La torre solar recoge los rayos de los campos de espejos. España torres solares

djuga: esto es sin tener en cuenta el costo de la tierra. Las plantas de energía solar ocupan un área enorme debido a la muy baja densidad de energía del sol. 1400W de energía viene a un metro cuadrado. Teniendo en cuenta las noches y los días, este número se reduce a la mitad, debido a la rotación de los espejos y la posición no óptima del sol en la tarde y en la mañana, las pérdidas atmosféricas todavía caen al menos 2 veces, pero la eficiencia es un máximo del 30%. En total, se pueden extraer del medidor unos 120 vatios de electricidad. Para 120 MW se necesitarían 120 millones de metros cuadrados o 120 KILÓMETROS cuadrados. Es de alguna manera dudoso que Israel haya accedido a ocupar tal área con espejos.

djuga 14 de enero de 2018 | 15:56

geokrilov: De alguna manera es dudoso que Israel aceptara ocupar tal área con espejos.
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¿Y cuál es la duda cuando la torre ya está en pie? Creo que tuvieron en cuenta todas sus posibilidades, sopesaron todos los pros y los contras.

djuga 14 de enero de 2018 | 22:48

geokrilov: la potencia media real no será de 120 megavatios, sino 3 veces menos.
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¿Crees que no vale la pena?
Lo siento, pero no sé cómo puedes hacer tales cálculos en tu rodilla, sin tener todos los datos. Pero incluso si tiene razón, los primeros teléfonos móviles pesaban kilogramos, y hace 100 años, la eficiencia de una locomotora de vapor era de alrededor del 7%, si mi memoria no me falla.

geocrilov 15 de enero de 2018 | 04:23

djuga: Soy un ingeniero jubilado (mecánico de naves espaciales _MVTU), entonces no había calculadoras y los cálculos se hacían con una regla. Podría explicar sobre los paneles solares. Los teléfonos móviles tienen que ver con la comunicación y la información. Desde que consideré algo en BESM6 cuando era estudiante, los teléfonos móviles tienen más poder de limpieza a bordo que el mainframe de entonces. Y la eficiencia de una batería solar era entonces del 12%, y ahora no supera el 20. Serie: 15 por ciento.
Y sí, no confíes en fuentes alternativas. Además, en Israel, al parecer, encontraron campos de gas y campos de petróleo en el mar Mediterráneo. En el peor de los casos, puedes construir una planta de energía nuclear.
La eficiencia de una locomotora de vapor puede incrementarse con una máquina de doble expansión y un intercambiador de calor a la salida, pero su eficiencia teórica no es superior a la obtenida con un ciclo de Carnot, y la eficiencia de una estación solar solar o una batería solar no se puede hacer más alto que un cierto valor.
Las fuentes alternativas se justifican donde la línea eléctrica no se puede arrastrar. Por ejemplo, para alimentar una estación meteorológica en Kolyma o estaciones celulares en algún lugar del territorio de Krasnoyarsk.

djuga 15 de enero de 2018 | 07:49

geokrilov: Los teléfonos móviles tienen que ver con la comunicación y la información.
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Sí, sí, y las locomotoras se tratan de transporte.
No tengo dudas acerca de sus calificaciones y experiencia. Pero no estamos hablando de una transición completa a la energía alternativa, sino solo de reducir la parte que funciona con recursos no renovables.Y desde este punto de vista, el proyecto que se está implementando es bastante racional incluso con una eficiencia del 20%. Además, es respetuosa con el medio ambiente y segura, no requiere una gran infraestructura, a diferencia de cualquier central térmica.

Creado el jueves, 28 de julio de 2011 12:13 El desierto y el sol son conceptos inseparables. Por lo tanto, no es de extrañar que los desiertos de todo el mundo sean un imán para empresas más o menos serias especializadas en energía solar. ¿Dónde más un cuerpo celeste cumplirá tan invariablemente los caprichos humanos de manera responsable? El desierto en el estado de Arizona (EE. UU.) tampoco escapó a la atención de los especialistas "solares". Es aquí donde la empresa australiana EnviroMission se prepara para realizar su primer y extremadamente ambicioso proyecto de creación de una planta de energía solar a gran escala (la llamada "torre solar").

"A gran escala" es decirlo suavemente. Según lo planeado por los desarrolladores, ¡la planta de energía será igual de grande! Una vez terminada, la "torre solar" de 800 metros se convertirá en una de las más edificios altos mundial. La producción total, estimada en 200 megavatios, le permitirá suministrar energía renovable a 150.000 ciudades de los alrededores durante al menos 80 años.

