Одной из современных тенденций развития альтернативной энергетики является использование солнечной энергии для производства пара с целью повышения нефтеотдачи пластов, что в перспективе позволяет сокращать внутреннее потребление органического топлива, увеличивать объемы экспорта нефти и, как следствие, обеспечивать приток валютных поступлений, сократить выбросы CO2 и улучшить экологическую обстановку в целом.
На рис. 1 представлено схематичное изображение системы бестопочного котла с ПЦ- концентраторами. Жидкость, поглощая солнечную энергию, нагревается и через теплообменник передает тепловую энергию во внешний контур, где образуется пар.
Диапазон температуры, который идеально подходит для работы с ПЦконцентраторами, – от 425 до 675 K. Для более высоких температур тепловые потери этого типа ПЦ-концентраторов становятся значительными и снижают КПД. Для температур ниже 425 K используются более дешевые типы концентраторов [1].
Основные элементы ПЦ-концентратора – параболоцилиндрический рефлектор (отражатель); трубка поглотителя (абсорбер); теплоноситель; система слежения за Солнцем; металлическая конструкция (кессон).
Рассмотрим компоненты подробнее:
Тип теплоносителя, используемого в ПЦ-концентраторах, зависит от температуры, которая должна быть достигнута. Если требуются умеренные температуры (менее 450 K), то при использовании деминерализованной воды в качестве теплоносителя не возникает серьезных проблем, так как давление не является чрезмерно высоким. Синтетическое масло используется при необходимости более высоких температур (400 K < T < 675 K).
Чтобы получить горячую воду на выходе из ПЦ-концентратора с температурой 590 K, давление в контуре должно быть выше 10 МПа.
Наоборот, масло можно нагреть до 590 K, поддерживая давление в контуре около 1,5 МПа, так как давление насыщенных паров масла для этих температур намного меньше, чем воды. А работа при более низких давлениях допускает использование менее дорогих материалов для труб, упрощает монтаж и меры безопасности.