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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Plantas de energía solar con turbina de vapor. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / Fuentes alternativas de energía En los años 70 del siglo XX, la Unión Soviética en Crimea y los Estados Unidos en California construyeron plantas de energía solar con turbina de vapor, cuyo dispositivo se muestra esquemáticamente en la Fig. 3.2. La caldera 2 está instalada en la torre 3, sobre la que se concentra la radiación solar, recogida de varias hectáreas de la superficie terrestre por espejos de helióstatos. Los heliostatos 1 siguen el movimiento del Sol por el cielo. Los espejos de cada helióstato con una superficie de varios metros cuadrados dirigen los rayos del sol hacia las paredes del intercambiador de calor de la unidad de caldera, en el que se produce vapor con una temperatura de hasta 510°C. A través de la tubería de vapor, se envía 5 vapor a la sala de máquinas, donde se produce electricidad en un ciclo de turbina de vapor tradicional. La instalación cuenta con un acumulador de calor 4, un recipiente con un volumen de varios miles de m3, lleno de piedra triturada, que se calienta con vapor "caliente" durante las horas de máxima intensidad de radiación solar y emite calor después de la puesta del sol.
La cantidad total de calor absorbido por el generador de vapor SPP es
donde El trabajo realizado por un kilogramo de vapor en una planta de turbinas de vapor en el ciclo de Rankine es
eficiencia térmica
donde H1 - entalpía del vapor vivo, h - entalpía del vapor expulsado en la turbina (determinada por el diagrama de vapor h - s), hк - entalpía de condensado (determinada a partir de las tablas de propiedades termodinámicas del agua y el vapor). La potencia teórica de la turbina de vapor SPP será
donde Las plantas de energía solar de turbina de vapor se caracterizan por altos costos de capital, principalmente debido al alto costo de los espejos de helióstatos automatizados. El costo de 1 kilovatio de capacidad instalada en la planta de energía solar de torre Solar-1, así como en la planta de energía solar de Crimea, es más de 10 veces mayor que el típico de las instalaciones tradicionales. Otra solución técnica, implementada en los EE. UU. en 1985, resultó ser más económica. En lugar de costosos espejos de vidrio, heliostatos, aquí se usa una película recubierta de metal, estirada sobre aros con un diámetro de 1,5 metros. Al crear un vacío debajo de la película, le dan una forma parabólica. Estos espejos cóncavos enfocan la radiación solar hacia los tubos en los que se calienta y evapora el agua de alimentación de la turbina de vapor. Por lo tanto, este SPP no necesita una torre con un tanque generador de vapor. El coste de un kilovatio de capacidad instalada se ha reducido 1 veces respecto a Solar-4, el coste de un kilovatio-hora de energía generada se ha acercado al característico de las centrales eléctricas de carbón. En SPP "Almería" (España), se utiliza sodio líquido como refrigerante en el circuito primario del generador de vapor en la parte superior de la torre solar, y agua corriente en el circuito secundario. En la variante SES, desarrollada en Alemania, los rayos del sol calientan el aire comprimido hasta 800 °C, que acciona una turbina de gas. El calor del aire expulsado en la planta de turbina de gas se utiliza luego en el ciclo de la turbina de vapor. Como resultado, aumenta la eficiencia del uso del calor de la luz solar. En Francia e Italia se construyeron varias plantas de energía solar con turbinas de vapor de varias capacidades. Se están desarrollando proyectos SES con plantas de turbinas de gas cerradas, en las que el helio es el fluido de trabajo. Parámetros del refrigerante de helio delante de la turbina: temperatura de unos 600 °C, presión de 0,8 MPa; la eficiencia de diseño de las unidades es de alrededor del 25%. Autor: Labeish V.G.
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, W, (3.4)
- coeficiente de eficiencia de la radiación solar (varía entre 0,35.0,5...2), n - número de helióstatos, F - área del espejo de un helióstato, m2, I - intensidad de la radiación solar, W/mXNUMX.
kJ/kg,
(3.5)
mar, (3.6)
es la eficiencia interna relativa de la turbina, 
- La eficiencia del generador eléctrico (dentro de 0,92.0,96). La potencia real de la planta de energía solar es menor que la teórica debido al consumo de energía para necesidades propias (accionamiento de bomba, etc.).
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