В Чили задумали революционный и на первый взгляд странный проект: гидроэлектростанцию на солнечных батареях. Вместо того, чтобы подавать электричество от солнечных батарей напрямую в сеть, его подают на насосы, качающих воду из моря. В свою очередь, вода заполняет два высокогорных резервуара для работы гидроэлектростанции. Вот такой неординарный подход.
Казалось бы, зачем сложности? Дело в том, что водный резервуар ГЭС используется для накопления излишков энергии, то есть как своеобразный аккумулятор. К тому же, исчезает проблема непостоянства энергопотока от солнечной электростанции, одна из традиционных проблем альтернативной электроэнергетики. В резервуарах всегда будет вода для суточной работы ГЭС, а в дневное время суток насосы подкачают нужное количество и восполнят запасы.
Место строительства — Чили, пустыня Атакама, примерно в 100 км от города Икике. Подрядчик — энергокомпания Valhalla Energia.
Атакама — уникальная пустыня, потому что она узкой полосой отделяет Анды от вод Атлантического океана. Отличная ситуация, чтобы взять морскую воду, а потом спустить её с горы. Вообще говоря, это единственное место в мире, где возможно реализовать такую идею.
Неординарная идея вызывает искреннее уважение к креативности инженеров. Мощность станции — 300 мегаватт. Стоимость строительства оценивается в 400 миллионов долларов. Местные власти одобрили проект на прошлой неделе.
Сейчас Valhalla ищет инвесторов, рассчитывая начать строительство в 2016 году и закончить в течение трёх с половиной лет. Одновременно она изучает ещё три подходящих места в той же пустыне Атакама.
Комментарии (25)
sba
11.12.2015 16:35Какой смысл пускать всю солнечную электроэнергию на насосы, вместо того чтобы пускать только излишки?
Firz
11.12.2015 16:45Полагаю, в сложности регулировки выдаваемой мощности связки ГЭС и Солнечных панелей. Хоть ГЭС и являются регулятором мощности в энергосистемах из-за быстрой регулировки(полный набор или сброс мощности за 1-2 минуты), но они не смогут на сколько резко поднять мощность, на сколько могут просесть по мощности Солнечные панели.
sba
11.12.2015 17:30+1В таком случае не проще ли и энергетически выгоднее готовить солнцем пар с помощью которого и поднимать воду в резервуары? КПД солнечных панелей достаточно низкий, и если нету нужды в электроенергии непосредственно с солнечных панелей, то непонятно зачем они вообще в этой связке.
Firz
11.12.2015 18:11Чтобы испарить 1 тонну воды(пускай она уже температуры 100 градусов), нужно 0.6278 MWh энергии. Даже если итоговый КПД нагревательной системы(труб, охлаждения на верху и прочего) 100% от солнечной радиации, а итоговый КПД солнечной подстанции с насосами 10%, на 62.78 kWh вы явно накачаете больше тонны.
Это если не говорить о нереальной сложности(для моего представления) самой идеи.sba
11.12.2015 18:21Вы неправильно поняли мой посыл. Я не предлагаю испарять воду для того чтобы она своим ходом в виде пара поднималась вверх, потому как это бред и еще неизвестно как ее наверху конденсировать. Я предлагаю связку солнечная панель + электромотор для насоса заменить на солнечный концентратор и обычный паровой двигатель (то есть паровую турбину в нашем то 21 веке).
Firz
11.12.2015 18:30Так получается такая же проблема — мощность зависит от погоды и может так же просесть как и у просто солнечных панелей. Да и можно ли такую систему использовать с соленой водой.
Firz
11.12.2015 18:40Только сейчас понял… что не до конца понял про пар(почему-то подумал что основную мощность должна вырабатывать паровая турбина а не ГАЭС наверху). Но тогда проблема соленой воды для паровой турбины все еще актуальна.
vmarunin
12.12.2015 00:31-1И у вас получится солнечная электростанция башенного типа, каких тоже не мало и построено и строится
Но накапливать энергии она будет не так много. Хотя расплавленная соль может и ночь продержаться и станция будет давать электричество.
Видимо панели подешевели настолько, что панели + ямка в горах + насос + турбина + труба в горы выходит дешевле.
Mad__Max
12.12.2015 01:15Ну у парового двигателя КПД тоже не ахти. Тем более солнцем очень сильно нагревать пар (что нужно для хорошей эффективности работы турбины) достаточно сложно. В результате в подбных системах температура пара обычно не превышает 300-350гр и соотвественно КПД чуть больше 30%
А 2й фактор — большие ровные площадки подходящие для массового сбора солнечного света там есть только уже наверху горы (точнее плоскогорья). Внизу там довольно узкая полоска плоского пляжа и дальше начинается довольно крутой подъем в горы — подходящего места для размещения больших полей из зеркал нет.
А насосы нужно ставить внизу на уровне моря под подъема воды (на всасываение при таком перепаде насосы не работают, да и к турбине нужен конденсатор для охлаждения которого как раз морскую воду логично использовать, а не градирни строить). Спустить вниз с горы к морю электроэнеригию от панелей по кабельной ЛЭП длинной несколько км это совсем не проблема. А вот паропровод большого диаметра (чтобы переносил механическую мощность эквивалентную сотням мегаватт к турбине и насосу стоящим внизу) длиной в километры — это проблема.
Mad__Max
12.12.2015 01:54А с чего они резко могут просесть? У солнца нет выключателя как у лампочки чтобы кто-то его мог быстро выключить.
А неожиданно набежавшее облако представляет в этом плане проблему только для мелких СЭС (типа частной на крыше индивидуального дома), которые можно накрыть тенью за секунду.
