CC BY
2
УДК 621.31
Девятина Д.Ш. студент магистратуры факультет «Политехнический институт»
Лобынцева О.А. студент магистратуры факультет «Политехнический институт» Научный руководитель: Бодров А.С., к.т.н.
доцент
ФГБО ВО «Орловский государственный университет имени
И. С. Тургенева» Россия, г. Орел
ЦЕЛЕСООБРАЗНОСТЬ ПРОИЗВОДСТВА СОЛНЕЧНОЙ ТЕПЛОВОЙ ВЕТРОЭЛЕКТРОСТАНЦИИ
Аннотация: Солнечная тепловая ветроэлектростанция (SFS) -низкотемпературная электростанция, имитирующая ветровой цикл в природе. Она состоит из плоского солнечного воздухосборника и центральной восходящей башни для производства теплового ветра, приводящего в движение турбины для выработки электроэнергии. Развитие систем производства электроэнергии в направлении устойчивого будущего должно осуществляться с учетом баланса между воздействием на окружающую среду и экономической целесообразностью.
Ключевые слова: стоимость электроэнергии, оценка воздействия на окружающую среду, экологический след, морская солнечная энергия, солнечный дымоход, тепловой ветер
Devyatina D.Sh. master student faculty of «Polytecnic Institute» Lobyntseva O.A. master student faculty of «Polytecnic Institute» Scientific adviser: Bodrov A.S., candidate of technical sciences
associate professor Orel State University named after I.S. Turgenev
Russia, Orel
FEASIBILITY OF PRODUCTION OF A SOLAR THERMAL WIND
POWER PLANT
Annotation: The Solar Thermal Wind Farm (SFS) is a low temperature power plant that mimics the wind cycle in nature. It consists of a flat solar air collector and a central ascending tower for generating thermal wind, which drives turbines to generate electricity. The development of power generation systems towards a sustainable future must take into account the balance between environmental impact and economic viability.
Key words: electricity cost, environmental impact assessment, ecological footprint, marine solar energy, solar chimney, thermal wind
Использование возобновляемых и устойчивых источников энергии в настоящее время привлекает больше внимания в связи с серьезным энергетическим кризисом наряду с глобальным призывом к устойчивому будущему. С этой интенсивностью, это исследование обращается к одной из перспективных технологий для применения возобновляемой энергии, которая реализуется за счет солнечной термальной башни ветра (STWT, также обыкновенно известное как солнечная башня или солнечная печная труба). Она генерирует энергию, доступную для нашего потребления, используя солнце в качестве основного источника энергии и воздух в качестве рабочей жидкости.
Данное исследование оценивает генерирующие мощности электростанций с экологической и экономической точек зрения и сравнивает их с другими видами технологий производства электроэнергии [1].
Простота геометрии STWT привлекает это исследование для того чтобы пойти вперед и обсудить вставку строить оффшорную систему STWT. Океан занимает 71% поверхности земли, и более 40% мирового населения живет в пределах 100 км от побережья, поэтому потенциал успеха такой морской платформы не дает нам предела роста.
В природе эффект восходящего потока вызывает ветер и ураганы. STWT имитирует цикл ветра природы использует солнце в качестве основного источника энергии и воздуха в качестве рабочей жидкости, с использованием плоской пластины и центральной башней, для производства тепловой ветер, который приводит в движение турбины для выработки электроэнергии. Воздух нагревается парниковым эффектом в солнечном коллекторе. Произведенный горячий воздух легче чем окружающий холодный воздух вверху башни, таким образом, горячий воздух поднимается вверх башни. Другими словами, разность плотностей воздуха, вызванная повышением температуры в коллекторе, преобразуется в разность давлений, генерируя поток жидкости (тепловой ветер) [2].
Предложена упрощенная аналитическая модель термодинамики STWT. В соответствии с предыдущей моделью в данном исследовании предполагается, что выходная электрическая мощность и общая производительность системы прямо пропорциональны площади коллектора и высоте башни, а также эффективности коллектора, башни и турбин.
В настоящем исследовании рассматриваются экологические недостатки путем проведения инвентаризационного анализа С02 для жизненного цикла электростанции STWT. В анализе мы разделяем жизненный цикл на этапы производства, транспортировки, строительства, эксплуатации и технического обслуживания. На каждом этапе мы рассчитываем количество выбросов С02 от различных процессов на каждом этапе, таких как использование материалов и энергии, использование земли и воды, и так далее [3].
Стоимость электроэнергии включает в себя первоначальные капитальные затраты, расходы на топливо и эксплуатацию и обслуживание.
Мощность 5MW 50 MW 100 MW 200 MW
Высота башни (и) 550 750 1900 1000
Диаметр башни (м) 45 99 110 120
Диаметр коллектора (м( 1250 3750 4300 7000
Площадь коллектора (км2) 1.22 11.04 14.52 38.48
Вырабатываемая мощность (ГВт/год) 15 189 331 878
Кол-во питаемых хозяйств 2313 34.524 09.526 160.398
Эффективность системы (%) 9.815 1.111 1.432 1.482
Рисунок 1 - Размеры и выходные данные производительности выбранных электростанций 8Т\УТ.
Рисунок 2 - Выброс СО2
□ Производство □Транспортировка □Строительство
Эксплуатация (40 лет) □Эк-кий вред территории □итоговый вред
-
—
^ , пП п„ _ Пп п П_п
5 MW 50 MW lOO MW 200 MW
Рисунок 3 - Экологический вред
Таким образом результаты показывают, что общая эффективность системы увеличилась за счет увеличения мощности, благодаря массовому увеличению выходной мощности за счет увеличения мощности системы.
Использованные источники:
1. Загрядцкий, Владимир Иванович; Харитонова Л. Г. К Вопросу Создания Автономного Энергосберегающего Источника Энергии / Загрядцкий Владимир Иванович; Л. Г. Харитонова. - Москва: Гостехиздат, 2016. - 691 с.
2. Земсков, В. И. Возобновляемые источники энергии в АПК. Учебное пособие / В.И. Земсков. - М.: Лань, 2018. - 368 с.
3. Линн Священное пространство. Счастье и энергетика вашего дома / Линн, Денис. - М.: Вече, 2017. - 448 с.
