Солнечная башня

Солнечная башня – австралийские инженеры разработали парник, нагревающий воздух под солнцем (рис. 6.5). Над парником должна располагаться труба, в которой этот воздух создавал бы тягу. Диаметр теплицы должен составить пару километров, а высота трубы — 800 метров. Расчётный КПД такого способа преобразования солнечной энергии — около 60%. Проект реализуется в Аризоне.

В основе Solar Tower лежит огромная круглая теплица. Днём в пустынной местности воздух и в обычных-то условиях прогревается до 40 градусов, а уж под прозрачной плёнкой или стеклом исполинского парника температура может доходить и до 80 °С. По замыслу ученых, нагретый воздух будет стекаться к центру сооружения, где возвышается 800-метровая труба. У её основания будут размещены 32 турбины, вращающие генераторы. Их суммарная пиковая мощность составит 200 мегаватт.

Рис. 6.5. Солнечная башня

Температура окружающего воздуха падает примерно на градус на каждые сто метров высоты. Вместе с нагревом приземного воздуха за счёт эффекта парника это должно обеспечить башне хороший перепад температур снаружи и внутри, а значит, и солидную вертикальную тягу.

Вырабатываемой при помощи Solar Tower энергии будет достаточно, чтобы питать около 100 тысяч типичных домохозяйств или городок с населением свыше ста тысяч человек. При этом по сравнению с обычной тепловой электростанцией равной мощности парник с высочайшей в мире трубой сэкономит выброс порядка 900 тысяч тонн углекислого газа в год.

Преимущества предлагаемой технологии таковы, что тяга в башне зависит не от абсолютного значения температуры в теплице, а от разности температур воздуха в ней и воздуха, окружающего трубу на большой высоте. Потому Solar Tower может работать практически в любую погоду.

Кроме того, такая башня продолжит вырабатывать электрическую энергию и ночью, поскольку за день грунт под теплицей прогреется очень существенно и сможет ещё долго согревать воздух под плёнкой.

Разработчики утверждают, что башня-электростанция практически не потребует обслуживания, кроме периодического осмотра и возможного ремонта турбин и генераторов.

Обойдётся эта электростанция примерно в $750 миллионов. Ожидается, что солнечная энергетическая башня окупит своё возведение всего за 11 лет, а простоять этот энергообъект сможет, по меньшей мере, 80 лет.

По уверению разработчиков, солнечная башня с восходящим потоком сможет действовать даже в облачный день. Рассеянного и прошедшего сквозь облака и дымку излучения, особенно инфракрасной составляющей, окажется достаточно для прогрева воздуха в теплице, пусть и не такого сильного, как в ясную погоду.

Ночная солнечная электростанция

Ночная солнечная электростанция - солнечная электростанция, основанная на центральной башне, полях зеркал-концентраторов и большом накопителе расплавленной соли, введеная в эксплуатацию близ Севильи в городе Фуэнтес-де-Андалусия (рис. 6.6).

Станция максимальной мощностью 19,9 мегаватта будет производить 110 гигаватт-часов энергии в год. Установка гарантирует выработку электричества более 270 суток в году. Это примерно втрое больше, чем у других систем на альтернативной энергии, как известно, страдающих от непостоянства источника (будь то солнце, волны или ветер).

Секрет станции заключается в большом накопителе расплавленной соли, которая играет роль промежуточного носителя на пути тепла от приёмника солнечного излучения до паровых турбин.

Рис. 6.6. Ночная солнечная электростанция

Ранее инженеры уже проводили опыты с буферным сохранением тепловой энергии в солнечных электростанциях, но никогда в таком крупном масштабе. Дело в том, что накопитель тепла способен обеспечивать комплекс энергией в течение целых 15 часов после захода Солнца.

Соль, курсирующая через центральный приёмник, под лучами солнца, сжатыми зеркалами в тысячу раз, нагревается до температуры более 500 градусов по Цельсию.

Возможности теплового буфера новой электростанции с запасом перекрывают всю ночь или, к примеру, целый облачный день. Это свойство позволяет установке работать без перебоев 24 часа в сутки и большую часть дней в году.

Станция Gemasolar, которая обошлась партнёрам в $427 миллионов, уже подключена к энергетической сети. Она способна снабжать энергией до 25 тысяч домов, при этом расчётная экономия выбросов CO₂ составляет 30 тысяч тонн в год.