По данным совместного исследования Greenpeace, Европейской ассоциация солнечной теплоэнергетики (European Solar Thermal Electricity Association (ESTELA)) и IEA SolarPACES, благодаря технологиям концентрирования солнечной энергии мир может обеспечить 7% потребностей в энергии уже в 2030 году и около четверти всех потребностей в 2050 году.

Технология концентрирования солнечной энергии заключается в использовании многих зеркал для фокусировки солнечных лучей и дальнейшего преобразования их энергии в тепловую и электрическую энергию, которая может быть передана потребителям. Существует несколько возможных схем работы подобных электростанций, но принцип остается именно таким. Данная технология может также использоваться, работая параллельно с традиционными энергогенерирующими установками, которые используют, например, дизельное топливо или биомассу.

Технологии концентрирования солнечной энергии в последнее время активно развиваются в наиболее благоприятных регионах, где солнечная радиация достигает, по крайней мере, 2000 кВт•ч на метр квадратный в год, а в лучшем случае - 2800 кВт•ч на метр квадратный в год. Наиболее привлекательными для таких электростанций являются США, Северная Африка, страны Средиземноморья и некоторые другие регионы.

Существует 4 основные технологии концентрирования энергии солнечного излучения: зеркальные отражатели параболической формы, солнечные башни, зеркала-концентраторы параболической формы и отражатели с линзами Френеля.

Зеркальные отражатели параболической формы используются для фокусировки солнечного излучения на трубку с жидкостью, обладающей высокой теплопроводностью (обычно синтетическое масло). Зеркальные отражатели проектируются таким образом, чтобы следить за изменениями положения солнца вокруг одной оси, увеличивая тем самым эффективность работы. Жидкость в трубке нагревается до 400 градусов Цельсия и направляется в теплообменники, где обеспечивает производство перегретого пара и далее - электроэнергии.

Примером использования данной технологии может быть солнечная электростанция компании Acciona в Неваде (Nevada Solar One) мощностью 64 МВт, построенная в 2007 году.

Солнечные башни - это системы из многих зеркал, способных следить за изменением положения солнца и отражающие солнечные лучи на верхушку башни. Такие системы способны обеспечить нагрев рабочей жидкости или сжатого воздуха до 800-1000 градусов Цельсия.

Компания Abengoa Solar реализовала два подобных проекта на юге Испании - солнечные электростанции мощностью 11 и 20 МВт, которые были первыми коммерческими электростанциями, использующими технологию солнечных башен. Первая из них начала работу в 2007 году, а вторая - в 2009.

Высота меньшей солнечной башни - 115 метров, а ее работу обеспечивают 624 зеркальных гелиостатов. Работу большей из двух солнечных электростанций обеспечивают 1255 зеркальных гелиостатов, которые фокусируют солнечные лучи на верхушку башни высотой почти 162 метров.

Эффективность преобразования солнечной энергии в пару достигает 92%.

Зеркала-концентраторы параболической формы - это отдельные установки, фокусирующие отраженные солнечные лучи в собственной точке фокуса, где находится электродвигатель-генератор. В качестве генератора может быть двигатель Стирлинга или небольшая газовая турбина. Мощность отдельных установок обычно составляет 10-25 кВт, а используются они чаще всего для децентрализованного производства энергии в местах, где отсутствуют электрические сети.

Первая коммерческая солнечная электростанция на основе данной технологии была запущена в работу в январе 2010 года в Аризоне (США). Электростанция состоит из 64 установок мощностью 25 кВт каждая и использует технологию двигателя Стирлинга.

Отражатели с линзами Френеля. Линза Френеля - особый тип линзы, предложенный О. Ж. Френелем. Линза состоит из отдельных концентрических колец небольшой толщины, которые в сечении имеют форму призм специального профиля.

Солнечная электростанция с отражателями с линзами Френеля мощностью 5 МВт была введена в действие в 2008 году в Калифорнии компанией Ausra. Данная технология применяет менее затратные материалы и менее эффективно использует энергию солнечного излучения, но и имеет меньшие капитальные и операционные расходы.

Солнечное излучение отражается на трубки с водой с помощью линз и превращает воду в пар непосредственно в трубках.

Состояние и перспективы развития

Как сообщает консалтинговая компания GTM Research, в прошлом году наблюдалось продвижение вперед в реализации новых проектов с использованием технологий концентрирования солнечной энергии, и рынок таких технологий будет продолжать расти в ближайшее время, но вместе с тем специалисты прогнозируют возрастающую конкуренцию с проектами использования солнечных батарей для производства электроэнергии.

Как свидетельствуют данные исследования Concentrated Solar Power Markets Report 2010, общая мощность действующих солнечных электростанций на базе технологий концентрирования солнечных лучей по состоянию на 2010 год составляла 921 МВт. 93% по мощности - это солнечные электростанции на основе зеркальных отражателей параболической формы. Почти все подобные солнечные электростанции размещены в США и Испании (99% от общей установленной мощности). Учитывая количество проектов, которые сейчас разрабатываются, можно уверенно утверждать, что в ближайшее время лидерство будут удерживать именно эти страны.

Общая мощность солнечных электростанций, проекты которых сейчас разрабатываются или которые уже строятся, по данным GTM Research, составляет 19 777 МВт.

Световое загрязнение окружающей среды - это превышение уровня освещенности местности.

Источник: eco-net.ru