Solar Rising Tower (태양광 공력 발전소)

솔라 어센딩 타워 — 태양열 발전소 유형 중 하나. 공기는 거대한 태양열 집열기(온실과 유사)에서 가열되고 높은 굴뚝 탑을 통해 상승 및 배출됩니다. 움직이는 공기는 터빈을 구동하여 전기를 생성합니다. 파일럿 플랜트는 1980년대 스페인에서 운영되었습니다.

태양과 바람은 무한한 에너지원입니다. 같은 팀에서 일하도록 강요할 수 있습니까? 이 질문에 가장 먼저 답한 사람은 ... 레오나르도 다빈치였습니다. 16세기 초에 그는 소형 풍차로 구동되는 기계 장치를 설계했습니다. 그것의 칼날은 태양에 의해 가열된 상승하는 공기의 흐름 속에서 회전합니다.

스페인과 독일 전문가들은 뉴카스티야 고원 남동부의 라만차 평야를 독특한 실험 장소로 선택했다. 르네상스의 또 다른 뛰어난 창조자 인 Miguel de Cervantes의 소설의 주인공 인 용감한 기사 Don Quixote가 풍차와 싸웠던 곳이 이곳이라는 것을 어떻게 기억하지 못합니까?

1903년스페인 대령 Isidoro Cabañez는 태양광 타워 프로젝트를 발표했습니다. 1978년에서 1981년 사이에 이러한 특허는 미국, 캐나다, 호주 및 이스라엘에서 발행되었습니다.

1982년 스페인 마을 근처에서 만사나레스 그것은 마드리드에서 남쪽으로 150km 떨어진 곳에서 건설되고 테스트되었습니다. 태양풍발전소 실증모델, Leonardo의 많은 엔지니어링 아이디어 중 하나를 실현했습니다.

설치에는 수직 파이프(타워, 굴뚝), 베이스 주변에 위치한 태양열 집열기 및 특수 터빈 발전기의 세 가지 주요 블록이 포함됩니다.

태양광 풍력 터빈의 작동 원리는 매우 간단합니다. 예를 들어 온실과 같은 폴리머 필름으로 만들어진 겹침에 의해 역할을 수행하는 수집기는 태양 복사를 잘 전달합니다.

동시에 필름은 그 아래의 가열된 지표면에서 방출되는 적외선에 대해 불투명합니다. 결과적으로 모든 온실에서와 마찬가지로 온실 효과가 있습니다. 동시에 태양 복사 에너지의 주요 부분은 수집기 아래에 남아 바닥과 바닥 사이의 공기층을 가열합니다.

수집기의 공기는 주변 대기보다 온도가 상당히 높습니다. 결과적으로 Leonardo 풍차의 경우와 같이 터빈 발전기의 블레이드를 회전시키는 강력한 상승 기류가 타워에서 생성됩니다.

태양풍 발전소의 개략도

태양열 탑의 에너지 효율은 수집기의 크기와 스택의 높이라는 두 가지 요소에 간접적으로 의존합니다. 큰 수집기를 사용하면 더 많은 양의 공기가 가열되어 굴뚝을 통한 흐름 속도가 빨라집니다.

Manzanares 마을의 설치는 매우 인상적인 구조입니다.타워의 높이는 200m, 직경은 10m, 태양열 집열기의 직경은 250m이며 설계 전력은 50kW입니다.

이 연구 프로젝트의 목적은 현장 측정을 수행하여 실제 엔지니어링 및 기상 조건에서 설비의 특성을 결정하는 것이었습니다.

설치 테스트에 성공했습니다. 계산의 정확성, 블록의 효율성 및 신뢰성, 기술 프로세스 제어의 단순성은 실험적으로 확인되었습니다.

또 다른 중요한 결론이 내려졌습니다. 이미 50MW의 용량을 갖춘 태양열 풍력 발전소는 상당히 수익성이 있습니다. 다른 유형의 태양광 발전소(타워, 광전지)에서 생성된 전기 비용이 여전히 화력 발전소보다 10~100배 높기 때문에 이는 더욱 중요합니다.

Manzanares에 있는 이 발전소는 약 8년 동안 만족스럽게 운영되었으며 1989년 허리케인으로 파괴되었습니다.

계획된 구조

스페인 Ciudad Real에 있는 발전소 «Ciudad Real Torre Solar». 계획된 건설은 750m 높이의 굴뚝과 결합하여 40MW의 출력 전력을 생성하는 350헥타르의 면적을 커버하는 것입니다.

부롱 솔라 타워. 2005년 초, EnviroMission과 SolarMission Technologies Inc. 는 2008년 완전 가동 태양열 발전소를 건설하기 위해 호주 뉴사우스웨일즈 주변에서 기상 데이터를 수집하기 시작했습니다. 이 프로젝트에서 개발할 수 있는 최대 전기 출력은 최대 200MW였습니다.

호주 당국의 지원 부족으로 인해 EnviroMission은 이러한 계획을 포기하고 미국 애리조나에 타워를 건설하기로 결정했습니다.

당초 계획된 솔라타워는 높이 1km, 밑면 지름 7km, 면적 38km2로 계획됐다. /m2) 폐쇄 시 방사됩니다.

연도의 높은 수준에서 소위에 의해 발생하는 더 큰 압력 강하가 발생합니다. 굴뚝 효과로 인해 지나가는 공기의 속도가 빨라집니다.

