Rakennuspaikan valinta ei ole sattumaa. Aavikko ja aurinko ovat erottamattomia käsitteitä. Aavikot ovat pitkään vetäneet magneettina puoleensa kaikki vakavat aurinkoenergiaan erikoistuneet yritykset. Tästä syystä Arizonan autiomaa ei jäänyt tunnetuilta "aurinkoalan" asiantuntijoilta huomaamatta. Arizonassa EnviroMission valmistautuu toteuttamaan kunnianhimoista ideaansa kehittää tehokas aurinkovoimala, joka tunnetaan jo aurinkotornina.
Tällaisen rakenteen rakentamisen taustalla oleva ajatus on melko yksinkertainen. Auringon säteet valaisevat ja lämmittävät tietyn alueen tornin juurella olevasta pinnasta, tämä alue on päällystetty erityisellä lämpöä eristävällä materiaalilla. Hän itse on kuin erittäin suuri kasvihuone. Tässä "kasvihuoneessa" lämmitetty ilma pyrkii ylöspäin ja virtaa alas tämän pinnoitteen ainoaan reikään, joka sijaitsee keskellä. Juuri tähän paikkaan aurinkotornin juurella sijaitsevat turbiinit, jotka tuottavat sähköenergiaa luonnollisesti nousevista lämmitetyn ilman virtauksista.
On melko vaikeaa ottaa tätä järjestelmää vakavasti ennen kuin kaikki tarvittavat lämpötilaeroon liittyvät laskelmat on tehty ja koko rakenteen kokoa kasvatetaan moninkertaisesti. Juuri tämän australialaiset kehittäjät ovat tehneet. Jos sijoitat samanlaisen rakenteen autiomaahan, jossa pintalämpötila saavuttaa päivän aikana 40 astetta tai enemmän, ja lisäät tähän myös keinotekoisesti luodun "kasvihuoneilmiön" vaikutuksen, niin tällaisen säiliön ilman lämpötila saavuttaa jo 80-90 astetta. Siksi jää vain tuoda aurinkotornin ympärillä olevan kasvihuonesäiliön koko useiden satojen metrien säteeseen, jotta saadaan riittävän suuri määrä kuumaa ilmaa.
Aurinkotornin korkeus olisi hyödyllistä nostaa useiden satojen metrien korkeuteen (kun 100 metrin välein aavikon pinnasta merkitsee ympäristön lämpötilan laskua 1 Celsius-asteella). Mitä suurempi lämpötilaero, sitä voimakkaammin aurinkotorni "vetää" kuumaa ilmaa varaston pohjalta ja sitä enemmän energiaa sen turbiinit pystyvät tuottamaan.
Näiden energialähteiden edut ovat pinnalla:
• Koska aurinkotorni toimii lämpötilaeron eikä absoluuttisen lämpötilan mukaan, se pystyy jatkamaan toimintaansa säällä kuin säällä.
• Koska maa lämpenee tarpeeksi päivällä, jäännöslämpöä on riittävästi työskentelyyn yöllä.
• Koska kuuman kuivan maaperän paikka soveltuu parhaiten tornin rakentamiseen, tällainen voimalaitos on mahdollista rakentaa enemmän tai vähemmän hyödyttömälle alueelle aivan autiomaan keskelle.
• Aurinkotorni ei vaadi käytännössä mitään huoltoa, paitsi satunnaisia tarkastuksia ja/tai turbiinien pieniä korjauksia. Torni "vain toimii" rakentamisen alusta siihen hetkeen, jolloin tornin muodostavat rakenteet ovat olemassa.
• Tällainen voimalaitos ei tarvitse raaka-aineita toimiakseen - ei uraania, ei hiiltä, ei mitään muuta kuin auringonvaloa ja ilmaa, jota on runsaasti missä tahansa autiomaassa.
• Aurinkotorni on täysin jätteetön tuotanto, se ei päästä maapallon ilmakehään muita saasteita lämpimän ilman lisäksi; lisäksi tiettyjä "kasvihuoneen" alueita voidaan jopa käyttää aiottuun tarkoitukseen erilaisten kasvien kasvattamiseen niissä.
On syytä huomata, että tämä tekniikka on melko tunnettu, ihmiset ovat työskennelleet tällaisissa projekteissa yli vuosisadan. Joten vuonna 1980 espanjalaiset insinöörit pystyttivät 256 metriä korkean koetornin, jossa lämmitetty ilma liikkui ylöspäin turbiinien läpi. Tämä torni tuotti sähköä 7 vuotta, minkä jälkeen se tuhoutui myrskyssä. Tältä osin kysymys ei toteutusmahdollisuudesta, vaan projektin korkeista kustannuksista on paljon vaikeampi. Merkittävän sähkön tuottamiseen tarvitaan valtava laitos, ja erittäin suuret rakenteet vaativat erittäin suuria pääomainvestointeja.
Rakennuskustannukset ovat australialaisten kehittäjien mukaan noin 750 miljoonaa dollaria. Ja tämän voimalaitoksen energiatehokkuuden odotetaan olevan 60%, mikä tekee tällaisesta kohteesta paljon luotettavamman ja tehokkaamman kuin monet muut uusiutuvat energialähteet. Lisäksi tiedetään tarkalleen, mihin tällaisen voimalaitoksen tuottama energia ohjataan. Ei niin kauan sitten EnviroMission allekirjoitti yhteistyösopimuksen Etelä-Kalifornian osavaltion energiahallinnon kanssa (sähköenergian ennakkoostot 30 vuoden ajaksi). Taloudellisen mallinnuksen tulosten perusteella tällaisen tornin rakentaminen kannattaisi vain 11 vuodessa, ja sen suunnittelu on suunniteltu 80 vuoden käyttöikään. Jos kaikki menee suunnitellusti, aurinkotorni voisi alkaa lähettää sähköä amerikkalaiskoteihin jo vuoden 2015 alussa.
