Soltornet skördar strålar från spegelfält. Spanien soltorn

djuga: detta är utan hänsyn till kostnaden för mark. Solkraftverk upptar en enorm yta på grund av solens mycket låga energitäthet. 1400W energi kommer till en kvadratmeter. Med hänsyn till nätter och dagar halveras detta antal, på grund av speglarnas rotation och solens icke-optimala position på kvällen och morgonen, faller atmosfäriska förluster fortfarande minst 2 gånger, men effektiviteten är en högst 30 %. Totalt kan cirka 120 watt el tas bort från mätaren. För 120 MW skulle det behövas 120 miljoner kvadratmeter eller 120 kvadratkILOMETER. Det är på något sätt tveksamt att Israel gick med på att ockupera ett sådant område med speglar.

djuga 14 januari 2018 | 15:56

geokrilov: Det är på något sätt tveksamt att Israel gick med på att ockupera ett sådant område med speglar.
=========================================================================================

Och vad är tvivelet när tornet redan står? Jag tror att de tog hänsyn till alla sina möjligheter, vägde alla för- och nackdelar.

djuga 14 januari 2018 | 22:48

geokrilov: den verkliga genomsnittliga effekten kommer inte att vara 120 megawatt, men 3 gånger mindre.
============================================================================

Tycker du att det inte är värt det?
Förlåt, men jag vet inte hur du kan göra sådana beräkningar på ditt knä, utan att ha all data. Men även om du har rätt så vägde de första mobiltelefonerna kilogram, och för 100 år sedan var verkningsgraden på ett ånglok cirka 7 %, om mitt minne inte stämmer.

geokrilov 15 januari 2018 | 04:23

djuga: Jag är en pensionerad ingenjör (mekaniker för rymdfarkoster _MVTU), då fanns det inga miniräknare och beräkningar gjordes på en linjal. Jag skulle kunna förklara om solpaneler. Mobiltelefoner handlar om kommunikation och information. Ända sedan jag funderade på något på BESM6 som student har mobiltelefoner mer rengöringskraft ombord än den dåvarande stordatorn. Och effektiviteten för ett solbatteri var då 12%, och nu överstiger den inte 20. Seriell - 15 procent.
Och ja, lita inte på alternativa källor. I Israel verkar det dessutom ha hittat gasfält och oljefält i Medelhavet. I värsta fall kan man bygga ett kärnkraftverk.
Verkningsgraden hos ett ånglok kan ökas med en dubbelexpansionsmaskin och en värmeväxlare vid utloppet, men dess teoretiska verkningsgrad är inte högre än den som erhålls från en carnot-cykel och verkningsgraden för en solcellsstation eller ett solbatteri kan inte göras högre än ett visst värde.
Alternativa källor är motiverade där kraftledningen inte kan dras. Till exempel för att driva en väderstation i Kolyma eller mobilstationer någonstans i Krasnoyarsk-territoriet.

djuga 15 januari 2018 | 07:49

geokrilov: Mobiltelefoner handlar om kommunikation och information.
===============================================================

Ja, ja, och lok handlar om transporter.
Jag tvivlar inte på dina kvalifikationer och erfarenheter. Men vi pratar inte om en fullständig övergång till alternativ energi, utan bara om att minska andelen som arbetar på icke förnybara resurser. Och ur denna synvinkel är projektet som genomförs ganska rationellt även med en effektivitet på 20 %. Dessutom är det miljövänligt och säkert, kräver inte en enorm infrastruktur, till skillnad från alla värmekraftverk.

Skapad den torsdag 28 juli 2011 12:13 Öken och solen är oskiljaktiga begrepp. Därför är det inte förvånande att öknar runt om i världen är en magnet för alla mer eller mindre seriösa företag som specialiserar sig på solenergi - var annars kommer en himlakropp så undantagslöst uppfylla mänskliga nycker på ett ansvarsfullt sätt? Öknen i delstaten Arizona (USA) undgick inte heller den nära uppmärksamheten från "solar"-specialister. Det är här som det australiensiska företaget EnviroMission förbereder sig för att förverkliga sitt första, extremt ambitiösa projekt att skapa ett fullskaligt solkraftverk (det så kallade "soltornet").

"Fullskala" är milt uttryckt. Som planerat av utvecklarna kommer kraftverket att bli lika stort! Efter färdigställandet kommer det 800 meter höga "soltornet" att bli ett av de mest höga byggnaderöver hela världen. Den totala produktionen, uppskattad till 200 megawatt, kommer att göra det möjligt för den att förse 150 000 omgivande städer med förnybar energi i minst 80 år.