El CEO de EnviroMission, Roger Davey, explicó a los periodistas cómo funciona la torre solar, compartió detalles sobre los preparativos para el proyecto de Arizona y habló sobre las razones por las cuales el proyecto no pudo implementarse en la Australia natal del desarrollador.

Cómo funciona

La idea detrás de la Torre Solar EnviroMission es muy simple. El sol ilumina y calienta el suelo a los pies de la torre, recubierta de material termoaislante y representando algo así como un invernadero muy grande. El aire caliente tiende hacia arriba, fluyendo hacia un solo orificio (central) en la cubierta. Es aquí, en la base de la torre, donde se ubican las turbinas, que producen electricidad debido al flujo natural ascendente de aire.

Es difícil tomar en serio un sistema de este tipo hasta que se calcula diferencia necesaria temperaturas y no puede aumentar la escala de toda la estructura muchas veces, que es lo que hicieron los desarrolladores. Si coloca la torre en un área desértica cálida, donde la temperatura de la superficie durante el día alcanza los 40 grados centígrados, y agrega la influencia de un "efecto invernadero" creado artificialmente, entonces la temperatura en el tanque de aire ya será de 80-90 grados Celsius. Queda por aumentar el depósito de efecto invernadero alrededor de la torre para que su radio alcance varios cientos de metros, y obtendrá un volumen sólido de aire caliente.

También sería útil aumentar la altura de la torre a varios cientos de metros (cada cien metros de distancia de la superficie terrestre significa una disminución de la temperatura del aire en un grado). Cuanto mayor sea la diferencia de temperatura, más fuerte "aspirará" la torre el aire caliente del fondo y más energía producirán las turbinas.

Las ventajas de tal fuente de energía son obvias:

• Dado que la central eléctrica funciona por diferencia de temperatura, y no por temperatura absoluta, seguirá funcionando en cualquier clima;
• Como el suelo se calienta mucho durante el día, hay suficiente calor residual para seguir trabajando durante la noche;
• Dado que una zona de suelo seco y caliente es la más adecuada para el fin indicado, es posible construir una “torre solar” en un espacio más o menos inútil en medio del desierto;
• La central requiere poco o ningún mantenimiento - excepto por la inspección y/o reparación ocasional de las turbinas - la torre "simplemente funciona" desde el inicio de la construcción hasta que existen las estructuras que la componen;
• La "torre solar" no requiere materias primas: ni carbón, ni uranio, nada más que aire y luz solar;
• Es completamente libre de residuos y no emite otros contaminantes que no sean aire caliente; ciertas áreas del invernadero pueden incluso usarse para el propósito previsto para el cultivo de plantas.

Proyecto Arizona en números

Lo que planean los desarrolladores de EnviroMission no es de ninguna manera el primer intento de crear una "torre solar". El modelo experimental, construido en España, funcionó durante siete años (de 1982 a 1989) y demostró la eficacia de la tecnología.

Sin embargo, esta vez será mucho más grande. Como ya se mencionó, la altura de diseño de la torre es de 800 metros (solo 30 metros por debajo del Burj Khalifa de Dubai, el edificio alto en el mundo en 2010), el diámetro en la parte superior es de 130 metros.

Sobre el este momento los desarrolladores de EnviroMission están ocupados comprando parcela y preparación de la documentación del proyecto. El costo de la construcción, según ellos, será de 750 millones de dólares estadounidenses. Se espera que la eficiencia energética de la planta de energía sea del 60%, lo que la hace mucho más eficiente y confiable que otras fuentes de energía renovable.

Se sabe de antemano a dónde irá la energía producida por la "torre solar": recientemente, la Administración Estatal de Energía del Sur de California firmó un acuerdo de cooperación (precompra de electricidad) con EnviroMission por un período de 30 años. Según los resultados del modelo financiero, la construcción de la torre se amortizará en solo 11 años, a pesar de que su diseño está pensado para más de 80 años de servicio.

Según los términos del contrato, la electricidad en casas americanas la torre solar de Arizona comenzará a enviarse a principios de 2015.

Fantástica imagen, ¿no? Frente a usted hay una planta de energía solar del llamado tipo de torre con un receptor central. Estas centrales eléctricas utilizan un campo giratorio de reflectores de heliostatos para convertir la luz solar en electricidad. Enfocan la luz del sol en un receptor central construido en la parte superior de una torre que absorbe energía térmica y acciona el generador de turbina. Cada espejo está controlado por una computadora central que orienta su rotación e inclinación para que la luz solar reflejada siempre se dirija hacia el receptor. El líquido que circula en el receptor transfiere calor al acumulador de calor en forma de vapor. El vapor mueve la turbina de un generador que genera electricidad, o se utiliza directamente en procesos industriales. Las temperaturas en el receptor alcanzan de 538 a 1482 C.

