Solarni toranj sakuplja zrake iz polja ogledala. Spanija solarni tornjevi

djuga: ovo je bez uzimanja u obzir cijene zemljišta. Solarne elektrane zauzimaju ogromnu površinu zbog vrlo niske gustine energije sunca. Na jedan kvadratni metar dolazi 1400W energije. Uzimajući u obzir noći i dane, ovaj broj je prepolovljen, zbog rotacije ogledala i neoptimalnog položaja sunca u večernjim i jutarnjim satima, atmosferski gubici i dalje padaju najmanje 2 puta, ali je efikasnost velika. maksimalno 30%. Ukupno se iz brojila može ukloniti oko 120 vati električne energije. Za 120 MW bilo bi potrebno 120 miliona kvadratnih metara ili 120 kvadratnih KILOMETARA. Nekako je sumnjivo da je Izrael pristao da okupira takvo područje sa ogledalima.

djuga 14. januara 2018 | 15:56

geokrilov: Nekako je sumnjivo da je Izrael pristao da okupira takvo područje sa ogledalima.
=========================================================================================

A kakva je sumnja kad kula već stoji? Vjerujem da su uzeli u obzir sve svoje mogućnosti, odvagnuli sve za i protiv.

djuga 14. januara 2018 | 22:48

geokrilov: stvarna prosječna snaga neće biti 120 megavata, već 3 puta manja.
============================================================================

Mislite li da nije vrijedno toga?
Izvinite, ali ne znam kako možete da radite takve proračune na kolenu, a da nemate sve podatke. Ali čak i ako ste u pravu, prvi mobilni telefoni su težili kilogramima, a prije 100 godina efikasnost parne lokomotive je bila oko 7%, ako me sjećanje ne vara.

geocrilov 15. januara 2018 | 04:23

djuga: Ja sam inžinjer u penziji (mehaničar za letjelicu _MVTU), tada nije bilo kalkulatora i proračuni su se radili na lenjiru. Mogao bih objasniti o solarnim panelima. Mobilni telefoni se odnose na komunikaciju i informacije. Otkad sam kao student razmatrao nešto o BESM6, mobilni telefoni imaju veću moć čišćenja nego tadašnji mainframe. A efikasnost solarne baterije tada je bila 12%, a sada ne prelazi 20. Serijska - 15%.
I da, nemojte se oslanjati na alternativne izvore. Štaviše, u Izraelu su, čini se, pronašli plinska i naftna polja u Sredozemnom moru. U najgorem slučaju, možete izgraditi nuklearnu elektranu.
Efikasnost parne lokomotive može se povećati pomoću mašine za dvostruku ekspanziju i izmenjivača toplote na izlazu, ali njena teoretska efikasnost nije veća od one dobijene iz Carnot ciklusa, a efikasnost solarne solarne stanice ili solarne baterije ne može biti veća od određene vrijednosti.
Alternativni izvori su opravdani tamo gdje se dalekovod ne može povući. Na primjer, za napajanje meteorološke stanice na Kolimi ili mobilnih stanica negdje na Krasnojarskom teritoriju.

djuga 15. januara 2018 | 07:49

geokrilov: Mobilni telefoni su komunikacija i informacije.
===============================================================

Da, da, i lokomotive se odnose na transport.
Ne sumnjam u vaše kvalifikacije i iskustvo. Ali ne govorimo o potpunom prelasku na alternativnu energiju, već samo o smanjenju udjela koji radi na neobnovljivim resursima.I sa ove tačke gledišta, projekat koji se realizuje je sasvim racionalan čak i sa efikasnošću od 20%. Osim toga, ekološki je i siguran, ne zahtijeva ogromnu infrastrukturu, za razliku od bilo koje termoelektrane.