EnviroMissions vd Roger Davey förklarade för journalister hur soltornet fungerar, delade detaljer om förberedelserna för Arizona-projektet och talade om anledningarna till att projektet inte kunde genomföras i utvecklarens hemland Australien.

Hur det fungerar

Tanken bakom EnviroMission Solar Tower är väldigt enkel. Solen lyser upp och värmer marken vid foten av tornet, täckt med värmeisolerande material och representerar något som liknar ett mycket stort växthus. Den uppvärmda luften tenderar uppåt och strömmar ner till ett enda (centralt) hål i locket. Det är här, vid basen av tornet, som turbinerna finns, som producerar elektricitet på grund av det naturliga uppåtgående luftflödet.

Det är svårt att ta ett sådant system på allvar innan man räknar nödvändig skillnad temperaturer och du kan inte öka skalan på hela strukturen många gånger om - vilket är vad utvecklarna gjorde. Om du placerar tornet i ett varmt ökenområde, där yttemperaturen under dagen når 40 grader Celsius, och lägger till påverkan av en artificiellt skapad "växthuseffekt", så kommer temperaturen i lufttanken redan att vara 80-90 grader Celsius. Det återstår att öka växthusreservoaren runt tornet så att dess radie når flera hundra meter, och du kommer att få en solid volym varm luft.

Det skulle också vara användbart att öka tornets höjd till flera hundra meter (varje hundra meter bort från jordens yta innebär en minskning av lufttemperaturen med en grad). Ju större temperaturskillnaden är, desto mer ”drar” tornet in varmluft från botten och desto mer energi producerar turbinerna.

Fördelarna med en sådan energikälla är uppenbara:

• Eftersom kraftverket fungerar efter temperaturskillnad, och inte av absolut temperatur, kommer det att fortsätta att fungera i alla väder;
• Eftersom jorden blir väldigt varm under dagen finns det tillräckligt med restvärme för att fortsätta arbeta på natten;
• Eftersom ett område med torr het jord är bäst lämpad för det angivna syftet, är det möjligt att bygga ett "soltorn" på ett mer eller mindre värdelöst utrymme mitt i öknen;
• Kraftverket kräver lite eller inget underhåll - förutom enstaka inspektioner och/eller reparationer av turbinerna - tornet "bara fungerar" från byggstart tills de strukturer som utgör det finns;
• "Soltornet" kräver inga råvaror - inget kol, inget uran, inget annat än luft och solljus;
• Den är helt avfallsfri och avger inga föroreningar annat än varm luft; vissa områden i växthuset kan till och med användas för sitt avsedda syfte för att odla växter.

Projekt Arizona i siffror

Det som utvecklarna från EnviroMission planerar är inte på något sätt det första försöket att skapa ett "soltorn". Den experimentella modellen, byggd i Spanien, fungerade i sju år (från 1982 till 1989) och bevisade effektiviteten hos tekniken.

Den här gången blir det dock mycket större. Som redan nämnts är tornets designhöjd 800 meter (endast 30 meter under Dubais Burj Khalifa, hög byggnad i världen 2010) är diametern på toppen 130 meter.

På det här ögonblicket utvecklare från EnviroMission är upptagna med att köpa tomt och upprättande av projektdokumentation. Byggkostnaden, enligt dem, kommer att vara 750 miljoner US-dollar. Kraftverkets energieffektivitet förväntas vara 60 %, vilket gör det mycket mer effektivt och pålitligt än andra förnybara energikällor.

Det är känt på förhand var energin som produceras av "soltornet" kommer att gå - nyligen undertecknade State Energy Administration i södra Kalifornien ett samarbetsavtal (förköp av el) med EnviroMission för en period på 30 år. Baserat på resultaten av finansiell modellering kommer konstruktionen av tornet att löna sig på bara 11 år, trots att dess design är designad för mer än 80 års tjänst.

Enligt avtalsvillkoren är el in amerikanska hus Arizonas soltorn kommer att börja levereras i början av 2015.