Тут же станция огромная — будет занимать 16.5 квадратных километров (1650 гектар), т.е. при максимально компактном расположении 4х4 км.
Даже большая и быстро летящая туча (скажем 20 м/с = 72 км/ч) сможет накрыть ее свой тенью только за 3 минуты, в течении которых мощность будет снижаться постепенно и довольно плавно (нагрузка только на силовую электронику инверторов, чтобы подстраивались под постоянно меняющиеся напряжение и ток, но электроника может реагировать очень быстро). Времени вполне достаточно для регулировки работы гидроагрегатов.idiv
12.12.2015 12:13А с чего они резко могут просесть? У солнца нет выключателя как у лампочки чтобы кто-то его мог быстро выключить.
О, а это интересный момент. Может просесть.
Самое большое значение солнечной инсоляции на планете Земля — около 1300 Вт/м?. Самый большое изменение, которое следует учитывать, согласно недавним исследованиям — 705 Вт/м? за секунду. В два раза в общем-то за секунду. Так что это довольно серьезная проблема. Да, она касается небольших станций, но в целом куча облаков может вызвать такую проблему и для большой станции.Mad__Max
13.12.2015 00:20На Земле же 1300 Вт не бвает, на орбите в космосе лишь чуть больше 1300. До земли больше 1000-1100 Вт вроде не ходит, если куда-нибудь на горный пик не забираться.
А то что на 700 Вт за секунду может измениться — это легко. Но это в одной конкретной ТОЧКЕ. А когда говорим о промышленных СЭС у нас уже не точка, а объекты больших площадей — в каждой из точек(для конкретной солнечной панели) которой мощность может падать и в 2 раза за секунду, но для объекта в целом (по мощности выдаваемой в ЛЭП или на последнем повышающем трансформаторе) мощность будет меняться весьма плавно и переходный процесс занимает минуты, даже при самых резких погодных изменениях.idiv
13.12.2015 11:20А то что на 700 Вт за секунду может измениться — это легко. Но это в одной конкретной ТОЧКЕ.
В том то и дело, что это может быть характерно для наступающего штормового фронта. Там в принципе на такую станцию где-то за минуту генерация упадет с максимума до нуля. Потому это важный момент (где-то с глубины проникновения СЭС 20%)
vmarunin
12.12.2015 00:37Видимо так проще управлять мощностью.
Электричество должно быть очень стабильное, получать стабильное от вращения чего-нибудь научились хорошо (переменный ток сам помогает синхронизироваться). А вот инвертер на постоянный, да ещё и с разделением мощности стоит дорого.
Нестабильное электричество идёт только на насосы, которые качают вверх. Ток может быть постоянным, управлять можно чуть ли не реле (качает от 1 до N насосов, в зависимости от того как светит), короче всё просто.
А когда вода вниз течёт она уже крутит генератор переменного тока, синхронизированный, стабильное напряжение и т.д.
Mad__Max
12.12.2015 01:43А это не как обычно не совсем корректный перевод. На самом деле и планируется пускать только излишки. Солнечная станция вообще на 600 МВт запланирована (что кстати само по себе рекорд — если кто-то не опередит до окончания строительства, то будет крупнейшей в мире солнечной электростанцией), а мощность насосов/турбин для воды — 300 МВт.
MiXaiL27
11.12.2015 16:38Лишь бы там не оказалось своих аборигенов с очередными святынями.
ChiefPilot
11.12.2015 16:57(читать голосом тётки из серии по Масяню «Пого-дэнс» — где про культуру)
— И тут у нас «Пуп Земли», и вот тут «Пуп Земли» и вот там тоже. У нас много «Пупов Земли», м-да…
rusec
11.12.2015 16:59+5Качать наверх солёную воду, а вниз — очень солёную.
Там сухо и тепло, испаряться будет заметно.
Фламинги налетят.
Смелое решение.
Тот редкий случай, когда затопление и засоление территории никого не беспокоит, пострадают только аньяньюки.
leggiermente
11.12.2015 17:27+2пострадают только аньяньюки
А что это?rusec
11.12.2015 18:01+6Цветочки.
Цветут раз в несколько лет, когда Атакаму заливает дождями. Выглядит сюрно, пустыня, путая, камень-песок, и из ничего торчат соцветия.
Последний раз залило этой зимой, весной цвели. Сейчас лето, всё высохло.
В следующий раз зацветут лет через пять. Или десять.
https://www.google.com.uy/search?q=ananuca&tbm=ischleggiermente
11.12.2015 19:33+1Спасибо! Хотя и не хабр, но ещё торт!
«При съёмках ни одного аньяньюка не пострадало!»
Mad__Max
12.12.2015 02:04+1Еще пару моментов важных в статье упустили, дополню пробелы:
1. Сама солнечная электростанция (СЭС) будет иметь мощность целых 600 МВт, а 300 МВт это мощность только ГАЭС отдельно. Что дает нам мировой рекорд — если за время строительства кто-то другой не успеет запустить более крупную раньше этой, то именно она станет крупнейшей СЭС в мире.
2. За счет очень солнечного климата в этом месте и за счет активной системы слежения за положением солнца (панели поворотные) выработка станции планируется на уровне 1 800 000 МВт*ч ежегодно. При максимальной мощности в 600 МВт это дает нам КИУМ равный: 1800000/(600*24*365)*100% = 34.2% Это так же будет мировой рекорд для солнечной энергетики.
SexTools
12.12.2015 09:44+1Правое расположение воды на карте и знания с уроков географии в школе намекают мне, что Атакама отделяет Анды всё же от Тихого Океана.
idiv
Это не ГЭС, а ГАЭС. Из необычного — солнечную электростанцию планируют построить на том же участке. Не новинка, в общем-то, такие комбинации последнее время все чаще делают.