывая недостатки ранее построенных электростанций, мы устраним эти недостатки и получим малую мощность в случае мелкосерийного строительства.
Литература:
- Конституция Туркменистана. Ашхабад, 2016.
- Национальная программа Президента Туркменистана «На период до 2020 года по реформированию условий жизни населения сел, городов, поселков в этрапе и этрапских центров». Ашхабад, 2007.
- Бердымухамедов Г. Электропотенциал Туркменистана. -А.: Туркменское государственное издательство, 2022.
- Гурбанов А., Бабаев А., Оразов К. Учебник для вузов. Релейная защита и автоматика. — А.: Туркменская государственная издательская служба, 2022.
- Рожкова Л. Д., Карнеева Л. К., Чиркова Т. В. Электрооборудование электрических станций и подстанций. — М.: Издательский центр «Академия», 2007.
