В настоящее время помимо солнечных панелей вырабатывающих электрический ток из солнечного света существуют солнечные электростанции работающие на пару.
Они при помощи зеркал нагревают воду в резервуаре до 400 градусов Цельсия (по некоторым данным до 1200 градусов) и подают разогретый пар на турбину, которая вращаясь в магнитном поле вырабатывает электрический ток.
Есть два типа такой электростанции: гелиостаты башенного типа и станции с распределенным приемником энергии (параболоцилиндрическими концентраторами).
Принцип действия башенных гелиостанций основан на получении разогретого водяного пара при помощи солнечных лучей.
В центре станции находится башня высотой более 20 метров, а на ее вершине помещается резервуар с водой, покрытый светопоглощающей краской.
Внутри сооружения есть насосное оборудование, подающее пар на внешний турбогенератор.
Вокруг башни устанавливаются зеркальные гелиостаты, направляющие лучи на резервуар.
Такие солнечные электростанции обладают КПД порядка 20 процентов, а их мощность достигает 121 МВт.
На гелиостанции башенного типа энергия от каждого гелиостата передается оптическим путём.
Они встречаются в основном в США и Мексике – например, солнечная электростанция «Айванпа» (США), которая представляет собой три блока гелиоэнергетических установок башенного типа мощностью 392 МВт.
На циклах водяного пара установлены насосы KSB типа LUVА – вертикальные насосы с шаровым корпусом со встроенным электродвигателем мощностью 250 кВт;
температура перекачиваемой среды составляет 363°С, рабочее давление – 197 бар.
Также есть станции с распределенными приемниками солнечной энергии.
Параболоцилиндрический концентратор – одна из наиболее важных технологий для систем концентрированной энергии Солнца.
Жидкий теплоноситель температурой до 400°C транспортируется по стеклянной трубе и нагревается под воздействием солнечного излучения.
Каждый энергоблок производит от 20 до 50 МВт энергии.
Помимо солнечных электростанций работающих на пару и других теплоносителях есть гелиотермальные установки вырабатывающие электрический ток при помощи двигателя Стирлинга.
Они состоят из 12-метрового параболического зеркала площадью 104 квадратных метра и закрепленного перед ним теплового двигателя Стирлинга.
Зеркало отражает на двигатель солнечный свет, нагревая одну из его сторон, а обратная сторона охлаждается окружающим воздухом.
Полученная в результате периодического нагрева и охлаждения двигателя энергия, связанная с изменением объема рабочего тела, в качестве которого выступает водород, толкает поршень и крутит маховик.
Зеркала медленно поворачиваются вслед за солнцем в течение дня, чтобы захватить максимальное количество солнечных лучей.
Установки Ripasso продемонстрировали рекордный КПД в 34%, что почти в 2 раза выше гелиотермальных установок традиционной конструкции.
Россия обладает значительным потенциалом по использованию солнечной энергии.
Показатели инсоляции (количества солнечной энергии) во многих регионах практически совпадают с севером Испании и югом Германии.
В России высокая инсоляция наблюдается не только в южных территориях (Северный Кавказ, Краснодарский край), но и в центральных областях, а также на значительной части юга Сибири и Дальнего Востока.
Это означает, что развивая гелиоэнергетику мы не останемся без электричества, света и тепла даже после исчерпания нефти, газа и угля.
Также концентрированный солнечный свет может обогревать здания и сооружения, различные хозяйственные постройки и нагревать воду в системе отопления, что позволит значительно сократить потребление природных ископаемых и улучшить экологическую обстановку в городах и за их пределами.