Napravljeno četvrtak, 28 jul 2011 12:13 Pustinja i sunce su nerazdvojni pojmovi. Stoga ne čudi što su pustinje širom svijeta magnet za sve manje ili više ozbiljne kompanije specijalizirane za solarnu energiju – gdje će još jedno nebesko tijelo tako neizbježno odgovorno ispunjavati ljudske hirove? Pustinja u državi Arizona (SAD) također nije promakla pomnoj pažnji "solarnih" stručnjaka. Ovdje se australijska kompanija EnviroMission priprema za realizaciju svog prvog, izuzetno ambicioznog projekta izgradnje solarne elektrane u punoj veličini (tzv. "solarnog tornja").

"Fun-scale" je blago rečeno. Kako su planirali programeri, elektrana će biti isto tako velika! Po završetku, 800-metarski "solarni toranj" postat će jedan od najvećih visoke zgradeširom svijeta. Ukupna proizvodnja, procijenjena na 200 megavata, omogućit će mu opskrbu 150.000 okolnih gradova obnovljivom energijom najmanje 80 godina.

Izvršni direktor EnviroMissiona Roger Davey objasnio je novinarima kako solarni toranj funkcionira, podijelio detalje o pripremama za projekat u Arizoni i govorio o razlozima zašto projekat nije mogao biti implementiran u rodnoj Australiji developera.

Kako radi

Ideja koja stoji iza EnviroMission solarnog tornja je vrlo jednostavna. Sunce obasjava i grije tlo u podnožju tornja, prekrivenog termoizolacionim materijalom i predstavlja nešto poput veoma velikog staklenika. Zagrijani zrak teži prema gore, teče dolje do jedne (centralne) rupe na poklopcu. Tu su, u podnožju tornja, smještene turbine koje proizvode električnu energiju zbog prirodnog uzlaznog strujanja zraka.

Teško je takav sistem shvatiti ozbiljno dok ne izračunate neophodna razlika temperature i ne možete višestruko povećati skalu cijele strukture - što su programeri i uradili. Ako toranj postavite u vruću pustinjsku oblast, gde temperatura površine tokom dana dostiže 40 stepeni Celzijusa, i dodate uticaj veštački stvorenog "efekta staklene bašte", tada će temperatura u rezervoaru za vazduh već biti 80-90 stepeni. Celzijus. Ostaje povećati staklenik-rezervoar oko tornja tako da njegov radijus dosegne nekoliko stotina metara, a vi ćete dobiti solidnu količinu toplog zraka.

Također bi bilo korisno povećati visinu tornja na nekoliko stotina metara (svakih sto metara udaljenosti od površine zemlje znači smanjenje temperature zraka za jedan stepen). Što je veća temperaturna razlika, toranj jače „uvlači“ vrući zrak sa dna, a turbine proizvode više energije.

Prednosti takvog izvora energije su očigledne:

• Budući da elektrana funkcionira po temperaturnoj razlici, a ne po apsolutnoj temperaturi, nastavit će raditi u svakom vremenu;
• Pošto se tlo tokom dana jako zagrije, ima dovoljno preostale topline da se nastavi rad noću;
• Budući da je za naznačenu namjenu najprikladniji prostor suvog vrućeg tla, moguće je izgraditi „solarni toranj“ na manje-više beskorisnom prostoru usred pustinje;
• Elektrana zahtijeva malo ili nikakvo održavanje - osim povremenih pregleda i/ili popravke turbina - toranj "samo radi" od početka izgradnje do postojanja konstrukcija koje ga čine;
• "Solarni toranj" ne zahteva sirovine - bez uglja, bez uranijuma, ništa osim vazduha i sunčeve svetlosti;
• Potpuno je bez otpada i ne emituje druge zagađivače osim topli vazduh; određene površine staklenika mogu se čak koristiti za njihovu namjenu za uzgoj biljaka.

Projekt Arizona u brojkama

Ono što programeri iz EnviroMissiona planiraju nikako nije prvi pokušaj stvaranja "solarnog tornja". Eksperimentalni model, napravljen u Španiji, radio je sedam godina (od 1982. do 1989.) i dokazao je efikasnost tehnologije.

Međutim, ovaj put će biti mnogo veći. Kao što je već pomenuto, projektovana visina tornja je 800 metara (samo 30 metara ispod Dubaija Burj Khalifa, visoka zgrada u svijetu 2010.), prečnik na vrhu je 130 metara.