Fantastisk bild, eller hur? Framför dig ligger ett solkraftverk av så kallad torntyp med centralmottagare. Dessa kraftverk använder ett roterande fält av heliostatreflektorer för att omvandla solljus till elektricitet. De fokuserar solljus på en central mottagare byggd på toppen av ett torn som absorberar värmeenergi och driver turbingeneratorn. Varje spegel styrs av en central dator som orienterar dess rotation och lutning så att reflekterat solljus alltid riktas mot mottagaren. Vätskan som cirkulerar i mottagaren överför värme till värmeackumulatorn i form av ånga. Ångan driver turbinen i en generator som genererar elektricitet, eller används direkt i industriella processer. Temperaturer på mottagaren når från 538 till 1482 C.

Den första tornanläggningen, kallad "Solar One" nära Barstow, södra Kalifornien, byggdes redan 1980 och demonstrerade framgångsrikt tillämpningen av denna teknik för elproduktion. Denna station använder ett 10 MW vatten-ångsystem.

Det största solkraftverket i form av ett torn lanserades av Abengoa Solar. Dess effekt är 20 MW. PS20-soltornet ligger nära Sevilla, Spanien, och byggdes bredvid det tidigare mindre PS10-tornet.

Solkraftverket PS20 koncentrerar strålarna som reflekteras från 1255 heliostater på ett 161 meter högt torn. Varje 120 m 2 heliostatspegel riktar solens strålar till en solfångare som är placerad på toppen av ett 165 meter långt torn. Uppsamlaren förvandlar vatten till ånga, som driver en turbin. Stationen byggdes 2007. Senast 2013 planerar Spanien att ta emot cirka 300 MW el från solcellsinstallationer av olika design, inklusive torn.

Nackdelen med en solcellsstation är minskningen av dess uteffekt i händelse av uppkomsten av moln på himlen och det fullständiga upphörandet av arbetet på natten. För att lösa detta problem föreslås att man inte använder vatten som värmebärare, utan salter med högre värmekapacitet. Salt som smälts av solen koncentreras i ett förråd byggt som en stor termos och kan användas för att förvandla vatten till ånga långt efter att solen har gått under horisonten.

På 1990-talet uppgraderades Solar One för att köras på smälta salter och ett termiskt lagringssystem. Tack vare värmelagring har tornkraftverk blivit en unik solenergiteknik som tillåter elleverans med en belastningsfaktor på upp till 65 %. Med denna design pumpas smält salt från den "kalla" tanken vid 288 C och passerar genom mottagaren, där det värms upp till 565 C och återförs sedan till den "heta" tanken. Nu kan varmt salt användas för att generera el efter behov. PÅ moderna modeller sådana installationer värme lagras i 3 - 13 timmar.

Lagring av varmt salt visas i rosa, lager av kallt salt visas i blått. Röd - markerad med en ånggenerator kopplad till en turbin och en ångkondensor (illustration tagen från solarspaces.org).

Byggandet av en sådan station kostar cirka 5 miljoner euro.

Märkligt nog kan ett soltorn användas för mer än att direkt omvandla värme till el med hjälp av turbiner. Israeliska Weizmann Institute of Science 2005 fungerade teknisk process få zink från zinkoxid i ett soltorn. (Zinkoxid bildas under utarbetningen av de flesta batteriers livslängd - se artikel). Zinkoxid i närvaro av träkol värms upp i ett torn solstrålar upp till en temperatur på 1200 °C. Processen producerar ren zink. Zink kan sedan användas för att tillverka batterier. Ett annat alternativ för dess användning är att placera zink i vatten och som ett resultat kemisk reaktion få väte och zinkoxid. Zinkoxid skickas tillbaka till soltornet, och väte kan användas för att driva vätgasmotorer som ett rent bränsle. Denna teknik har testats i soltornet på Canadian Institute for the Energies and Applied Research.

Det schweiziska företaget Clean Hydrogen Producers (CHP) har utvecklat en teknik för direkt produktion av väte från vatten med hjälp av paraboliska solkoncentratorer. Det visar sig att vatten börjar separera till väte och syre vid en temperatur på mer än 1700 ° C, vilket lätt uppnås i solkraftverk.

Således bemästrar mänskligheten gradvis den största energikällan till hands - solen.

En förtrollande och mystisk struktur reser sig från nyligen ovanför fälten i Sanlucar la Mayor-området, nära Sevillas centrum. Ett modernt vattentorn, en vetenskaplig anläggning, ett spannmålsmagasin? Men var kommer de många ljusa pilarna ifrån, som om de skär genom luften? De är synliga för mil.

PS10 - Europas första kommersiella termiska solkraftverk av en ganska sällsynt typ - "solar tower" (solar power tower) togs officiellt i drift den 30 mars det här året. Effekten av stationen byggd i Andalusien är 11 megawatt.