Vaihtoehtoinen projekti
Mutta aurinkotornilla on jo kilpailijoita. Puhumme voimalaitoksesta, jonka kapasiteetti on vielä suurempi - jopa 1,5 GW. Tietoja hänestä ilmestyi Runetissa toukokuussa 2014. Puhtaan tuulienergiayhtiön kerrotaan jo vuokraaneen tontin jälkeläisten rakentamista varten. Samalla puhumme myös tornista, joka toimisi luomalla keinotuulta sähkön tuottamiseksi. Eri lähteet osoittavat rakenteen erilaisen korkeuden, joka vaihtelee 675–900 metristä (joka on 400 metriä korkeampi kuin kuuluisa Empire States Building -pilvenpiirtäjä).
Valtavan aurinkotornin juurelle sijoitetaan kerralla 120 erittäin suurta turbiinia sekä tehokkaat pumput, jotka on suunniteltu siirtämään yli 11 miljardia litraa kiertovettä. Käyttöönoton jälkeen aavikon aurinkotornilla on valtava teho, jota voidaan verrata 40 XNUMX hehtaarin alueelle asennettujen tehokkaiden vesivoimalan tai tuuliturbiinien energiaan.
Tällaisen energiatornin toimintaperiaatteen 60-luvun 1,5-luvulla esitti Philip Carlson. Noina vuosina ei kuitenkaan yksinkertaisesti ollut varoja, jotka voitaisiin osoittaa tällaisen hankkeen toteuttamiseen. Saatavilla olevien tietojen mukaan tällaisen voimalaitoksen rakentaminen Arizonan autiomaahan maksaa yli XNUMX miljardia dollaria. Samalla tällaisen tornin rakentaminen voi nostaa amerikkalaisen tuulienergian täysin uudelle tasolle, ja tornin tuottama energia on maailman puhtainta ja antaa yritykselle mahdollisuuden ansaita paljon rahaa tuotannostaan .
Pääideana, toisin kuin EnviroMission-projektissa, liittyy ilman liikettä ei alhaalta ylöspäin, vaan ylhäältä alaspäin. Ajatuksena on suihkuttaa vettä tornin huipulle, jolloin kuuma ilma jäähtyy ja ryntää kohti maata. Kun se saavuttaa tornin jalan, sen nopeuden tulisi saavuttaa 90 km / h, mikä on ihanteelliset olosuhteet turbiinien toiminnalle. Tällaisella tornilla on etunsa tavalliseen tuuli- ja aurinkovoimaan verrattuna. Laitos pystyy työskentelemään päivin ja öin ilman ongelmia, lisäksi sen toiminta ei vaadi jatkuvaa tuulta ja auringonvaloa, sitä ei tarvitse edes pölyttää pois, kuten autiomaahan asennetuilla aurinkopaneeleilla, jotta se pysyisi sisällä. työjärjestys. Torni jatkaa sähköntuotantoa niin kauan kuin ilma pysyy lämpimänä, mikä on erittäin todennäköistä kuumassa autiomaassa. Itse sähköntuotanto toimii energiansa tuotannosta: noin 11 % sähköstä käytetään veden pumppaamiseen tornin huipulle, kun taas noin ¾ vedestä kerätään sen pohjalle.
Maailman suurin toimiva lämpö aurinkovoimala Kalifornian Mojaven autiomaassa
Kilpailijat ydinvoimaloiden muodossa
Aurinkotorneilla on hyvin todellinen ja vahva kilpailija "vanhojen hyvien" ydinvoimaloiden muodossa. 30 vuoden tauon jälkeen Yhdysvaltain hallitus päätti jatkaa niiden rakentamista. Yhdysvaltain presidentin hallinto osoittaa 6,5 miljardia dollaria uuden ydinvoimalan rakentamiseen. Uuden ydinvoimalan kerrotaan ilmestyvän Georgian osavaltioon, jossa Vogtlen ydinvoimala on jo toiminnassa.
Vuonna 2010 Yhdysvaltain viranomaiset ja energiayhtiö Southernin edustajat allekirjoittivat sopimuksen tämän ydinvoimalan uusien yksiköiden rakentamisesta.
Viimeinen, 4., voimayksikkö luovutettiin asiakkaalle syksyllä 2013. Nyt puhutaan uuden ydinvoimalan rakentamisesta tyhjästä. Sen rakentamiseen osoitettu määrä jaetaan energiayhtiö Southern Georgia Powerin, Oglethorpe Power Corporationin ja Georgian kunnallisen hallituksen kesken. On raportoitu, että Oglethorpe ja Georgia Power saivat ensimmäisen erän tästä projektista 19. helmikuuta 2014.
Tietolähteet:
http://www.facepla.net/index.php/the-news/energy-news-mnu/1509-solar-plant
http://radiomaster.ru/reviews/view/208
http://gearmix.ru/archives/11823
http://pronedra.ru/alternative/2014/05/06/energiy-arizona-proekt
http://pronedra.ru/atom/2014/02/19/aes-ssha