Na ovog trenutka programeri iz EnviroMission su zauzeti kupovinom zemljište i izrada projektne dokumentacije. Cijena izgradnje će, prema njihovim riječima, biti 750 miliona američkih dolara. Očekuje se da će energetska efikasnost elektrane biti 60%, što je čini mnogo efikasnijom i pouzdanijom od ostalih obnovljivih izvora energije.

Unaprijed se zna kuda će ići energija proizvedena iz "solarnog tornja" - nedavno je Državna uprava za energetiku Južne Kalifornije potpisala ugovor o saradnji (pretkup električne energije) sa EnviroMissionom na period od 30 godina. Na osnovu rezultata finansijskog modeliranja, izgradnja tornja će se isplatiti za samo 11 godina, uprkos činjenici da je njegov dizajn projektovan za više od 80 godina rada.

Prema uslovima ugovora, struja u američke kuće solarni toranj u Arizoni će početi da se isporučuje početkom 2015.

Fantastična slika, zar ne? Pred vama je solarna elektrana tzv. toranjskog tipa sa centralnim prijemnikom. Ove elektrane koriste rotirajuće polje reflektora heliostata za pretvaranje sunčeve svjetlosti u električnu energiju. Oni fokusiraju sunčevu svetlost na centralni prijemnik izgrađen na vrhu tornja koji apsorbuje toplotnu energiju i pokreće turbinski generator. Svakim ogledalom upravlja centralni kompjuter koji usmjerava njegovu rotaciju i nagib tako da reflektirana sunčeva svjetlost uvijek bude usmjerena na prijemnik. Tečnost koja cirkuliše u prijemniku prenosi toplotu na akumulator toplote u obliku pare. Para pokreće turbinu generatora koji proizvodi električnu energiju ili se direktno koristi u njoj industrijskim procesima. Temperature na prijemniku dostižu od 538 do 1482 C.

Prva toranjska elektrana, nazvana "Solar One" u blizini Barstowa, u južnoj Kaliforniji, izgrađena je davne 1980. godine i uspješno je demonstrirala primjenu ove tehnologije u proizvodnji električne energije. Ova stanica koristi vodeno-parni sistem snage 10 MW.

Najveću solarnu elektranu u obliku tornja pokrenuo je Abengoa Solar. Njegova snaga je 20 MW. Solarni toranj PS20 nalazi se u blizini Sevilje, Španija, i izgrađen je pored ranije manjeg tornja PS10.

Solarna elektrana PS20 koncentriše zrake reflektirane od 1255 heliostata na toranj visok 161 metar. Svako ogledalo heliostata od 120 m 2 usmjerava sunčeve zrake na solarni kolektor koji se nalazi na vrhu tornja od 165 metara. Kolektor pretvara vodu u paru, koja pokreće turbinu. Stanica je izgrađena 2007. Do 2013. Španija planira da dobije oko 300 MW električne energije iz solarnih instalacija različitih dizajna, uključujući tornjeve.

Nedostatak svake solarne stanice je pad njene izlazne snage u slučaju pojave oblaka na nebu, te potpuni prestanak rada noću. Za rješavanje ovog problema predlaže se korištenje ne vode kao nosača topline, već soli većeg toplinskog kapaciteta. Sol otopljena na suncu koncentrirana je u skladištu izgrađenom kao velika termosica i može se koristiti za pretvaranje vode u paru dugo nakon što sunce zađe ispod horizonta.

Tokom 1990-ih, Solar One je nadograđen da radi na rastopljenim solima i termalnom sistemu za skladištenje. Zahvaljujući skladištenju toplote, toranjske elektrane su postale jedinstvena solarna tehnologija koja omogućava dispečiranje električne energije uz faktor opterećenja do 65%. Kod ovog dizajna, rastopljena so se pumpa iz "hladnog" rezervoara na 288 C i prolazi kroz prijemnik, gde se zagreva na 565 C, a zatim se vraća u "vrući" rezervoar. Sada se vruća sol može koristiti za proizvodnju električne energije po potrebi. AT moderni modeli toplina takvih instalacija se pohranjuje 3 - 13 sati.

