Солнечные электростанции. 2

1. Введение

Солнце, как известно, является первичным  и основным источником энергии для  нашей планеты. Оно греет всю  Землю, приводит в движение реки и  сообщает силу ветру. Под его лучами вырастает 1 квадриллион тонн растений, питающих, в свою очередь, 10 триллионов тонн животных и бактерий. Благодаря тому же Солнцу на 3емле накоплены запасы углеводородов, то есть нефти, угля, торфа и пр., которые мы сейчас активно сжигаем. Для того чтобы сегодня человечество смогло удовлетворить свои потребности в энергоресурсах, требуется в год около 10 миллиардов тонн условного топлива. (Теплота сгорания условного топлива - 7 000 ккал/кг).

А если энергию, поставляемую на нашу планету Солнцем за год, перевести  в то же условное топливо, то эта  цифра составит около 100 триллионов тонн. Это в десять тысяч раз больше, чем нам нужно. Считается, что на 3емле запасено 6 триллионов тонн различных углеводородов. Если это так, то содержащуюся в них энергию Солнце отдает планете всего за три недели. И резервы его настолько велики, что светиться так же ярко оно сможет еще около 5 миллиардов лет. 3емные зеленые растения и морские водоросли утилизируют примерно 34% поступающей от Солнца энергии. Остальное теряется почти впустую, расходуясь на поддержание комфортного для жизни микроклимата в глубинах океана и на поверхности Земли. И если бы человек смог взять для своего внутреннего потребления хотя бы один процент (то есть 1 триллион тонн того самого условного топлива в год), то это бы решило многие проблемы на века вперед. И теоретически вполне понятно, как именно взять этот процент…  
  

2. Термодинамическое преобразование  солнечной энергии. Компоненты термодинамического преобразования солнечного излучения.

Преобразование солнечного излучения  в механическую или электроэнергию не является современным изобретением. Первая машина, качавшая воду под давлением расширяющегося воздуха,, нагретого солнцем, была разработана в 1615 г. во Франции. Аналогичная установка, приводившая в действие печатный станок, демонстрировалась на выставке в Париже в 1879 г. До 1950 г, действовало довольно много машин, работавших на солнечной энергии, мощностью от нескольких ватт до 50 кВт. В большинстве моделей концентрирующие коллекторы использовались для нагрева воды или воздуха до температур порядка нескольких сот градусов. Полученный пар или нагретый воздух применялись затем для совершения механической работы по термодинамическому циклу.

Из солнечной энергии методом  термодинамического преобразования можно  получать электричество практически  так же, как и из других источников. Однако солнечное излучение, падающее на Землю, обладает рядом характерных особенностей: низкой плотностью потока энергии, суточной и сезонной цикличностью, зависимостью от погодных условий. Поэтому при термодинамическом преобразовании этой энергии в электрическую следует стремиться к тому, чтобы изменения тепловых режимов не вносили серьезных ограничений в работу системы и не возникало затруднений, связанных с ее использованием. Желательно также, чтобы система допускала изменение производства электроэнергии во времени в соответствии с необходимостью потребления. Следовательно, подобная система должна иметь аккумулирующее устройство для исключения случайных колебаний режимов эксплуатации или обеспечения необходимого изменения производства энергии во времени. При проектировании солнечных энергетических станций важно правильно оценивать метеорологические факторы. Часто место постройки выбирается исходя лишь из одного критерия: годового числа часов солнечного сияния, при этом нередко пренебрегают другим фактором - облачностью.

Термодинамический преобразователь  солнечной энергии должен содержать  следующие компоненты:

а) систему улавливания падающей радиации;

б) приемную систему, преобразующую  энергию солнечного излучения в  тепло, которое передается теплоносителю;

в) систему переноса теплоносителя  от приемника к аккумулятору или  к одному или нескольким теплообменникам, в которых нагревается рабочее  тело;

г) тепловой аккумулятор;

д) теплообменники, образующие горячий  и холодный источники тепловой машины.

2.1. Конструкции термопреобразователей

Возможны две принципиальные схемы. В первой (рис.1,а) в приемнике нагревается 

теплоноситель, в связи с чем  обеспечивается тепловая загрузка аккумулятора. При этом рабочее тело нагревается  от аккумулятора, который сглаживает изменения в поступлении солнечной радиации. Таким образом, аккумулятор постоянно играет роль буфера, а связь системы «приемник -аккумулятор» с тепловой машиной осуществляется с помощью по меньшей мере одного теплообменника.

