Удаленный радиатор для систем солнечной энергии
Хотя для конденсации пара, используемого для питания турбогенераторов, необходимо удалить много тепла, системы охлаждения обычно являются основным источником воды для электростанций. Источники воды, такие как реки и озера, исторически обеспечивали это охлаждение, но в последние годы увеличилось количество электростанций, использующих сухое охлаждение (система охлаждения, которая использует мало воды или вообще не использует ее). Системы сухого охлаждения требуют больше энергии для работы и имеют более высокую начальную стоимость. Все эти проблемы способствуют общему снижению эффективности электростанций, однако системы сухого охлаждения потребляют на 95% меньше воды, чем системы мокрого охлаждения.
Многие электростанции различных типов производят электроэнергию, нагревая воду для создания пара, который затем пропускается через турбины. Такая система используется на некоторых солнечных установках, а также на электростанциях, сжигающих уголь и биомассу, атомных электростанциях, некоторых электростанциях, работающих на природном газе, и атомных электростанциях. Турбины этих установок должны вращать пар, который затем необходимо охладить, чтобы он мог снова сконденсироваться в жидкость и отправить обратно в котел или парогенератор.
Пар часто охлаждают и конденсируют с использованием воды на паровых электростанциях. По оценкам Геологической службы США, 40 процентов всего забора воды в США используется для выработки электроэнергии, большая часть которой предназначена для охлаждения.
Рециркуляционные системы охлаждения, которые рециркулируют охлаждающую воду, используются более чем на 61 проценте производственных мощностей США по производству термоэлектрической энергии. В этих системах вода хранится в трубопроводах с замкнутым контуром, чтобы ее можно было использовать повторно. 36 процентов теплоэлектростанций в США приходится на электростанции, использующие системы охлаждения постоянного тока. Эти системы забирают большое количество воды из соседних источников воды для охлаждения конденсатора, а затем выпускают более горячую воду обратно в первоначальный источник.
Большая часть 3-процентной мощности сухого и гибридного охлаждения в США работает с 2000 года. Окружающий воздух используется системами сухого охлаждения для охлаждения и конденсации пара. Существуют два типа этих систем: прямые системы и косвенные системы. В системах прямого сухого охлаждения вода не используется, поскольку для конденсации пара используется окружающий воздух. В типичных конденсаторах с водяным охлаждением пар в непрямых системах сухого охлаждения конденсируется, но охлаждающая вода закрытой системы остается. В результате вода не теряется в результате испарения, а это означает, что потребляется очень мало воды.
В США эксплуатируются 83 объекта с сухими и гибридными системами охлаждения и мощностью около 20 ГВт парогенерации. В Техасе самая большая мощность сухого охлаждения (2,8 ГВт), за ним следует Вирджиния, хотя в Калифорнии больше всего систем сухого охлаждения (13). (2,4 ГВт).
Около 83 процентов рабочих мощностей сухого и гибридного охлаждения обеспечиваются самой популярной технологией генерации — комбинированным циклом на природном газе (NGCC). Поскольку установкам комбинированного цикла, работающим на природном газе, требуется гораздо меньше охлаждения на МВтч, чем угольным или ядерным реакторам, системы сухого охлаждения обычно более рентабельны для них. Технология сухого охлаждения используется на предприятиях комбинированного цикла природного газа в США более чем на 15 процентов от их активной производственной мощности.
Для концентрирующих солнечных энергосистем сухое охлаждение является еще одним привлекательным выбором. Многочисленные современные концентрирующие солнечные энергетические системы используют сухое охлаждение, потому что они расположены в таких регионах, как юго-запад Соединенных Штатов, где водных ресурсов мало, а солнечных ресурсов много.