Skladište tople soli prikazano je ružičastom bojom, skladište hladne soli je prikazano plavom bojom. Crveno - označeno generatorom pare spojenim na turbinu i parni kondenzator (ilustracija preuzeta sa solarspaces.org).

Izgradnja takve stanice košta oko 5 miliona eura.

Zanimljivo je da se solarni toranj može koristiti za više od direktnog pretvaranja topline u električnu energiju pomoću turbina. Izraelski Weizmann institut za nauku je 2005. godine radio tehnološki proces dobijanje cinka iz cink oksida u solarnom tornju. (Cink oksid nastaje tokom radnog veka većine baterija - vidi članak). Cink oksid se u prisustvu drvenog uglja zagrijava u tornju sunčeve zrake do temperature od 1200 °C. Proces proizvodi čisti cink. Cink se tada može koristiti za izradu baterija. Druga opcija za njegovu upotrebu je stavljanje cinka u vodu i kao rezultat hemijska reakcija dobiti vodonik i cink oksid. Cink oksid se šalje nazad u solarni toranj, a vodonik se može koristiti za pogon vodoničnih motora kao čisto gorivo. Ova tehnologija je testirana u solarnom tornju Kanadskog instituta za energiju i primijenjena istraživanja.

Švicarska kompanija Clean Hydrogen Producers (CHP) razvila je tehnologiju za direktnu proizvodnju vodonika iz vode pomoću paraboličkih solarnih koncentratora. Ispostavilo se da se voda počinje odvajati na vodik i kisik na temperaturi većoj od 1700°C, što se bez problema postiže u solarnim instalacijama.

Tako čovječanstvo postepeno ovladava najvećim izvorom energije pri ruci - Suncem.

Očaravajuća i tajanstvena struktura se uzdiže nedavno iznad polja u oblasti Sanlucar la Mayor, blizu centra Sevilje. Savremeni vodotoranj, naučni objekat, žitnica? Ali odakle dolaze brojne jarke svjetlosne strelice, kao da seku kroz zrak? Vidljive su miljama.

PS10 - Prva evropska komercijalna termo solarna elektrana prilično rijetkog tipa - "solarni toranj" (solar power tower) zvanično je puštena u rad 30. marta ove godine. Snaga stanice izgrađene u Andaluziji je 11 megavata.

Princip njegovog rada je jednostavan: polje mnogih heliostata - ogledala koja prate kretanje Sunca, prikuplja svjetlost i usmjerava je prema vrhu. visoka kula gde jarka sunčeva zraka pretvara vodu u paru. Para putuje kroz cijevi i na kraju okreće turbine povezane s električnim generatorima.

PS10. Svjetlost stotina velikih ogledala je toliko sjajna da blista prašina i vlaga u zraku, zbog čega su vidljivi zraci koji napadaju prelijepu bijelu kulu. Inače, ta ogledala koja se vide u prvom planu ne rade za toranj. Ovo su jednostavno fotonaponski paneli sa koncentratorima koji stoje jedan pored drugog. Ogledala usmjerena prema solarnom tornju nisu vidljiva iz ovog ugla (fotografija Solúcar).

Ova shema je korištena mnogo puta u mnogim zemljama, ali elektrana kojom upravlja Solúcar Energía, podružnica industrijskog giganta Abengoa, možda je najimpresivnija od svih.

Njegova 624 ogledala, od kojih svako ima 120 kvadratnih metara, bacaju svjetlost na prekrasan betonski toranj visok 115 metara. Ovaj toranj se može nazvati umjetničkim djelom - ogroman figurirani izrez u njemu daje zgradi vizualnu lakoću.

Solarni toranj u izgradnji. Izdižući se iznad sela, građevina izdaleka izgleda impresivno. I izbliza (fotografije Solúcar).

Ništa manje impresivno nije ni svjetlo uokolo.