Principen för dess funktion är enkel: ett fält med många heliostater - speglar som spårar solens rörelse, samlar ljus och riktar det till toppen. högt torn där en stark solstråle förvandlar vatten till ånga. Ångan färdas genom rör och förvandlar så småningom turbiner anslutna till elektriska generatorer.

PS10. Ljuset från hundratals stora speglar är så starkt att det får dammet och fukten i luften att glöda, varför strålarna är synliga och angriper det vackra vita tornet. Förresten, de där speglarna som syns i förgrunden fungerar inte för tornet. Dessa är helt enkelt solcellspaneler med koncentratorer som står sida vid sida. Speglar riktade mot soltornet är inte synliga från denna vinkel (foto av Solúcar).

Detta system har använts många gånger i många länder, men kraftverket som drivs av Solúcar Energía, ett dotterbolag till industrijätten Abengoa, är kanske det mest imponerande av alla.

Dess 624 speglar, var och en på 120 kvadratmeter, kastar ljus över ett vackert betongtorn 115 meter högt. Detta torn kan kallas ett konstverk - en enorm figurerad utskärning i det ger byggnaden en visuell lätthet.

Soltorn under konstruktion. Strukturen reser sig över landsbygden och ser imponerande ut på långt håll. Också på nära håll (bilder av Solúcar).

Inte mindre imponerande är ljuset runt omkring.

"När jag klev ur bilen kunde jag knappt öppna ögonen - scenen var för ljus. Gradvis, beväpnad med mörka glasögon, märkte jag raderna av speglar och mitten till vilket deras strålar konvergerade - en uppsättning rör i toppen av tornet ”- så här är David Shukman, en BBC-korrespondent som nyligen besökte den här stationen och även att våga klättra upp i tornet under dess drift.

Först åkte han hissen. Men de sista fyra våningarna fick gå. Stegen som ledde till taket tycktes David vara skållning. I allmänhet jämförde han övre våningarna torn med bastu, trots närvaron av kraftfull värmeisolering av ånggeneratorn.

Och sådan uppvärmning av toppen av tornet är inte förgäves. Det nya spanska kraftverket kan generera upp till 24,3 gigawattimmar per år.

David Shukman på taket till världens möjligen högsta "bastu" (BBC-bilder).

Med den nya stationen har Spanien tagit ledningen inom denna teknik för att utnyttja solljus, men idén med sådana torn är långt ifrån ny.

Av de stora strukturerna av denna typ kan man minnas projektet Solar One - Solar Two. Detta demonstrationssolkraftverk drevs och utvecklades från 1981 till 1999 i Mojaveöknen (Kalifornien). PÅ senaste versionen(Solar Two) soltornet på denna station var omgivet av 1926 heliostater, med en total yta på nästan 83 tusen kvadratmeter. Dess effekt översteg 10 megawatt.

Det är intressant att solljuset inte värmde vattnet, utan den mellanliggande kylvätskan - smält salt. Det var en blandning av natriumnitrat och kaliumnitrat. Vatten kokade redan från det, vilket gav ånga till turbinerna (i den första versionen av stationen - Solar One - var kylvätskan olja).

Denna teknik gjorde det möjligt för Solar Two att ackumulera värme i reserv. På molniga dagar eller på kvällen körde turbinerna på energi lagrad i stora tankar med varmt salt.

Solar Power Plant Solar Two (foton från webbplatser en.wikipedia.org och parsnip.evansville.edu).

Det tornet och spegelfältet har inte försvunnit ens nu. Det var inte förrän 1999 som forskare omvandlade Solar Two till en gigantisk Cherenkov-strålningsdetektor för att studera effekterna av kosmiska strålar på atmosfären.

Erfarenheterna från amerikanerna har dock inte försvunnit: med deras hjälp och under ett liknande projekt i Spanien ska en 15 megawatts Solar Tres-station byggas.

Projektet innebär byggandet av ett högt soltorn omgivet av 2493 speglar på 96 kvadratmeter vardera (se även denna projektsida). totalarea speglar kommer att vara 240 tusen kvadratmeter.

En rymlig lagring av smält salt (uppvärmd till en temperatur på 565 grader Celsius) kommer att kunna driva ånggeneratorer i 16 timmar efter solnedgången. Så på sommaren kommer stationens generatorer inte att stanna dag eller natt.

