В) Вакуумный солнечный водонагреватель-коллектор с выносным баком (СВНУ активного типа, закрытый контур).

Наиболее эффективные и распространенные солнечные водонагреватели. Легко встраивается в существующие системы отопления или горячего водоснабжения. Подходят для всех типов климата и рекомендуются для районов с низкими температурами (до -50°С) и низкими значениями солнечной радиации. Оснащенный контроллером, коллектор автоматически поддерживает самые оптимальные параметры циркуляции, имеет режим антизамерзания, обеспечивает заданную температуру. При не достаточной солнечной активности контроллер может включать дополнительный электронагреватель, установленный в теплоаккумуляторе.

Рисунок 6 - Вакуумный солнечный водонагреватель-коллектор с выносным баком (СВНУ активного типа, закрытый контур):1.Коллектор 2. Трубы 3. Солнечная станция (насос, клапаны, манометр) и контроллер 4. Теплоаккумулятор [5]

Паросиловые установки для преобразования солнечной энергии

Одним из способов преобразования солнечной энергии в электрическую является создание паросиловых установок, в которых обычный паровой котел заменяется солнечный паровым котлом. На рис.6 представлена принципиальная схема паросиловой установки, работающей на солнечной энергия, собираемой и фокусируемой гелио концентраторами. Задачей гелиоконцентраторов является фокусировка солнечной энергии, то есть повышение ее плотности , а следовательно, повышение температуры нагреваемого объекта (солнечного котла). Даже теоретически температура нагреваемых поверхностей не может быть выше температуры поверхности Солнца (около 6000°К). Если бы это было не так, то получилось бы противоречие со вторым законом термодинамики, согласно которому невозможно нагреть тело до температуры выше, чем температура источника тепла. Зеркала гелиоконцентратора должны быть подвижными в зависимости от географического расположения солнечного котла, времени года и времени суток и должны занимать соответствующую позицию. Лучше всего это сделать с помощью ЭВМ. Однако стоимость установленного киловатта мощности солнечной энергии станции рассматриваемого типа очень велика. В Крыму построена такая электростанция мощностью 5 тыс. кВт (5 МВт). В нашей стране разрабатывается солнечная электрическая станция  (СЭС) мощностью 200 МВт. Конструкция станции основывается на башенном принципе расположения теплоприемных поверхностей котла. В центре поля зеркал-концентраторов находится башня высотой 250 м, на которой монтируется котел-парогенератор. Система слежения и ориентации предусматривает постоянную концентрацию солнечных лучей от отражающих зеркал на поверхности парогенератора. Следует заметить, что из-за низкой плотности солнечного излучения для солнечных электростанций требуются значительные земельные площади под систему зеркал - концентраторов. Так, например, для мощности -200 мВт необходимы площади от 9 до 13 квадратных километров. Опытно - экспериментальная установка в Италии имеет паропроизводительность 150 кг/ч при давлении 150 бар и температуре 500С°

Рисунок 7 – Схема солнечной паровой установки: 1-гелиоконцентраторы, 2-паровой котел, 3-парапровод, 4-турбина, 5-электрогенератор, 6-конденсатор, 7-градирня, 8-питательный бак, 9-питательный насос.

НАПРАВЛЕНИЯ РАЗВИТИЯ СОЛНЕЧНОЙ ЭНЕРГЕТИКИ

В качестве возможного направления развития солнечной энергетики:

- прямой тепловой нагрев (получение тепловой энергии) и термодинамическое преобразование (получение электрической энергии с промежуточным преобразованием солнечной энергии в тепловую). Прямой тепловой нагрев является наиболее простым методом преобразования солнечной энергии и широко используется в южных районах России и в странах экваториального пояса в установках солнечного отопления, снабжения горячей водой, охлаждения зданий, опреснения воды и т.п. Основой солнечных теплоиспользующих установок являются плоские солнечные коллекторы - поглотители солнечного излучения. Вода или другая жидкость, находясь в контакте с поглотителем, нагревается и при помощи насоса или естественной циркуляции отводится от него. Затем нагретая жидкость поступает в хранилище, откуда ее потребляют по мере необходимости. [3]

- фотоэлектрическое преобразование солнечной энергии. Для повышения эффективности работы фотоэлементов электростанции рекомендуется располагать на высоте 100-500 м, либо в ущельях между крутыми склонами. Фотоэлементы следует располагать над землей длинными полосами шириной 5-20 м обязательно в меридиональном направлении.[3]

- определенный интерес представляет предложение профессора института космических исследований в Хьюстоне (США) Девида Криссвелла, предложившего строить электростанции на Луне с передачей энергии на Землю. На Луне будут установлены солнечные батареи, которые будут собирать солнечные лучи, превращая собранную энергию в «сжатый» микроволновый луч и отправлять его на специальные выпрямительные антенны на Земле, которые превратят его в электрическую энергию. Микроволновый луч легко преодолевает тучи, его интенсивность в пять раз слабее полуденного солнечного света, что делает его безопасным. Создание рабочего прототипа лунной электростанции на спутнике Земли обойдется в 9 млрд. долл., а станции на луне в 50 млрд. долл [1]

- сооружение систем солнечного горячего водоснабжения, отопления и кондиционирования воздуха для жилых домов и общественно-коммунальных учреждений [2]

- строительство сезонных установок для летних баз отдыха, детских лагерей с системами горячего водоснабжения;

- создание централизованных систем солнечного теплоснабжения для небольших населенных пунктов и микрорайонов [2]

- для нужд сельского хозяйства строить гелиотеплицы, ферм с системами солнечного тепло- и хладоснабжения, солнечных установок по переработке биомасс;

- строительство экспериментальных и опытно-промышленных солнечных электростанций с термодинамическим циклом для комбинированной выработке тепла и электрической энергии.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

К настоящему времени достигнут большой прогресс в преобразовании солнечной энергии различными методами. Проведение эффективной политики ускорения перехода к солнечной энергетике являются разумной стратегией в условиях изменений окружающей среды. Но также имеется ряд проблем при внедрении солнечной энергетики, связанных со стоимостью установок, зависимостью от природных условий и др. Ресурсы земли постепенно иссекают и необходимость в использовании солнечной и других видов альтернативной энергетики постепенно подходит. Сейчас для осуществления проектов связанных с развитием данного направления необходимы большие инвестиции со стороны государства, поощрение разработок в этом направлении. Необходимо задействовать весь потенциал, чтобы использовать с толком «даром» данную энергию.

На основании проработанного материала составляем структурную схему проблем и направлений совершенствования солнечной энергетики:

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Голицин М.В. Голицын А.М. Пронина Н.М. Альтернативные энергоносители. М.: – Наука, 2004г, - 157с.

2. Магомедов А. М. Нетрадиционные возобновляемые источники энергии. Махачкала: Издательско-полиграфическое объединение "Юпитер", 1996. - 245 с.

3. Сибикин Ю.Д. Сибикин М.Ю. Нетрадиционные возобновляемые источники энергии. М.: ИП РадиоСофт, 2008,—-338 с.: ил.

4. Ляшков В.И., Кузьмин С.Н. Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии: Учебное пособие. – Тамбов: Изд-во Тамб. гос. техн. ун-та, 2003. – 96 с.

5. Андреев В.М. Фотоэлектрическое преобразование концентрированного солнечного излучения С.-П..: Наука, 2009, - 124 с.