Во второй схеме в приемнике непосредственно нагревается рабочее тело. Зарядка аккумулятора осуществляется путем отвода части нагретого тела, а связь с тепловой машиной происходит без промежуточных устройств. В первой схеме по сравнению со второй имеет место в среднем большее снижение температурного напора, т.е. разность температур между нагревателем и холодильником тепловой машины. Во второй схеме тепло теряется лишь при аккумулировании и возврате. Однако в первом случае тепловая машина и ее вспомогательные устройства не подвержены случайным колебаниям температуры даже при отсутствии системы регулирования. Кроме того, во многих случаях теплоноситель сам играет роль теплового аккумулятора.

2.2. Системы улавливания солнечной радиации

Системы улавливания солнечной радиации обеспечивают разные степени концентрации (рис.2).

Малая степень концентрации (порядка 100) получается при использовании  отражающих поверхностей, концентрирующих  энергию при любом направлении  прихода солнечных лучей. Наблюдение за Солнцем осуществляется в этом случае с помощью упрощенной системы управления. К устройствам такого типа относятся пораболоцилиндрические отражатели, ось которых либо горизонтальна, либо перпендикулярна плоскости движения Солнца. Управляется такая установка только в соответствии с изменением положения Солнца на небосводе в течение дня. Изменение положения Солнца в течение года при этбм не учитывается, и принимаются меры лишь к тому, чтобы фокальное изображение не выходило за пределы поверхности приемника концентрированного излучения.

Средняя степень концентрации (порядка 1000) получается при использовании  фокусирующих гелиостатов, управляемых  по двум вращательным степеням свободы. Таким гелиостатом может быть зеркало в форме пораболоида  вращения, ось которого ориентируется на Солнце.

Высокая степень концентрации осуществляется единичной оптической системой (плоские гелиостаты и пораболоидный  отражатель). Она позволяет достичь  весьма высоких температур.

Сконцентрированное солнечное  излучение поглощается поверхностью приемника и преобразуется в тепло. Чтобы снизить потери тепла, связанные с излучением нагретым приемником в тепловой области спектра, поверхность приемника покрывают тонкой пленкой из селективно поглощающих материалов. Это позволяет значительно повысить КПД системы.

2.3. Аккумуляторы энергии

Поскольку солнечная радиация поступает на поверхность Земли периодически и достаточно случайно, солнечная энергетическая станция с термодинамическим циклом должна иметь устройство для аккумулирования энергии. При разработке таких устройств необходимо выяснить, как появление дополнительных установок повлияет на общую стоимость вырабатываемой энергии и т.п. Аккумулирование может быть кратковременным, на 1-2 ч. в период облачности, для предотвращения колебаний тепловой нагрузки станции и сглаживания резких изменений выходной мощности. Необходимо также аккумулировать энергию в течение дня для выработки ее в темное время суток, а также в часы пиковых нагрузок. В случае увеличения стоимости энергии в часы пик аккумулирование может снизить затраты на создание аккумулирующей системы. Кроме того, необходимо также сезонное аккумулирование для обеспечения энергией потребителей в периоды длительного и неблагоприятного сезона за счет энергии, запасенной во время поступления солнечной радиации.

2.4. Аккумуляторы тепла

В настоящее время накопление энергии  осуществляется за счет аккумулирования  тепла.

Тепловой аккумулятор - дорогостоящий  элемент. В зависимости от температуры  системы аккумулирования энергии  обычно подразделяют на низкотемпературные (до 100◦С), среднетемпературные (от 100 до 550◦С) и высокотемпературные (> 550◦С).

Низкотемпературные аккумуляторы, в частности водяные, нашли широкое  применение в гелиотехнике для отопления  зданий и горячего водоснабжения. Для  низкотемпературного аккумулирования используют также обратимые реакции гидратации и сольватации солей и кислот, а также процессы фазового перехода. Для этих целей в качестве теплоаккумулирующих веществ используют парафины и эмульсии, состоящие из парафина и воды. Скрытая теплота плавления парафина порядка 44 кал/г, а температура плавления 35-50◦С.

Новый тип систем термохимического аккумулирования «Тепидус» разрабатывается в Швеции. В этой установке используется процесс выделения тепла при гидротации сульфида натрии.

Для среднетемпературного аккумулирования, а также в качестве теплоносителя используют соли и их эвтектики, характеризующиеся температурой плавления в несколько сот градусов и большой величиной скрытой теплоты фазового перехода.