La primera planta de torre, llamada "Solar One" cerca de Barstow, en el sur de California, se construyó en 1980 y demostró con éxito la aplicación de esta tecnología a la generación de energía. Esta estación utiliza un sistema de agua-vapor de 10 MW.

Abengoa Solar pone en marcha la mayor planta solar en forma de torre. Su potencia es de 20 MW. La torre solar PS20 se encuentra cerca de Sevilla, España, y se construyó junto a la anterior torre PS10 más pequeña.

La planta solar PS20 concentra los rayos reflejados de 1255 helióstatos en una torre de 161 metros de altura. Cada espejo helióstato de 120 m 2 dirige los rayos del sol a un colector solar ubicado en lo alto de una torre de 165 metros. El colector convierte el agua en vapor, que impulsa una turbina. La estación fue construida en 2007. Para 2013, España prevé recibir unos 300 MW de electricidad de instalaciones solares de varios diseños, incluidas torres.

La desventaja de cualquier estación solar es la caída de su potencia de salida en caso de aparición de nubes en el cielo y el cese total del trabajo por la noche. Para resolver este problema, se propone no usar agua, sino sales con una mayor capacidad calorífica como refrigerante. La sal derretida por el sol se concentra en un depósito construido como un gran termo y se puede utilizar para convertir el agua en vapor mucho después de que el sol se haya ocultado en el horizonte.

En la década de 1990, Solar One se actualizó para funcionar con sales fundidas y un sistema de almacenamiento térmico. Gracias al almacenamiento de calor, las centrales eléctricas de torre se han convertido en una tecnología solar única que permite el despacho de electricidad con un factor de carga de hasta el 65%. Con este diseño, la sal fundida se bombea desde el tanque "frío" a 288 C y pasa a través del receptor, donde se calienta a 565 C y luego regresa al tanque "caliente". Ahora se puede usar sal caliente para generar electricidad según sea necesario. EN modelos modernos tales instalaciones el calor se almacena durante 3 - 13 horas.

El almacenamiento de sal caliente se muestra en rosa, el almacenamiento de sal fría se muestra en azul. Rojo: marcado con un generador de vapor conectado a una turbina y un condensador de vapor (ilustración tomada de solarspaces.org).

La construcción de una estación de este tipo cuesta alrededor de 5 millones de euros.

Curiosamente, una torre solar se puede utilizar para algo más que convertir directamente el calor en electricidad mediante turbinas. El Instituto de Ciencias Weizmann de Israel en 2005 trabajó proceso tecnológico obtención de zinc a partir de óxido de zinc en una torre solar. (El óxido de zinc se forma durante la vida útil de la mayoría de las baterías; consulte el artículo). El óxido de zinc en presencia de carbón se calienta en una torre rayos de sol hasta una temperatura de 1200 °C. El proceso produce zinc puro. Luego, el zinc se puede usar para fabricar baterías. Otra opción para su uso es colocar zinc en agua y como resultado reacción química obtener hidrógeno y óxido de zinc. El óxido de zinc se envía de regreso a la torre solar y el hidrógeno se puede usar para hacer funcionar motores de hidrógeno como combustible limpio. Esta tecnología ha sido probada en la torre solar del Instituto Canadiense para las Energías y la Investigación Aplicada.

La empresa suiza Clean Hydrogen Producers (CHP) ha desarrollado una tecnología para la producción directa de hidrógeno a partir de agua mediante concentradores solares parabólicos. Resulta que el agua comienza a separarse en hidrógeno y oxígeno a una temperatura de más de 1700 °C, lo que se consigue sin problemas en las instalaciones solares.

Por lo tanto, la humanidad está dominando gradualmente la mayor fuente de energía disponible: el Sol.

Una estructura hechizante y misteriosa se eleva desde hace poco sobre los campos en la zona de Sanlucar la Mayor, cerca del centro de Sevilla. ¿Una torre de agua moderna, una instalación científica, un granero? Pero, ¿de dónde vienen las numerosas flechas de luz brillante, como si cortaran el aire? Son visibles por millas.

PS10: la primera planta de energía solar térmica comercial de Europa de un tipo bastante raro: la "torre solar" (torre de energía solar) entró oficialmente en funcionamiento el 30 de marzo este año. La potencia de la central construida en Andalucía es de 11 megavatios.