Externt kommer Solar Tres att likna Solar Two. Under tiden kan du bara titta på stationens schema. Varmsaltförråd visas i rosa, kallsaltförråd i blått. Röd - ånggenerator ansluten till en turbin och kondensor (illustration från solarspaces.org).

Europeiska kommissionen anslog 5 miljoner euro för detta mirakel. Skapar en station internationell organisation SolarPACES, som också var involverad i skapandet av PS10. Samtidigt är företag från Spanien, Frankrike, Tjeckien och USA involverade i design och konstruktion av Solar Tres.

Intressant nog ger PS10 också energilagring. Endast direkt i form av varmvattenånga lagrad i en uppsättning stora tankar. Dess reserv räcker för en timmes drift av turbinerna utan solen, så detta system blockerar inte nattuppehållet, men ger ändå stationen viss flexibilitet vid tillfälliga moln.

Det bör noteras att PS10 inte är det enda solkraftverket i Spanien. Det finns flera andra stora solenergianläggningar i drift här. olika typer. Men PS10-projektet är av särskilt intresse: på samma plats planerar ingenjörer att bygga ytterligare en tvillinginstallation som heter PS20. Bara det kommer redan att generera en effekt på 20 megawatt, samla ljus från Mer speglar.

Ingenjörer har utvecklat ett växthus som värmer luften under solen. Ett rör "dras" ovanför växthuset, där denna luft skulle skapa dragkraft. Turbiner ska placeras i röret. Allt verkar enkelt, om du inte tar hänsyn till att växthusets diameter ska vara ett par kilometer och höjden på röret - 800 meter.

Det australiensiska företaget EnviroMission, som överraskade världen med idén om "Babels soltorn" redan 2002, verkar äntligen ha funnit förståelse, även om inte i sitt hemland, där projektet som hade startats inte tog plats, men åtminstone utomlands.

Kraftverk med det banala namnet "solar tower" (Solar Tower) skulle australierna bygga i Arizona. Faithful+Gould, ett konsultföretag, var involverat i projektet i juni i år för att sköta bygget. EnviroMission har nu fullt upp med att förvärva mark och planera de första arbetena på platsen.

I hjärtat av Solar Tower ligger en enorm runt växthus. Under dagen i ett ökenområde värms luften och under normala förhållanden upp till 40 grader, och även under en genomskinlig film eller glas av ett gigantiskt växthus kan temperaturen nå upp till 80 ° C.

Enligt australiensarnas uppfattning kommer den uppvärmda luften att strömma till mitten av strukturen, där ett 800 meter långt rör stiger. Vid dess bas kommer att placeras 32 turbiner som roterar generatorer. Deras totala toppeffekt kommer att vara 200 megawatt.

Energin som genereras av Solar Tower kommer att räcka för att driva cirka 100 000 typiska amerikanska hushåll eller en stad med en befolkning på mer än hundra tusen människor. Samtidigt kommer ett växthus med världens högsta rör, jämfört med ett konventionellt värmekraftverk med samma kapacitet, att spara cirka 900 000 ton koldioxidutsläpp per år.

Fördelarna med den föreslagna tekniken är följande. Draget i tornet beror inte på det absoluta värdet av temperaturen i växthuset, utan på temperaturskillnaden mellan luften i det och luften som omger röret på hög höjd. Eftersom Solar Tower kan fungera i nästan alla väder.

Dessutom kommer ett sådant torn att fortsätta att generera elektrisk energi på natten, eftersom jorden under växthuset under dagen kommer att värmas upp mycket avsevärt och kommer att kunna värma luften under filmen under lång tid.

Detta kraftverk kommer att kosta cirka 750 miljoner dollar. Utvecklarna anger inte var medlen kommer ifrån och om det redan finns det belopp som krävs. Men även om konstruktionen av kolossen ännu inte har påbörjats har EnviroMission redan ingått ett avtal med Southern California Public Power Authority om att köpa den energi som Solar Tower kommer att generera.

Enligt Gizmag är detta kontrakt ingått på 30 år.

Samtidigt, som följer av uppskattningarna från själva EnviroMission, kommer solenergitornet att betala för sin konstruktion på bara 11 år, och denna jätte kommer att kunna stå i minst 80 år. Det är ett ambitiöst mål och en utmaning för ingenjörerna som designar det rekordstora röret.

Kommer australierna att kunna uppfylla sin plan? Enligt ett avtal med SCPPA ska Arizona-tornet börja leverera el till nätet under första halvåret 2015.