Весьма перспективны для среднетемпературного аккумулирования гидраты оксидов щелочноземельных металлов. Использование процессов аккумулирования реакций гидратации оксидов отличается целым рядом достоинств. Это высокая плотность запасаемой энергии, простое долгосрочное аккумулирование при температуре окружающей среды, компактность твердого энергоаккумулирующего вещества, низкая его стоимость, получение достаточно высокопотенциального тепла на стадии гидратации.

Высокотемпературное аккумулирование  осуществляется с помощью обратимых  экзоэндотермических реакций. При этом реакции можно разделить на две группы: реакции каталитического разложения, продукты которых можно не разделять и хранить вместе, и реакции, протекающие без катализаторов, продукты которые должны быть разделены при температуре солнечного приемника, чтобы предотвратить обратную реакцию.

Выбор типа термодинамического цикла  и природы рабочего тела определяется областью рабочих температур теплового  двигателя, т.е. характеристики системы  концентрации, аккумулятора и параметров цикла тесно взаимосвязаны. В солнечных установках с концентрацией предпочтение отдается пароводяным циклам.

2.5. Два типа солнечных установок

Существует два подхода к  созданию солнечных станций, работающих по термодинамическому циклу. Первый - использование небольших централизованных станций для отдаленных, районов. Второй - создание крупных солнечных энергетических установок мощностью в несколько десятков МВт, рассчитанных на работу в центральной электросети (рис. 3-6). В установках на несколько десятков МВт использовать устройство для промежуточного прогрева пара невыгодно, поскольку его стоимость не окупается приростом мощности. Здесь предлагается использовать два типа двигателей. Для солнечных станций, включенных в энергосеть, наиболее подходящими являются турбины, хотя их диапазон рабочих режимов довольно узок и сложны конструкции.

Для автоматических станций с переменной нагрузкой могут оказаться более  эффективными поршневые двигатели, область рабочих режимов которых  более широка.

Тип цикла и природа рабочего тела определяются областью рабочих температур теплового двигателя. Это предполагает в первую очередь взаимосвязь между характеристиками системы концентрации, аккумулятора и параметрами цикла. Идеальным рабочим телом с этой точки зрения является вода, но для работы с ней температура горячего источника должна быть 200-500◦ С.

Чтобы добиться таких температур, необходимо на приемнике получить 500-кратную  концентрацию солнечной радиации, а  с учетом потерь на излучение и  конвекцию требуется концентрация вдвое больше. Такие значения практически невозможно обеспечить с помощью линейных концентраторов, поэтому разрабатываются концентрирующие устройства, фокусирующие радиацию в точку приемника.

Указанные выше трудности разрешаются, если вместо 10-20 тыс. приемников сделать  один, аналогичный по своим параметрам и размерам паровому котлу обычного типа, и поднять его над поверхностью Земли.

2.6. Гелиостанция башенного типа

В случае гелиостанции башенного  типа (рис. 7-9) все параболоиды заменяются практически плоскими отражателями тех же размеров. Каждый гелиостат отражает» солнце « на элемент поверхности центрального приемника, т.е. энергия передается к приемнику оптическим способом вместо транспортной сети паропроводов, требуемой в случае применения системы с рассредоточенными коллекторами.

Стоимость гелиостатов составляет около 80% стоимости станции, поэтому  в настоящее

время основное внимание обращается на конструктивную разработку гелиостатов  для облегчения их изготовления при  массовом производстве.

Управлять гелиостатами можно двумя способами: с помощью оптической системы и с использованием вычисленных координат. Требуемая точность фокусировки на приемник составляет 10»3 рад. При использовании координат управление осуществляется с помощью вычислительной машины. Скорость видимого движения Солнца составляет 207с. За 6 с оно перемещается более чем на 2 и гелиостат должен повернуться на Г, чтобы сохранить постоянным направление отраженных лучей. Каждые 6 с требуется определить новое положение каждого гелиостата. Это можно эффективно осуществить лишь централизованным путем для всех гелиостатов. Такой способ управления позволяет следить за Солнцем даже при пасмурной погоде.

Поскольку стоимость гелиостатов  составляет до. 80% всей стоимости подсистемы сбора солнечной энергии, то основные усилия при их разработке направлены на снижение затрат при сохранении требуемых эксплуатационных качеств. Основная задача состоит в создании максимально экономичных гелиостатов и последующим размещении их в поле отражения таким образом, чтобы свести к минимуму стоимость энергии, обеспечиваемой системой сбора.

