Солнечные электростанции на рассредоточенных коллекторах. Конструкция и принцип работы по функциональной блок-схеме гибридных СЭС и на базе аммиачной технологии.

Рассредоточенные коллекторы. На рис. 4.1 показана система, состоящая из множества небольших концентрирующих коллекторов, каждый из которых независимо следит за Солнцем. Концентраторы не обязательно должны иметь форму параболоидов, но обычно это предпочтительнее. Каждый коллектор передает солнечную энергию жидкости - теплоносителю, горячая жидкость от всех коллекторов собирается в центральной электростанции. Теплонесущая жидкость может быть водяным паром, если она будет прямо использована в паровой турбине, или какой-либо термохимической средой - такой, как, например, диссоциированный аммиак. Схема устройства, основанного на диссоциации и синтезе аммиака, показана на рис. 4.2.

Рис. 4.1. Схема получения электроэнергии от системы распределенных коллекторов:

1 - электроэнергия; 2 - трубы под землей, по которым протекает аммиак или пар; 3 - солнечные лучи.

Преимуществом последней системы является то, что в случае использования химического реагента отсутствуют потери между коллектором и тепловым двигателем, так что тепло может передаваться на большие расстояния или в течение длительного времени (например, с вечера в течение всей ночи, что позволяет осуществить непрерывную генерацию электроэнергии). В этой системе солнечные лучи фокусируются на приемнике, в котором газообразный аммиак при высоком давлении (около 30 МПа) диссоциирует на водород и азот.

Рис. 4.2. Диссоциация и синтез аммиака как накопителя солнечной энергии:

1 - зеркало; 2 - приемник; 3 - теплообменник; 4 - тепловой двигатель; 5 - камера синтеза; 6 - сепаратор; 7 - к другим зеркалам.

Эта реакция - эндотермическая, дефект энергии составляет LН = -46 кДж /моль NH_3; солнечное излучение снабжает систему энергией, необходимой для протекания этой реакции. В присутствии катализатора в камере синтеза N₂ и Н₂ частично рекомбинируют, выделяемое при этом тепло можно использовать для подключения внешнего теплового двигателя или другого устройства.

Выходящий из камеры синтеза поток охлаждается, что приводит к сжижению аммиака, и цикл повторяется вновь.

С термодинамическими СЭС на параболоцилиндрических модулях с распределённым приёмником, ввиду их сравнительной технической простоты, связаны основные успехи в улучшении экономических показателей СЭС.

Рис 4.3. Солнечная электростанция на рассредоточенных коллекторах:

1 - скважина питательной воды; 2,5 - насосная станция; 3 - резервуар хранения горячей воды; 4 - горячая вода; 6 - фотореактор; 7 - параболический концентратор; 8 - пленочное покрытие из диоксида титана; 9 - стеклянная труба для транспортировки нагретой воды;

10 - здание электростанции