From Wikipedia, the free encyclopedia
Соларне термалне електране су извори електричне струје добијене претварањем Сунчеве енергије у топлотну (за разлику од фотоволтаика код којих се електрична енергија добија директно). С обзиром да немају штетних продуката приликом производње електричне енергије, а имају сразмерно добру ефикасност (20 - 40%), представљају значајан потенцијал за будућност. Како је количина енергија која пада на површину изузетно велика, изградњом таквих електрана на сунчаним подручјима (нпр. Сахара) могао би се енергијом снабевати велики број корисника.
Због потребе за високим температурама, готово сви облици соларних термалних електрана морају користити некакав облик концентровања Сунчевих зрака с великог простора на малу површину. Како се током дана положај Сунца на небу мења, тако се стално мења и најповољнији угао под којим падају Сунчеви зраци на огледала. Зато је потребно уградити механизам који ће стално прилагођавати њихов положај. Ти механизми су неопходни како би се добила што већа ефикасност, мада значајно утичу на повећање ионако високих цена соларних термалних електрана.
Смањења у цени су могућа складиштењем топлоте, а не струје, будући да је таква технологија данас јефтинија, а производња топлоте је ионако неопходна за функционисање оваквог типа електрана. Тиме је могуће добијати електричну енергију и онда када то иначе не би било могуће (за време смањене инсулације - мера енергије соларне радијације примљене или предане од стране одређене површине у одређеном времену).
Данас се користе једино концентроване соларне термалне електране (ЦСП). Састоје се од огледала и резервоара флуида који се загрева и такав пролази кроз турбине или топлотне моторе (нпр. Стрилнигов мотор). С обзиром на разноликост међу огледалима и целокупној конструкцији можемо их поделити у следеће категорије:
Састоје се од дугих низова параболичних огледала (закривљених око само једне осе) и колектора који се налази изнад њих. Њихова је предност што је потребно помицање огледала само када је промена положаја Сунца у ортогоналном смеру, док приликом паралелног помака то није потребно јер светлост и даље пада на колекторе. Кроз колекторе струје синтетичко уље, растопљена со или пара под притиском који се под утицајем Сунчевих ваздуха загревају. Колекторе је могуће извести у вакуумираном стаклу тако да се спрече губици топлоте кондукцијом и конвекцијом, а постижу ефикасност од 20%.
Ове електране имају велики број огледала постављених око средишњег места где се налази торањ. Овакве конструкције постижу врло високе температуре, што их чини ефикаснијим како у производњи тако и у складиштењу енергије. Такође предност им је што не захевају равна подручја (могућа је изградња на брдима), али зато огледала захтевају употребу механизма ротације око две осе, што им подиже цену.
Због параболичног изгледа подсећају на сателитске тањире, али су значајно већи. Зраци светлости, одбијајући се од огледала, падају у једну тачку (колектор) који се налази изнад њих. Ту се развијају врло високе температуре, а за добијање електричне енергије се користи Стирлингов или парни мотор. Због покретних механизама потребна су честа сервисирања, а цели механизам захтева ротацију око две осе и скупа параболична огледала, што се на крају одражава на укупној исплативости оваквог склопа.
Користе низове дугих мало закривљених или потпуно равних огледала, а изгледом подсећају на параболичне колекторе. Конструисани су тако да више низова огледала циља у исти колектор што доводи до финансијских уштеда, а и сама огледала се окрећу око само једне осе. Циљањем огледала у различите колекторе у различито доба дана могуће је поставити густ распоред огледала, чиме се добија више енергије упркос ефикасности мањој од 20%. Читав пројекат је засада још на бази прототипа који су изграђени у Белгији (СоларМундо) и Аустралији (ЦЛФР).
Не користе огледала, него велику застакљену површину (само одозго), испод које се загрева ваздух, у чијем је средишту торањ. Због нагиба те стаклене површине, ваздух иде према торњу где се окрећу турбине. Сама конструкција захтева изразито велике димензије те фактор претварања соларне енергије у топлотну није нарочито добар, но то је компензирано ниским инвестиционим трошковима. Прототип средње величине је био изграђен у Шпанији 1982. где су се скупљали подаци следећих 7 година, све до намерног рушења торња због проблема с вртложењем ваздуха.
Ефикасност ових електрана се повећава уградњом погона за складиштење енергије, чиме се добија и на поузданости. Ти се погони базирају на складиштењу топлотне енергије у материјал велике енергетске густине. Тренутно се као такав материјал користи растопљена со, чији је саставни елемент натријум - метал велике енергетске густине.
Такође се данас користи и пара под високим притиском (50 бара на 285°C), али време чувања енергије на овај начин је свега један сат. Електрана у Клонкурy (Аустралија) ће користити прочишћени графит, када буде изграђена.
Seamless Wikipedia browsing. On steroids.
Every time you click a link to Wikipedia, Wiktionary or Wikiquote in your browser's search results, it will show the modern Wikiwand interface.
Wikiwand extension is a five stars, simple, with minimum permission required to keep your browsing private, safe and transparent.