Примером рассматриваемой установки  может служить станция мощностью 10 МВт, построенная в северо-западной части Мексики, вблизи города Эрмосильо. Это засушливый район, где Солнце регулярно светит в течение 95% светлого времени года. Здесь также наблюдается высокая плотность солнечной радиации, достигающая 0,8 - 0,95 кВт/м2 в среднем за солнечный день, который длится 10-13 ч. В районе постоянная нехватка воды, и следовательно, вода стоит дорого, поэтому в качестве рабочего тела для станции был выбран воздух как наиболее дешевый и доступный теплоноситель.

Стоимость 1 кВт установленной мощности для такой станции составляет 1800 долл., тогда как для обычных  топливных станций 200-300 долл.

Преимущество станций башенного типа заключается в том, что не нужно осуществлять транспортировку рабочей жидкости на большие расстояния от приемника до турбины, однако в них система сбора солнечной радиации оказывается дорогой и недостаточно эффективной. Из-за погрешностей в слежении, возможных при наличии большого количества гелиостатов, действительный коэффициент концентрации у термоэлектрогенератора часто составляет 1/3 расчетного.

Как показывает опыт, более перспективными оказываются станции с распределенным приемником энергии. В этих станциях концентраторы, представляющие собой параболоцилиндрические отражатели, вращаются вокруг одной оси и имеют трубчатые приемники, совмещенные с фокальной линией (рис. 9). Вращение по одной оси позволяет существенно уменьшить стоимость концентратора при уменьшении количества получаемой энергии всего на 5% по сравнению с системой слежения, использующей вращение вокруг двух осей.

Первой станцией данного типа, стоимость  электроэнергии которой сравнима со

стоимостью тепловых станций, стала  станция, построенная американской фирмой «Луз», основанной в 1979 г. В 1985 г. этой фирмой построена солнечная электростанция в калифорнийской пустыне Мохаве, которая занимает 340 га. Еще на рассвете компьютерная система начинает ориентировать 540 тысяч параболоцилиндрических зеркал, чтобы они могли улавливать свет. Расположенные рядом зеркала поворачиваются за солнцем с восхода до заката. Они фокусируют солнечные лучи и направляют их на тонкую трубу из нержавеющей стали с черным покрытием. По трубе протекает синтетическое масло, которое нагревается до 390◦ С. Перегретое масло поступает в теплообменники, где отдает свое тепло воде, превращая ее в пар, который приводит в действие турбогенератор, обычного типа, вырабатывающий электроэнергию.

2.7. Плоские солнечные коллекторы

Плоский солнечный коллектор представляет собой теплообменник, предназначенный для нагрева жидкости или газа за счет солнечной энергии. Область применения плоских солнечных коллекторов - системы отопления жилых и производственных зданий, горячего водоснабжения, а также энергетические установки с низкокипящим рабочим телом. Основными элементами плоского солнечного коллектора (рис.10) являются:

поверхность, нагревающаяся за счет поглощения солнечной радиации и передающая теплоту рабочему телу; стекло, подавляющее потери теплоты за счет излучения; тепловая изоляция и корпус. Совершенство коллектора определяется его оптическим и тепловым КПД.

Оптический КПД η_о показывает, какая часть солнечной радиации, достигающая поверхности остекленения коллектора, оказывается поглощенной абсорбирующей излучение черной поверхностью, и учитывает потери энергии, связанные с поглощением в стекле, отражением и отличаем теплового коэффициента теплового излучения абсорбирующей поверхности от единицы.

Кроме этих потерь, в коллекторе любой конструкции присутствуют потери теплоты в окружающую среду Q_ПOT, которые учитываются его тепловым КПД. Тепловой КПД равен отношению количества полезной теплоты Qпол, отведенной от коллектора за определенное время, к количеству энергии, поступающей к нему от Солнца за то же время.

2.8. Вакуумные коллекторы

Плоские солнечные коллекторы имеют при повышенных температурах сравнительно большой полный коэффициент  потерь и низкий тепловой КПД. В силу этого обычно их используют в системах, где уровень нагрева теплоносителя не превышает 50 - 80◦С. В том случае, если необходим нагрев до более высоких температур, используют вакуумные коллекторы. В вакуумном коллекторе объем, в котором находится черная поверхность, поглощая солнечное излучение, отделен от окружающей среды вакуумированным пространством, что позволяет практически полностью устранить потери теплоты в окружающую среду за счет теплопроводности и конвекции.