El principio de su funcionamiento es simple: un campo de muchos helióstatos, espejos que siguen el movimiento del Sol, recogen la luz y la dirigen hacia la parte superior. Torre alta donde un brillante rayo de sol convierte el agua en vapor. El vapor viaja a través de tuberías y eventualmente hace girar turbinas conectadas a generadores eléctricos.

PS10. La luz de cientos de grandes espejos es tan brillante que hace brillar el polvo y la humedad del aire, razón por la cual los rayos son visibles atacando la hermosa torre blanca. Por cierto, esos espejos que se ven en primer plano no sirven para la torre. Estos son simplemente paneles fotovoltaicos con concentradores colocados uno al lado del otro. Los espejos dirigidos a la torre solar no son visibles desde este ángulo (foto de Solúcar).

Este esquema se ha utilizado muchas veces en muchos países, pero la planta de energía operada por Solúcar Energía, una subsidiaria del gigante industrial Abengoa, es quizás la más impresionante de todas.

Sus 624 espejos, de 120 metros cuadrados cada uno, arrojan luz sobre una hermosa torre de hormigón de 115 metros de altura. Esta torre se puede llamar una obra de arte: un gran recorte con figuras le da al edificio una ligereza visual.

Torre solar en construcción. Elevándose sobre el campo, la estructura se ve impresionante desde lejos. De cerca también (fotos de Solúcar).

No menos impresionante es la luz alrededor.

“Cuando salí del auto, apenas podía abrir los ojos, la escena era demasiado brillante. Poco a poco, armado con lentes oscuros, fui distinguiendo las filas de espejos y el centro en el que convergían sus rayos -un conjunto de tuberías en lo alto de la torre”- así lo cuenta David Shukman, corresponsal de la BBC que visitó recientemente esta emisora ​​y incluso atreverse a subir a la torre durante su funcionamiento.

Primero tomó el ascensor. Pero había que caminar los últimos cuatro pisos. A David le pareció que los escalones que conducían al techo estaban hirviendo. En general, comparó pisos superiores torres con sauna, a pesar de la presencia de un potente aislamiento térmico del generador de vapor.

Y tal calentamiento de la parte superior de la torre no es en vano. La nueva central eléctrica española puede generar hasta 24,3 gigavatios-hora al año.

David Shukman en el techo de posiblemente el "sauna" más alto del mundo (fotos de la BBC).

Con la nueva estación, España ha tomado la delantera en esta tecnología para aprovechar la luz solar, pero la idea de este tipo de torres no es nueva.

De las grandes estructuras de este tipo, se puede recordar el proyecto Solar One - Solar Two. Esta planta solar de demostración funcionó y se desarrolló entre 1981 y 1999 en el desierto de Mojave (California). EN ultima versión(Solar Two) la torre solar de esta estación estuvo rodeada de helióstatos de 1926, con una superficie total de casi 83 mil metros cuadrados. Su potencia superaba los 10 megavatios.

Es interesante que la luz del sol no calentó el agua, sino el refrigerante intermedio: la sal fundida. Era una mezcla de nitrato de sodio y nitrato de potasio. El agua ya estaba hirviendo, dando vapor a las turbinas (en la primera versión de la estación, Solar One, el refrigerante era aceite).

Esta técnica permitió que Solar Two acumulara calor en reserva. En días nublados o por la noche, las turbinas funcionaban con energía almacenada en grandes tanques de sal caliente.

Planta de energía solar Solar Two (fotos de los sitios en.wikipedia.org y parsnip.evansville.edu).

Esa torre y el campo de espejos no han desaparecido ni siquiera ahora. No fue hasta 1999 que los científicos convirtieron Solar Two en un detector de radiación Cherenkov gigante para estudiar los efectos de los rayos cósmicos en la atmósfera.

La experiencia de los estadounidenses, sin embargo, no ha desaparecido: con su ayuda y bajo un proyecto similar en España, se construirá una central Solar Tres de 15 megavatios.

El proyecto implica la construcción de una alta torre solar rodeada por 2493 espejos de 96 metros cuadrados cada uno (ver también esta página del proyecto). área total los espejos serán 240 mil metros cuadrados.

Un amplio almacenamiento de sal fundida (calentada a una temperatura de 565 grados Celsius) podrá hacer funcionar los generadores de vapor durante 16 horas después de la puesta del sol. Así que en el verano, los generadores de la estación no se detendrán ni de día ni de noche.