“Kada sam izašao iz auta, jedva sam mogao da otvorim oči – scena je bila previše svetla. Postepeno, naoružan tamnim naočarima, razabrao sam redove ogledala i centar u koji su se njihovi zraci skupljali - set cijevi na vrhu tornja ”- ovako kaže David Shukman, dopisnik BBC-ja koji je nedavno posjetio ovu stanicu i čak i usudivši se da se popne na toranj tokom njegovog rada.

U početku se vozio liftom. Ali posljednja četiri sprata moralo se prošetati. Stepenice koje vode do krova Davidu su se činile kao da su opečene. Generalno, uporedio je gornji spratovi kule sa saunom, unatoč prisutnosti moćne toplinske izolacije generatora pare.

I takvo grijanje vrha tornja nije uzaludno. Nova španska elektrana može proizvesti do 24,3 gigavat-sata godišnje.

David Shukman na krovu možda najviše "saune" na svijetu (BBC fotografije).

Sa novom stanicom, Španija je preuzela vodeću ulogu u ovoj tehnologiji za korišćenje sunčeve svetlosti, ali ideja o takvim tornjevima je daleko od nove.

Od velikih objekata ovog tipa može se prisjetiti projekta Solar One - Solar Two. Ova demonstraciona solarna elektrana radila je i razvijala se od 1981. do 1999. godine u pustinji Mojave (Kalifornija). AT najnoviju verziju(Solar Two) solarni toranj ove stanice bio je okružen sa 1926 heliostata, ukupne površine od skoro 83 hiljade kvadratnih metara. Njegova snaga je premašila 10 megavata.

Zanimljivo je da sunčeva svjetlost nije zagrijala vodu, već srednju rashladnu tečnost - rastopljenu so. Bila je to mješavina natrijum nitrata i kalijum nitrata. Iz nje je već ključala voda, dajući paru za turbine (u prvoj verziji stanice - Solar One - rashladno sredstvo je bilo ulje).

Ova tehnika je omogućila Solar Two da akumulira toplotu u rezervi. U oblačnim danima ili uveče, turbine su radile na energiju pohranjenu u velikim rezervoarima vruće soli.

Solarna elektrana Solar Two (fotografije sa sajtova en.wikipedia.org i parsnip.evansville.edu).

Ta kula i polje ogledala nisu nestali ni sada. Tek 1999. godine naučnici su pretvorili Solar Two u džinovski detektor radijacije Čerenkov da bi proučavali efekte kosmičkih zraka na atmosferu.

Iskustvo Amerikanaca, međutim, nije nestalo: uz njihovu pomoć iu okviru sličnog projekta u Španiji treba da se izgradi stanica Solar Tres od 15 megavata.

Projekat uključuje izgradnju visokog solarnog tornja okruženog sa 2493 ogledala od 96 kvadratnih metara svako (vidi i ovu stranicu projekta). ukupne površine ogledala će biti 240 hiljada kvadratnih metara.

Kapacitetno skladište rastopljene soli (zagrejano na temperaturu od 565 stepeni Celzijusa) moći će da radi sa generatorima pare 16 sati nakon zalaska sunca. Tako ljeti agregati stanice neće stati ni danju ni noću.

Spolja, Solar Tres će biti sličan Solar Two. U međuvremenu možete pogledati samo šemu stanice. Skladište tople soli prikazano je ružičastom bojom, a skladište hladne soli plavom. Crvena - generator pare spojen na turbinu i kondenzator (ilustracija sa solarspaces.org).

Evropska komisija je za ovo čudo izdvojila 5 miliona eura. Kreira stanicu međunarodne organizacije SolarPACES, koji je također bio uključen u kreiranje PS10. Istovremeno, kompanije iz Španije, Francuske, Češke i SAD učestvuju u projektovanju i izgradnji Solar Tresa.

Zanimljivo je da PS10 takođe omogućava skladištenje energije. Samo direktno u obliku tople vodene pare uskladištene u setu velikih rezervoara. Njegova rezerva je dovoljna za jedan sat rada turbina bez Sunca, tako da ovaj sistem ne blokira noćni odmor, ali ipak daje stanici određenu fleksibilnost u slučaju prolaznih oblaka.