Потери на излучение в значительной степени подавляются за счет применения селективного покрытия. Так как полный коэффициент потерь в вакуумном коллекторе мал, теплоноситель в нем можно нагреть до более высоких температур (120 - 150 ◦С), чем в плоском коллекторе. На рис.11 показаны примеры конструктивного выполнения вакуумных коллекторов.

2.9. Селективные покрытия

Эффективность работы гелиоэнергетических  установок во многом зависит от оптических свойств поверхности, поглощающей  солнечное излучение. Для сведения к минимуму потерь энергии необходимо, чтобы в видимой и ближней инфракрасных областях солнечного спектра коэффициент поглощения этой поверхности был как можно ближе к единице, а в области длин волн собственного теплового излучения поверхности к единице должен, стремиться коэффициент отражения.

Наибольшее распространение получили двухслойные селективные покрытия. На поверхность, которой необходимо придать селективные свойства, наносится слой с большим коэффициентом отражения в длинноволновой области спектра, например медь, никель, молибден, серебро, алюминий. Поверх этого слоя наносится слой прозрачной длинноволновой области, но имеющий высокий коэффициент поглощения в видимой и ближней ИК-областях спектра. Такими свойствами обладают многие окислы. Простейший пример получения двухслойной селективной поверхности - окисление поверхности металла. Двухслойная селективная поверхность возможна также в «обратном» варианте, когда названные выше слои располагаются в обратном порядке: слой, отражающий длинноволновое излучение, - сверху, а слой, поглощающий видимую и ближнюю ИК-области спектра, - снизу. В этом случае верхний слой для видимой части спектра должен быть прозрачен.

Селективность поверхности может  быть обеспечена за счет чисто геометрических факторов: неровности поверхности должны быть больше длины волны света  в видимой и ближней ИК- областях спектра и меньше длины волны, соответствующей собственному излучению поверхности. Такая поверхность для первой из указанных областей спектра будет черной, а для второй - зеркальной.

Селективными свойствами обладают поверхности с дендритной или пористой структурой при соответствующих размерах дендритных игл или пор.

Интерференционные селективные поверхности  образованы несколькими перемежающимися  слоями металла и диэлектрика, в  которых коротковолновое излучение  гасится за счет интерференции, а длинноволновое - свободно отражается.

2.10. Системы солнечного теплоснабжения.

Нагретый в коллекторе теплоноситель  может быть использован в системах отопления,

горячего водоснабжения и для  технических нужд. На рис.25 показаны примеры систем солнечного горячего водоснабжения.

Схема рис. 12,а работает по принципу термосифона. Бак с водой в этом случае располагается выще коллектора. Нагретая вода поступает в верхнюю часть бака, а ее место занимает холодная вода из его нижней части. Системы горячего водоснабжения с использованием термосифонного эффекта являются простыми (нет насоса и системы регулирования) и потому получили наиболее широкое распространение.

В схеме рис. 12,б предусмотрена принудительная циркуляция воды в контуре с помощью насоса. Насос включается автоматически, как только разность температур в верхней части коллектора и в нижней части бака достигает заданного значения. Бак в этой схеме может располагаться ниже коллекторов.

Если система рассчитана на работу в условиях отрицательных температур, используют двухконтурную схему с антифризом в первом контуре.

Передача теплоты от антифриза  к воде может Осуществляться либо в аккумуляторном баке (рис. 12,в), либо в отдельном промежуточном теплообменнике (рис. 12,г).

Как правило, в системах горячего водоснабжения предусматривается вспомогательный источник теплоты (электрический или топливный), который либо встраивается в аккумуляторный бак, либо устанавливается на линии, идущей к нагрузке.

В принципе система теплоснабжения может быть спроектирована таким образом, чтобы полностью удовлетворять потребности в теплоте за счет Солнца, Однако экономически такой вариант, как правило, оказывается неоправданным, так как в летний период дорогостоящее гелио-оборудование оказывается сильно недогруженным.

