증기 터빈 태양광 발전소. 구성표, 설명

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증기 터빈 태양광 발전소. 무선 전자 및 전기 공학 백과사전

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70세기 3.2년대 크리미아의 소련과 캘리포니아의 미국이 증기 터빈 태양광 발전소를 건설했는데, 그 구조는 그림 2에 개략적으로 나와 있습니다. 3. 보일러 1은 태양 복사가 집중되는 타워 510에 설치되어 헬리오 스타트 거울에 의해 지구 표면의 수 헥타르에서 수집됩니다. Heliostats XNUMX은 하늘을 가로지르는 태양의 움직임을 추적합니다. 면적이 수 평방 미터인 각 헬리오스탯의 거울은 태양광선을 보일러 장치의 열 교환기 벽으로 향하게 하며, 이 열교환기는 최대 XNUMX°C의 온도에서 증기를 생성합니다.

증기 라인은 5개의 증기를 터빈실로 운반하며, 이곳에서 전통적인 증기 터빈 사이클로 전기가 생산됩니다. 설비에는 축열기 4(수천 m3의 용기)가 있으며 분쇄된 돌로 채워져 있으며 태양 복사 강도가 최대인 시간 동안 "뜨거운" 증기에 의해 가열되고 일몰 후 열을 방출합니다.

증기 터빈 태양광 발전소
그림 3.2. SES 다이어그램: 1 - 헬리오스타트; 2 - 타워; 3 - 태양열 보일러; 4 - 축열기; 5 - 라이브 증기 파이프라인; 6 - 급수관

SPP 증기 발생기가 흡수하는 총 열량은

, 여, (3.4)

어디에서 - 태양 복사 사용 효율 계수(0,35.0,5-2 내에서 다양함), n - 헬리오스탯 수, F - 하나의 헬리오스탯 거울 면적, m2, I - 태양 복사 강도, W/mXNUMX.

랭킨 사이클에서 증기 터빈 플랜트에서 XNUMXkg의 증기가 수행한 일은 다음과 같습니다.

kJ/kg,

열효율

(3.5)

어디 h₁ - 생증기 엔탈피, h - 터빈에서 배출되는 증기 엔탈피 (수증기의 h - s 다이어그램에서 결정됨), h_к - 응축수 엔탈피 (물과 수증기의 열역학적 특성 표에서 결정).

증기 터빈 SPP의 이론적 동력은

승, (3.6)

어디에서 터빈의 상대적인 내부 효율, - 발전기의 효율(0,92.0,96 이내). 태양광 발전소의 실제 전력은 자체 필요(펌프 구동 등)에 필요한 에너지 소비로 인해 이론 전력보다 적습니다.

증기 터빈 태양광 발전소는 주로 자동화된 일광 조절 장치 거울의 높은 비용으로 인해 높은 자본 비용을 특징으로 합니다. Solar-1 타워 SPP와 Crimean SPP의 설치 용량 1kW 비용은 기존 설치의 일반적인 비용보다 10배 이상 높습니다. 1985년 미국에서 구현된 또 다른 기술 솔루션은 더욱 경제적인 것으로 나타났습니다. 값비싼 유리 거울인 헬리오스타트 대신 직경 1,5m의 고리 위로 뻗어 있는 금속 코팅 필름이 여기에 사용됩니다. 필름 아래에 진공을 생성하여 포물선 모양을 만듭니다. 이러한 오목 거울은 증기 터빈 발전소의 급수가 가열되고 증발되는 튜브에 태양 복사를 집중시킵니다. 따라서 이 태양광 발전소에는 증기 발생기 탱크를 갖춘 타워가 필요하지 않습니다. 1kW 설치 비용은 Solar-4에 비해 XNUMX배 감소했으며, 생산된 에너지의 kWh당 비용은 석탄 화력 발전소의 일반적인 수준에 근접했습니다.

Almeria SPP(스페인)에서는 액체 나트륨이 태양광 타워 상단에 있는 증기 발생기의 800차 회로 냉각수로 사용되고, 두 번째 회로에서는 일반 물이 사용됩니다. 독일에서 개발된 SES 버전에서는 태양 광선이 압축 공기를 XNUMX°C까지 가열하여 가스 터빈을 구동합니다. 가스 터빈 장치에서 배출된 공기의 열은 증기 터빈 사이클에 사용됩니다. 결과적으로 태양광선의 열 이용 효율이 높아진다.

다양한 용량의 증기 터빈 태양광 발전소가 프랑스와 이탈리아에 건설되었습니다. SPP 프로젝트는 작동 유체가 헬륨인 폐쇄형 가스 터빈 장치를 사용하여 개발되고 있습니다. 터빈 앞의 헬륨 냉각제 매개변수: 온도 약 600°C, 압력 0,8 MPa; 설비의 설계 효율은 약 25%이다.

저자: Labeish V.G.

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