Externamente, Solar Tres será similar a Solar Two. Mientras tanto, solo puedes mirar el esquema de la estación. El almacenamiento de sal caliente se muestra en rosa, el almacenamiento de sal fría en azul. Rojo: generador de vapor conectado a una turbina y un condensador (ilustración de solarspaces.org).

La Comisión Europea asignó 5 millones de euros para este milagro. Crea una estación organización Internacional SolarPACES, que también participó en la creación de la PS10. Al mismo tiempo, empresas de España, Francia, República Checa y Estados Unidos participan en el diseño y construcción de Solar Tres.

Curiosamente, la PS10 también proporciona almacenamiento de energía. Sólo directamente en forma de vapor de agua caliente almacenada en un conjunto de grandes depósitos. Su reserva es suficiente para una hora de funcionamiento de las turbinas sin sol, por lo que este sistema no bloquea el descanso nocturno, pero aún le da a la estación cierta flexibilidad en caso de nubes temporales.

Cabe señalar que PS10 no es la única planta solar de España. Hay varias otras grandes instalaciones solares que operan aquí. varios tipos. Pero el proyecto PS10 es de particular interés: en el mismo lugar, los ingenieros planean construir otra instalación gemela llamada PS20. Solo que ya generará una potencia de 20 megavatios, recogiendo la luz de más espejos

Los ingenieros han desarrollado un invernadero que calienta el aire bajo el sol. Se "dibuja" una tubería sobre el invernadero, en la que este aire crearía tracción. Las turbinas deben colocarse en la tubería. Todo parece simple, si no tiene en cuenta que el diámetro del invernadero debe ser de un par de kilómetros y la altura de la tubería: 800 metros.

La empresa australiana EnviroMission, que sorprendió al mundo con la idea de la "Torre Solar de Babel" en 2002, parece haber encontrado finalmente la comprensión, aunque no en su tierra natal, donde el proyecto que se había iniciado no llevó. lugar, pero al menos en el extranjero.

Planta de energía con el nombre banal de "torre solar" (Solar Tower), los australianos iban a construir en Arizona. Faithful+Gould, una empresa de consultoría, participó en el proyecto en junio de este año para gestionar la construcción. EnviroMission ahora está ocupada adquiriendo terrenos y planificando los primeros trabajos en el sitio.

En el corazón de la Torre Solar se encuentra un enorme invernadero redondo. Durante el día en una zona desértica, el aire y en condiciones normales se calienta hasta los 40 grados, e incluso bajo una película transparente o vidrio de un gigantesco invernadero, la temperatura puede llegar hasta los 80 °C.

Tal como lo concibieron los australianos, el aire caliente fluirá hacia el centro de la estructura, donde se eleva una tubería de 800 metros. En su base se colocarán 32 turbinas rotativas generadoras. Su potencia pico total será de 200 megavatios.

La energía generada por la Torre Solar será suficiente para alimentar unos 100.000 hogares estadounidenses típicos o una ciudad con una población de más de cien mil personas. Al mismo tiempo, en comparación con una central térmica convencional de igual capacidad, un invernadero con la tubería más alta del mundo ahorrará unas 900.000 toneladas de emisiones de dióxido de carbono al año.

Las ventajas de la tecnología propuesta son las siguientes. El tiro en la torre no depende del valor absoluto de la temperatura en el invernadero, sino de la diferencia de temperatura entre el aire en él y el aire que rodea la tubería en alta altitud. Porque Solar Tower puede funcionar en casi cualquier clima.

Además, dicha torre continuará generando energía eléctrica durante la noche, ya que durante el día el suelo debajo del invernadero se calentará de manera muy significativa y podrá calentar el aire debajo de la película durante mucho tiempo.

Esta planta de energía tendrá un costo de alrededor de $ 750 millones. Los desarrolladores no especifican de dónde provienen los fondos y si ya existe la cantidad requerida. Pero aunque la construcción del coloso aún no ha comenzado, EnviroMission ya llegó a un acuerdo con la Autoridad de Energía Pública del Sur de California para comprar la energía que generará la Torre Solar.

Según Gizmag, este contrato se concluye por 30 años.

Mientras tanto, según las estimaciones de la propia EnviroMission, la torre de energía solar pagará su construcción en solo 11 años, y este gigante podrá mantenerse en pie durante al menos 80 años. Es un objetivo ambicioso y un desafío para los ingenieros que diseñan la tubería sin precedentes.

¿Serán capaces los australianos de cumplir su plan? En virtud de un acuerdo con SCPPA, la torre de Arizona comenzará a suministrar electricidad a la red en la primera mitad de 2015.