3. Концентраторы солнечной энергии

Одним из препятствий на пути использования  солнечного излучения в энергетике является его низкая плотность. Преодолеть это препятствие можно путем  концентрирования излучения. Применение концентраторов позволяет не только поднять энергетическую эффективность солнечных фотоэлектрических установок, но и улучшить их экономические показатели за счет уменьшения расхода дефицитных полупроводниковых материалов, снижения стоимости и массы, повышения устойчивости к действию внешних факторов. При использовании концентрированного излучения для освещения модулей солнечных элементов одним из важных требований является равномерность плотности лучистого потока на приемнике. Для создания такого потока используются концентраторы с плоскими отражающими поверхностями - плоские фоклины. Если образующая концентратора является прямой линией, их называют односекцион-ными (рис.9,а), если ломаной - многосекционными (рис.9,6). Концентрация солнечного излучения в них достигается в результате многократного отражения от зеркальных поверхностей. Односекционные плоские системы позволяют увеличить в 2-10 раз концентрацию .солнечного излучения и во столько же раз снизить площадь полупроводниковых элементов для получения той же энергии.

Для этой цели применяются также фокусирующие коллекторные системы, в которых используются отражатели и линзы, фокусирующие лучи на солнечных элементах. Характер работы устройств двух типов различен, так как плоская система эффективна даже в облачную погоду, в то время как фокусирующие системы оправдывают себя только при прямом солнечном свете. Однако степень концентрации у них на много выше. Недостатки фокусирующей системы можно частично компенсировать, если снабдить ее

высокоэффективными солнечными элементами, включая элементы на монокристаллическом кремнии и арсениде галлия, КПД которых в настоящее время достигает 20-26%.

Использование концентрирующих систем позволяет снизить стоимость  солнечных электростанций, так как  они дешевле солнечных элементов, поэтому их применение на солнечных станциях даст возможность сэкономить на фотоэнергетических устройствах.

4. Гибридные солнечные станции

Рассмотрение основных методов  преобразования солнечной энергии  показывает, что каждый из них имеет  определенные достоинства, однако ни один не может обеспечить надежное производство энергии.

Фотоэлектрические системы дают возможность  производить электричество в  светлое время суток, при этом радиация может быть прямой или рассеянной. Для их работы не требуется высокая  степень концентрации. Однако в  темное время суток производство энергии с помощью таких станций невозможно.

Солнечные станции, использующие термодинамический  цикл, могут преобразовывать только прямую солнечную радиацию, поскольку  для их работы требуется высокая  степень концентрации солнечного излучения. Преимущество солнечно-термальных станций в том, что они приспособлены к высокотемпературному аккумулированию тепла в пределах суток, что позволяет производить электричество в темное время суток или в условиях кратковременного отсутствия прямой солнечной радиации. Высокотемпературное аккумулирование тепла в настоящее время потенциально более экономично, -чем батареи или другое нетопливное накопление, особенно когда жидкость-теплоноситель также и аккумулирует тепло. Однако при длительном отсутствии прямой солнечной радиации такие станции работать не могут, поскольку солнечная энергия аккумулируется ненадолго.

Долгосрочную аккумуляцию дает биоконверсия. Специальное выращивание  биомассы с последующим ее пе-ребраживанием  в спирт или метан позволяет создать искусственные аналогии процесса образования органического топлива,во много раз превосходящие по скорости естественные процессы. Недостатком системы биоконверсии является низкий КПД преобразования солнечной энергии. Он обусловлен низкой эффективностью фотосинтеза, в результате которого получается органическое топливо, требующее дополнительного преобразования, что еще больше уменьшает КПД системы.

Один из возможных путей повышения  надежности солнечных станций - подключение  к Солнечной системе недорогой системы на ископаемом топливе, энергия от которой может компенсировать колебания «со'лнечного снабжения». Однако гибридные системы такого типа уже не являются солнечными станциями в полном смысле слова.

Вместе с тем задачу надежного  производства энергии с использованием только солнечной радиации можно решить, если построить гибридную станцию, совмещающую в себе все три метода преобразования солнечной энергии: фотоэлектрический, солнечно-термальный и биоконверсию. Действительно, в такой станции фотоэлектрическая система прямо преобразует солнечную радиацию в электричество, которое может потребляться сразу в момент его производства. Термодинамическая система аккумулирует солнечную энергию для работы станции в часы пик и в темное время суток. Система биоконверсии обеспечивает работу станции в периоды длительного отсутствия солнечной радиации за счет аккумулирования биотоплива.

Требуемое количество аккумулированной энергии зависит от расположения станций и может быть небольшим. Обычно потребность в электроэнергии имеет суточные пики в середине дня и сезонные в начале лета, т.е. тогда, когда возможна максимальная выработка энергии от солнечных установок. Поэтому для удовлетворения нужд довольно широкого круга потребителей вполне достаточно умеренного количества аккумулированной энергии.