Впервые в мире в одной электростанции одновременно будут задействованы три источника энергии — природный газ, ветер и солнце. В такой гибридизации туркам помогут партнёры из США.

7 июня 2011 года было объявлено, что турецкая MetCap Energy Investments выбрала в качестве базы для своей инновационной электростанции недавно разработанную американской компанией GE технологию FlexEfficiency.

Рис. 1. Нужно подчеркнуть, что речь идёт именно о тесно интегрированной системе, а не простом размещении трёх разных видов электростанций на одной промышленной площадке (иллюстрация GE).

Это высокоэффективная газотурбинная электростанция, отличающаяся к тому же относительно простой и очень рациональной конструкцией, высокой ремонтопригодностью и выдающейся гибкостью в настройках.

Рис. 2. GE сообщает, что разработанный ею комплекс FlexEfficiency 50 Combined Cycle Power Plant, работающий на газе, занимает квартал и обладает номинальными мощностью в 510 мегаватт при КПД в 61% (иллюстрация GE).

Суть же новой идеи такова: энергетическая установка на основе газовой турбины (как центральное ядро комплекса) будет дополнена термальной солнечной электростанцией и небольшой ветровой фермой. Причём дополнена так, чтобы у этих установок было максимальное количество общих узлов и систем.

Скажем, у солнечной и газовой частей станции будет единый общий генератор. Он сидит на одном валу с газовой и паровой турбинами. Для последней пар поставляет бойлер на солнечной башне (solar power tower), освещаемой зеркалами, а ещё — парогенератор, работающий за счёт тепла отработанных газов основной (метановой) турбины.

Заметим, идея скрещивания классической тепловой электростанции с альтернативной не нова. К примеру, прошлым летом в США заработала первая солнечно-угольная электростанция. Но теперь турки и американцы намерены соединить в одном объекте сразу и тепловую станцию, и солнечную, и ветровую.

Последняя тоже получит выгоду от интеграции — она будет использовать единые для всех трёх частей комплекса системы управления и подключения к энергетической сети, объясняет Technology Review.

Рис. 3. За солнечную часть интернационального проекта отвечает партнёр GE — американская компания eSolar, уже построившая в Калифорнии солнечную башню Sierra SunTower (на снимке видно, что фактически установка содержит две соседние башни). Она производит всего 5 мегаватт электричества, но это единственная сейчас действующая коммерческая электростанция такого типа в США, поставляющая ток в сеть (фотографии eSolar).

Таким образом, FlexEfficiency извлекает несколько плюсов из идеи скрещивания технологий:

• во-первых, снижается стоимость альтернативных источников. Та же солнечная электростанция в новом комплексе не нуждается в отдельном генераторе и аппаратуре управления, и даже в собственной паровой турбине, а использует те, что поставлены для электростанции на газе. Набор же ветряков исключает из своей стоимости всяческие трансформаторы и ЛЭП, да всё ту же контролирующую электронику.
• Во-вторых, газовая составляющая комплекса может гибко реагировать на перемены в ветре и солнце, сглаживая колебания в выработке электричества от этих источников. Ведь для своей системы FlexEfficiency GE разработала стационарную газотурбинную установку, которая способна намного быстрее предшественниц менять вырабатываемую мощность, сохраняя высокий КПД даже при частичной нагрузке.

Рис. 4. В основном здании электростанции показаны паровая турбина (жёлтая), генератор (зелёный) и газотурбинная установка (синяя). Ниже — те же самые агрегаты отдельно (иллюстрации GE).

Все три части предполагаемой станции так дополняют друг друга, что, по расчётам GE, новая «газово-альтернативная» электростанция сможет быть конкурентоспособной, то есть будет поставлять электричество по умеренной цене.

А ведь для альтернативной энергетики это как раз и есть одна из главнейших проблем — слишком уж велики обычно начальные затраты на возведение «зелёных» комплексов, будь то солнечные башни с зеркалами или армия ветряных мельниц.

Согласно пресс-релизу GE, передовая станция, реализующая комбинированный цикл с интеграцией возобновляемых источников (Integrated Renewables Combined Cycle), должна заработать в 2015 году. Располагаться она будет в турецком городе Караман (Karaman). Эта электростанция должна развивать мощность в 530 мегаватт, из которых на ветер и солнце придётся 22 и 50 мегаватт соответственно. Расчётная общая эффективность турецкой станции составляет 69%.