Treba napomenuti da PS10 nije jedina solarna elektrana u Španiji. Ovdje radi nekoliko drugih velikih solarnih postrojenja. razne vrste. Ali projekat PS10 je od posebnog interesa: na istom mjestu inženjeri planiraju izgraditi još jednu dvostruku instalaciju pod nazivom PS20. Samo što će već generisati snagu od 20 megavata, prikupljajući svjetlost iz više ogledala.

Inženjeri su razvili staklenik koji zagrijava zrak pod suncem. Iznad staklenika je „uvučena“ cijev u kojoj bi ovaj zrak stvarao vuču. Turbine se moraju postaviti u cijev. Sve izgleda jednostavno, ako ne uzmete u obzir da bi promjer staklenika trebao biti nekoliko kilometara, a visina cijevi - 800 metara.

Australijska kompanija EnviroMission, koja je još 2002. godine iznenadila svijet idejom o "Vavilonskoj solarnoj kuli", čini se da je konačno naišla na razumijevanje, čak i ako ne u svojoj domovini, gdje započeti projekat nije ponio mjesto, ali barem u inostranstvu.

Elektranu banalnog naziva "Solarni toranj" (Solar Tower), Australijanci su planirali da sagrade u Arizoni. Faithful+Gould, konsultantska kompanija, bila je uključena u projekat u junu ove godine kako bi upravljala izgradnjom. EnviroMission je sada zauzet kupovinom zemljišta i planiranjem prvih radova na lokaciji.

U srcu Solarnog tornja leži ogroman okrugli staklenik. Tokom dana u pustinjskom području, zrak se u normalnim uvjetima zagrijava do 40 stepeni, a čak i ispod prozirnog filma ili stakla gigantskog staklenika temperatura može doseći i do 80 °C.

Kako su zamislili Australci, zagrijani zrak će strujati do centra konstrukcije, gdje se uzdiže cijev od 800 metara. U njegovoj bazi biće postavljene 32 turbine rotirajućih generatora. Njihova ukupna vršna snaga biće 200 megavata.

Energija koju proizvodi Solarni toranj bit će dovoljna za napajanje oko 100.000 tipičnih američkih domaćinstava ili grada s populacijom od više od stotinu hiljada ljudi. Istovremeno, u poređenju sa konvencionalnom termoelektranom istog kapaciteta, staklenik sa najvišom cijevi na svijetu uštedjet će oko 900.000 tona emisije ugljičnog dioksida godišnje.

Prednosti predložene tehnologije su sljedeće. Promaja u tornju ne zavisi od apsolutne vrednosti temperature u stakleniku, već od temperaturne razlike između vazduha u njemu i vazduha koji okružuje cev na velika visina. Zato što Solarni toranj može raditi u gotovo svim vremenskim uvjetima.

Osim toga, takav toranj će nastaviti proizvoditi električnu energiju noću, jer će se tokom dana tlo ispod staklenika vrlo značajno zagrijati i moći će dugo zagrijavati zrak ispod filma.

Ova elektrana će koštati oko 750 miliona dolara. Programeri ne preciziraju odakle sredstva dolaze i da li već postoji potreban iznos. Ali iako izgradnja kolosa još nije počela, EnviroMission je već sklopio ugovor sa javnom upravom južne Kalifornije za kupovinu energije koju će solarni toranj proizvoditi.

Kako navodi Gizmag, ovaj ugovor je zaključen na 30 godina.

U međuvremenu, prema procjenama same EnviroMission, solarni toranj će svoju izgradnju platiti za samo 11 godina, a ovaj gigant će moći stajati najmanje 80 godina. To je ambiciozan cilj i izazov za inženjere koji dizajniraju cijev koja obara rekord.

Hoće li Australci uspjeti da ispune svoj plan? Prema sporazumu sa SCPPA, toranj u Arizoni trebao bi početi isporučivati ​​električnu energiju u mrežu u prvoj polovini 2015. godine.