스택의 높이와 수집기의 표면적을 늘리면 터빈을 통과하는 공기 흐름이 증가하므로 생성되는 에너지의 양이 증가합니다.

열은 집열기 표면 아래에 축적될 수 있으며, 열을 차가운 공기로 발산하여 밤에 순환하도록 강제함으로써 태양으로부터 타워에 전력을 공급하는 데 사용됩니다.

상대적으로 열용량이 큰 물은 수집기 아래에 있는 파이프를 채울 수 있어 필요한 경우 반환되는 에너지의 양을 증가시킵니다.

풍력 터빈은 호주 타워 계획과 유사하게 컬렉터-타워 연결로 수평으로 장착할 수 있습니다. 스페인에서 작동 중인 프로토타입에서 터빈의 축은 굴뚝의 축과 일치합니다.

환상 또는 현실

따라서 태양 공기 역학 설치는 태양 에너지를 풍력 에너지로 변환하고 후자를 전기로 변환하는 프로세스를 결합합니다.

동시에 계산에서 알 수 있듯이 지구 표면의 거대한 영역에서 태양 복사 에너지를 집중시키고 고온 기술을 사용하지 않고도 단일 설비에서 큰 전기 에너지를 얻을 수 있습니다.

수집기에서 공기의 과열은 수십도에 불과하여 태양열 발전소와 화력 발전소, 원자력 발전소 및 탑형 태양 광 발전소를 근본적으로 구별합니다.

태양풍 설치의 확실한 장점은 대규모로 구현되더라도 환경에 유해한 영향을 미치지 않는다는 사실입니다.

그러나 그러한 이국적인 에너지원의 생성은 여러 가지 복잡한 공학적 문제와 관련이 있습니다. 타워의 직경은 수백 미터, 높이는 약 1km, 태양열 집열기 면적은 수십 평방 킬로미터라고 말하면 충분합니다.

태양 복사가 강할수록 설비에 더 많은 전력이 공급된다는 것은 명백합니다. 전문가들에 따르면 태양풍 발전소는 다른 용도로는 적합하지 않은 땅 위의 북위 30°에서 남위 30° 사이에 위치한 지역에 건설하는 것이 가장 유리하다. 산악 구호 사용 옵션이 눈길을 끕니다. 이것은 건설 비용을 크게 줄일 것입니다.

그러나 태양열 발전소의 특징 중 어느 정도는 또 다른 문제가 발생하지만 대형 태양열 공기 역학 설비를 만들 때 특별한 시급성을 얻습니다. 대부분 건설 유망 지역은 에너지 집약적 소비자와는 거리가 멀다. 또한 아시다시피 태양 에너지는 지구에 불규칙적으로 도달합니다.

소형(저전력) 태양열 타워는 건설에 값비싼 재료와 장비 또는 구조 작동 중에 고도로 숙련된 인력이 필요하지 않기 때문에 개발도상국의 에너지 생성에 대한 흥미로운 대안이 될 수 있습니다.

또한 솔라타워를 건설하려면 초기 투자비가 많이 들지만 연료비가 없어 낮은 유지보수 비용을 상쇄할 수 있다.

그러나 또 다른 단점은 예를 들어보다 태양 에너지 변환 효율이 낮다는 것입니다. 태양광 발전소의 거울 구조에서… 이는 수집기가 차지하는 면적이 더 크고 공사비가 더 많이 들기 때문입니다.

태양열 탑은 풍력 발전소나 전통적인 태양광 발전소보다 훨씬 적은 에너지 저장 장치를 필요로 할 것으로 예상됩니다.

이것은 밤에 방출될 수 있는 열 에너지의 축적으로 인해 타워가 24시간 내내 작동할 수 있게 해 주므로 풍력 발전소나 태양광 전지로는 보장할 수 없습니다. 전통적인 발전소의.

이 사실은 그러한 설치와 함께 에너지 저장 장치를 만들어야 할 필요성을 나타냅니다. 과학은 그러한 목적을 위해 수소보다 더 나은 파트너를 아직 알지 못합니다. 그렇기 때문에 전문가들은 특히 수소 생산을 위해 설비에서 생성된 전기를 사용하는 것이 가장 적절하다고 생각합니다. 이 경우 태양광 풍력 발전소는 미래 수소 에너지의 주요 구성 요소 중 하나가 됩니다.

그래서 이미 내년에 세계 최초의 상업용 규모의 고체 수소 에너지 저장 프로젝트가 호주에서 시행될 것입니다. 잉여 태양 에너지는 수소화붕소나트륨(NaBH4)이라는 고체 수소로 변환됩니다.

이 무독성 고체 물질은 스펀지처럼 수소를 흡수하고 필요할 때까지 가스를 저장한 다음 열을 사용하여 수소를 방출할 수 있습니다. 방출된 수소는 연료 전지를 통과하여 전기를 생성합니다. 이 시스템은 수소를 에너지 집약적인 압축이나 액화 없이도 고밀도 저압에서 저렴하게 저장할 수 있게 해준다.

일반적으로 연구와 실험을 통해 가까운 장래에 대규모 에너지 산업에서 태양열 풍력 발전소의 위치에 대해 진지하게 질문할 수 있습니다.