Themis (solar power plant)

Введение

Солнечная электростанция и научно-исследовательский центр во Франции Солнечная электростанция THEMIS - это научно-исследовательский центр, специализирующийся на солнечной энергии. Он расположен недалеко от деревни Таргасонн, в департаменте Восточные Пиренеи, на юге Франции, в 3 километрах от крупнейшей в мире солнечной печи в Одейло.

Местонахождение завода

ТЕМИС, принадлежащая Генеральному совету Восточных Пиреней, была стратегически расположена в регионе Сердания, в Восточных Пиренеях, потому что условия для солнечной энергии превосходны. Во-первых, в Чердании почти 2400 часов солнечного света в год; во-вторых, очень слабый ветер ограничивает время разрушения завода; в-третьих, место находится на большой высоте, обеспечивая более сильный солнечный свет. Земля, выбранная для установки, находится на склоне от 6° до 18°, что подходит для электростанции.

Центр исследований и разработок THEMIS

Исследования и разработки сосредоточены на солнечной энергии, а THEMIS является научно-исследовательским центром, а также фотоэлектрическим и солнечно-тепловым энергетическим комплексом.

THEMIS солнечная тепловая энергия

В 1983 году мощность электростанции составляла 2 МВт. Он был основан на массиве из 201 зеркал, которые нагревали приемник (полость, облицованную трубками охлаждающей жидкости) на вершине 100-метровой башни, где охлаждающая жидкость (плавленные соли) переносила тепловую энергию на парогенератор, который сам питал электрическую турбину. Растворенными солями были нитрат калия (53%), нитрит натрия (40%) и нитрат натрия (7%). Температура входа охлаждающей жидкости составляла 250 °C, а температура выхода - 450 °C. Парообработка в генераторе производилась при давлении 50 бар и температуре 430 °C.

История

Первая солнечная электростанция THEMIS была экспериментальным солнечным объектом, который производил энергию в период с 1983 по 1986 год, а затем закрылся отчасти из-за трудностей управления системой охлаждения, а отчасти из-за отсутствия политической и финансовой поддержки. Строительство началось в 1979 году, стоимость проекта составила 300 миллионов французских франков (около 45 миллионов евро), и его управляла компания Électricité de France (EDF). Завод перешёл в состояние зимнего сна более двадцати лет и превратился в научное учреждение ЦЕРН и Комиссариата по атомной энергии, специализирующееся на астрофизике, с открытым телескопом Черенкова, измеряющим гамма-лучи, попадающие в атмосферу (см. Массив Черенкова в Темиде). В 2004 году Генеральный совет Восточных Пиреней разработал программу реабилитации для производства электроэнергии и создания научно-исследовательского центра по солнечной энергии с Национальным центром научных исследований (CNRS) и местным инженерным бюро Tecsol. THEMIS по-прежнему имеет 201 солнечных устройств, называемых гелиостатами, большинство из них по-прежнему оснащены зеркалами (53,70 м2 каждый), охватывающими площадь 11 800 м2 в общей сложности, способными отправлять солнечную энергию в горячую точку на вершине центральной башни высотой 104 м, где первоначально был установлен приемник (который теперь является частью выставки за пределами солнечной печи Odeillo). Однако гелиостаты больше не работают. На трех рядах гелиостатов, находящихся дальше всего от башни, зеркала заменяют солнечными элементами. Некоторые из этих элементов будут следовать за солнцем, а другие - нет, чтобы измерить разницу в эффективности. В рамках проекта по восстановлению CNRS была отремонтирована половина гелиостатов с целью создания мощности в 1 МВэ, с помощью газовой турбины, установленной на вершине башни, питаемой либо горячим воздухом непосредственно из воздухоприемника (проект PEGASE), либо приемником с частицами, который также служит для хранения тепловой энергии: Европейский проект Следующий веб-сайт проекта CSP, 2017-2021. В апреле 2018 года на башне THEMIS начался новый исследовательский проект: проект POLYPHEM ("Маломасштабный солнечный тепловой комбинированный цикл"). POLYPHEM - проект "Горизонт 2020", финансируемый в рамках программы "Энергия" (LCE 07 2016 2017 Разработка технологий нового поколения возобновляемой электроэнергии и отопления/охлаждения). Консорциум координируется лабораторией PROMES CNRS и реализуется в общей сложности девятью партнерами из четырех стран-членов ЕС. Проект завершится в марте 2022 года и имеет бюджет в размере 4 975 млн. евро (грант ЕС) на эти 4 года. POLYPHEM направлена на повышение гибкости и производительности малых солнечных электростанций, благодаря технологии микрогазовых турбин, работающих на солнечной энергии. В конечном итоге проект позволит построить прототип электростанции мощностью 60 кВт с тепловым накопителем 1,3 МВтч и проверить этот инновационный энергетический цикл в соответствующей среде (TRL 5) на солнечной башне Themis в Таргасоне.

The first THEMIS solar plant was an experimental solar facility which produced power between 1983 and 1986, and then closed in part due to the difficulty of managing the cooling system, and in part due to a lack of political and financial support. Construction started in 1979 at a cost of 300 million French francs (about 45 million euros), and was operated and managed by Électricité de France (EDF). The plant went into hibernation for more than twenty years, and turned into a scientific facility of the CERN, and the Commissariat à l'énergie atomique focusing on astrophysics, with an open air Cherenkov Telescope, measuring gamma rays hitting the atmosphere (see Cherenkov Array at Themis). In 2004, a rehabilitation program was devised by the General Council of the Pyrénées Orientales, to produce power, and create a research and development centre on solar energy with the Centre national de la recherche scientifique (CNRS), and Tecsol, a local engineering office. THEMIS still has its 201 sun following devices called heliostats, most of them still equipped with mirrors (53.70 m2 each) covering an area of 11,800 m2 in total, able to send the solar energy towards the hot spot at the top of the 104 m central tower, where the receiver was originally placed (which is now part of the exhibition outside the Odeillo solar furnace). The heliostats are, however, no longer operational. The three rows of heliostats furthest away from the tower are having their mirrors replaced by solar cells. Of these cells, some will follow the sun while others will not, so as to measure the difference in efficiency. The CNRS rehabilitation project has repaired half of the heliostats in order to develop a power of 1 MWe, by means of a gas turbine installed at the top of the tower, fed either with hot air directly from an air receiver (PEGASE project) or a receiver with particles which also serves to store thermal energy: European project Next CSP project website, 2017 2021. In April 2018, a new research project started at the THEMIS tower: the POLYPHEM project ("Small Scale Solar Thermal Combined Cycle"). POLYPHEM is a Horizon 2020 project funded under the Energy programme (LCE 07 2016 2017 Developing the next generation technologies of renewable electricity and heating/cooling). The consortium is coordinated by the CNRS PROMES lab and implemented by a total of 9 partners from 4 EU member countries. The project will end in March 2022 and has a budget of 4,975 M€ (EC grant) over these 4 years. POLYPHEM aims at improving the flexibility and the performance of small scale Concentrated Solar Power plants, thanks to a solar driven micro gas turbine technology. As a final result, the project will build a 60 kW prototype plant with a 1,3 MWh thermal storage unit and will validate this innovative power cycle in a relevant environment (TRL 5), at the Themis solar tower in Targassone.