А. Лельевр - Эврика-86

Недавно завершены две особо важные разработки по использованию тлеющего разряда для изготовления полупроводниковых изделий в пленочной электронике.

СОЛНЦЕ, ВЕТЕР И ТРОСТНИК

Кубинские энергетики запланировали масштабный эксперимент: на полигоне в окрестностях города Сантьяго-де-Куба возводятся солнечные коллекторы различного типа. Одни будут давать горячую воду окрестным предпри" тиям, другие — электрический ток, полученный прямым преобразованием солнечных лучей. Чтобы не уповать только на дневное светило, для стабильности предусмотрены и ветросиловые установки — лопасти генераторов будут вращаться пассатами. Энер' готическую триаду венчают реакторы"

оабатывающие биогаз. Для его про"'of^cХ^вa используют отходы сахар^х заводов — переработанную массу тростника.

ЗЕРКАЛЬНЫЙ ПОДСОЛНУХ

На крыше одного из ленинградских домов выросло необычное сооружение своеобразный зеркальный «подсолнух». Растение, как известно, поворачивает свой цветок вслед за солнышком. Точно так же ведет себя и небольшая лабораторная электростанция, созданная в Физикотехническом институте имени А. Ф. Иоффе АН СССР. Работает она от солнечного света. Идея гелиостанции, где солнечные лучи преобразуются в электричество, не нова — так, например, действуют солнечные батареи космических аппаратов. Но для земных условий это слишком дорогой вариант. Ленинградские физики предложили другой. Станция работает не на обычном, а на сконцентрированном солнечном свете. Система зеркал фокусирует световое пятно на небольшой полупроводниковый элемент, диаметр которого около 20 миллиметров. Установка сразу получается во много раз дешевле. Ведь для получения мощности в один киловатт нужно 30 квадратных сантиметров фотоэлементов. Пока светит солнце, станция заряжает свои Аккумуляторы, от которых потом в люоое время можно получить энергию.

Полупроводники, на которые концентрируется солнечный свет, не совсем обычные. Они уложены в несколь^° слоев. "Слоеный пирожок" из полу" Р^ОДНИКОВ одет в корпус, предназ^^иный для отвода тепла. У такого ^Х"^чного элемента коэффициент ^Х"^зного действия около 30

тов. А это неплохой показатель. Ведь даже самые современные тепловые электростанции имеют КПД до 40 процентов.

' ^^

_________J-^__________

'у ^ЭДв"

ПЕРВАЯ СОЛНЕЧНАЯ

Идея создания электростанций, которые могли бы преобразовывать солнечное тепло в электрическую энергию, давно волновала умы людей. Очевиден был и наиболее доступный метод решения проблемы: термодинамическое преобразование солнечной энергии, то есть превращение энергии солнечного излучения сначала в механическую, а затем в электрическую по хорошо известному паротурбинному циклу, который используется на всех тепловых (ТЭС) и атомных (АЭС) электростанциях. Иначе говоря, солнечная электростанция (СЭС) отличается от ТЭС и АЭС только способом получения пара.

Казалось, что проще — создать котел соответствующей формы и направить на него несколько солнечных зайчиков покрупнее, чтобы получить достаточное количество пара. Ведь все остальные проблемы вроде бы были давным-давно решены. Однако дело оказалось далеко не простым. Реализации идеи мешало множество инженерных, технических трудностей. Ну, скажем, такие: нужно было создать очень точные и надежные системы, которые следили бы за Солнцем, постоянно изменяя положение зеркал с тем, чтобы зайчики, направленные на котел, не меняли своего положения; не менее сложно было позаботиться о том, чтобы солнечная электростанция в пасмурные, облачные дни, а также ночью не оставалась без работы. Вот почему

лизация проектов СЭС, разработанных в 50-60-е годы, все время откладывалась.

Однако постепенно все основные трудности были преодолены, и в начале прошлой пятилетки в Крыму началось строительство первой в нашей стране крупной солнечной электростанции СЭС-5 мощностью пять тысяч киловатт. По расчетам ученых, мощность таких станций в принципе может достигать полумиллиона и более киловатт. Проект Крымской СЭС создан в рижском отделении института Атомтеплоэлектропроект при участии ряда проектно-конструкторских организаций Министерства энергетики и электрификации СССР.

СЭС-5 состоит из концентратора — поля солнечных гелиостатов, солнечного парогенератора, турбины, генератора, системы автоматического слежения за Солнцем и системы теплового аккумулирования.

Одна из главных проблем, с которой столкнулись создатели СЭС, такова. Удельная плотность лучистого теплового потока на земной поверхности чрезвычайно мала и не превышает 1 киловатта на квадратный метр. А для того чтобы в котле образовался пар под давлением 40 атмосфер и температурой 250 градусов Цельсия, на поверх1 эсти нагрева котла удельная плотность теплового потока должна составлять 250 киловатт на квадратный метр.

Получить нужную концентрацию солнечной энергии удается с помощью гелиостатов — зеркальных отражателей, следящих за Солнцем и направляющих его лучи на поверхность нагрева парогенератора.

Всего их 1600; они расположены на плоской кольцевой площадке, окружающей башню высотой 90 метров, на которой установлен солнечный паровой котел. Каждый гелиостат несет зеркала площадью 25 квадратных метров и оборудован электрическими приводами зенитного и азимутного вращения.

ЭВМ управляет электродвигателя гелиостатов так, что в любой м

мент времени все отраженные сод ночные лучи направлены строго котел.

В машинном зале установлены с рийные турбина и генератор. В период максимальной солнечной активност они развивают мощность до 6 тысяч к ловатт. Днем, когда Солнце скрыто за облаками, и ночью турбина может ра. ботать от пароводяного аккумулятора, который заряжается от солнечного пa'. регенератора. Тепловой аккумулятор обеспечивает работу турбины в расчетном режиме в течение 3–4 часов; еще 10 часов станция может давать ток, действуя в пониженном режиме, с мощностью 2,5 тысячи киловатт.

Надо сказать, что стоимость электроэнергии первой в нашей стране солнечной электростанции будет сравнительно велика — значительно дороже энергии ТЭС и АЭС. Объясняется это относительно высокими затратами на эксплуатацию нового оборудования, большими расходами энергии на привод гелиостатов и т. д. Но уместно вспомнить, что энергия первых АЭС обходилась тоже значительно дороже энергии традиционных тепловых станций, а теперь показатели их экономичности практически сравнялись. Нет сомнений, что и с СЭС со временем произойдет то же самое. К тому же при оценке эффективности таких станции надо принять во внимание, что они совершенно не загрязняют окружающую среду.

Крымская СЭС — экспериментальная. Здесь будут испытываться различные конструкции гелиостатов-это уникальные устройства, подобных которым нет нигде в мире, конструкция автоматов слежения за Солнцем, солнечный котел. Значительную часть средств, выделенных станции, предусмотрено направить на научно-исследовательские и экспериментальные работы.