Fórum | MyPower.CZ | Obnovitelné zdroje energie - energetická soběstačnost | Poslední návštěva: sob říj 16, 2021 4:26 pm


Jak funguje solární elektrárna? (2. díl)

Novinky, zajímavosti, věda a technika v oblasti solární energie.

Jak funguje solární elektrárna? (2. díl)

Příspěvekod karelkilian » pát dub 09, 2021 11:51 am

Jak funguje solární elektrárna? (2. díl)

Před týdnem jsme přinesli první díl článku Jak funguje solární elektrárna? Dnes budeme pokračovat a společně se podíváme na dva další méně obvyklé způsoby, jak lze sluneční paprsky proměnit na elektrickou energii. Hned v úvodu je vhodné podotknout, že tentokrát to budou poměrně exotické metody.

Solární věže

Solární věže využívají stovky až tisíce plochých zrcadel (heliostatů), která odrážejí a koncentrují energii slunečních paprsků do přijímače, umístěného ve věžovité konstrukci. Tato metoda je schopna soustředit sluneční světlo až 1500× silněji, než by bylo možné získat pouze z přímého slunečního záření.

Příklad tohoto typu solární elektrárny lze nalézt u města Jülich v německém Severním Porýní-Vestfálsku. Zařízení se rozkládá na ploše 18 000 čtverečních kilometrů, na které je umístěno více než dva tisíce heliostatů, jež směřují sluneční světlo na centrální 60 metrů vysokou věž.

Americké ministerstvo energetiky ve spolupráci s dalšími společnostmi zabývajícími se elektrickou energií postavilo a provozovalo v 80. a 90. letech minulého století první ukázkovou solární věž poblíž kalifornského města Barstow.

V současnosti jsou USA postaveny tři solární věže: elektrárna Ivanpah o výkonu 392 MW na dně vyschlého jezera Ivanpah v Kalifornii, projekt Crescent Dunes o výkonu 110 MW v Nevadě (který aktuálně není v provozu) a 5MW věž Sierra Sun Tower v poušti Mojave v Kalifornii (byl její komerční provoz ukončen, neboť s výjimkou nejslunnějších dnů byl její provoz příliš nákladný).

Koncentrovaná sluneční energie se používá k ohřevu vzduchu uvnitř věže, kde teplota dosahuje až 700 stupňů Celsia. Teplo se zachycuje v kotli, který vyrábí páru a pomocí parní turbíny a generátoru se používá k výrobě elektřiny.

Kromě vzduchu se využívá k přenosu tepla voda. V současnosti jsou zkoumány a testovány pokročilejší systémy, které budou používat dusičnanové soli. Jejich hlavní výhodou má být lepší schopnost přenosu a akumulace tepla ve srovnání s vodou nebo vzduchem. Právě schopnost akumulace tepelné energie umožňuje systému vyrábět elektřinu i za oblačného počasí nebo v noci.

Tento typ solární elektrárny je ideální pro provoz v oblastech s nepříznivými povětrnostními podmínkami. Například v poušti Mojave v Kalifornii bez problémů odolala krupobití a písečným bouřím. Jejich nevýhodou jsou však příliš vysoké provozní náklady.

Solární rybníky

Posledním typem solární elektrárny, a nutno říci, že opravdu exotickým, je solární rybník či solární vodní nádrž („Solar Pond“). V podstatě se jedná o mělkou nádrž (některé zdroje ji označují jako „bazén“) naplněnou slanou vodou, která zachytává a akumuluje teplo ze slunce.

Princip je ve své podstatě jednoduchý: dopadající sluneční paprsky ohřívají dno mělké nádrže. Tím dochází i k ohřevu vody nad povrchem dna a snížení její hustoty. V normálním rybníku nebo vodní nádrži se voda na dně jezírka zahřívá, její hustota klesá a ona proto stoupá k hladině.

Z tohoto důvodu je do vody v solárním rybníku postupně přidávána sůl, dokud nedojde k jejímu úplnému nasycení. Úroveň koncentrace soli se tak zvyšuje s hloubkou, čímž se také od povrchu ke dnu zvyšuje hustota a nedochází tak k promíchávání vrstev.

Voda s vysokým obsahem soli se tak snadno nemísí s vodou s nízkým obsahem soli, proto proudění probíhá jen v jednotlivých vrstvách, mezi kterými dochází jen k minimálnímu promíchávání. Tento proces koncentruje tepelnou energii a snižuje tepelné ztráty.

Tímto postupem vzniká takzvaná tepelná past („thermal trap“). Nakumulovanou energii lze buď přímo použít - například k výrobě elektřiny pomocí turbíny - nebo uložit pro pozdější použití. Kromě výroby elektrické energie ji lze také využít jako zdroj tepla.

Voda s vysokým obsahem soli může v průměru dosáhnout až 90 stupňů Celsia, zatímco vrstvy s nízkým obsahem soli udržují teplotu přibližně kolem 30 stupňů Celsia. Horká, slaná může být poté odčerpána a použita k výrobě elektřiny pomocí turbíny.

Tento typ elektrárny se používal například v letech 1984 až 1988 v Izraeli v elektrárně Beit HaArava. Další solární rybníky byly vybudovány v Bhuj v Indii (již není v provozu) a v texaském El Pasu.

Jak jste viděli v tomto a předchozím díle tohoto článku: solární elektrárny nejsou jen o fotovoltaických panelech. Existuje řada různých způsobů, jak lze sluneční energii využít a transformovat v náš prospěch.

Zdroj: interestingengineering.com.
Uživatelský avatar
karelkilian
 
Příspěvky: 149
Registrován: úte pro 11, 2018 1:22 pm

Re: Jak funguje solární elektrárna? (2. díl)

Příspěvekod kybos » pát dub 09, 2021 12:50 pm

karelkilian píše:Příklad tohoto typu solární elektrárny lze nalézt u města Jülich v německém Severním Porýní-Vestfálsku. Zařízení se rozkládá na ploše 18 000 čtverečních kilometrů, na které je umístěno více než dva tisíce heliostatů, jež směřují sluneční světlo na centrální 60 metrů vysokou věž.


Poněkud pochybuji o velikosti uvedené plochy. Na 18000 čtverečních kilometrů dopadá v poledne kolem 15GW solárního výkonu. 18000 čtverečních kilometrů má kruh o poloměru přibližně 75 km. Pochybuji, že by se na těch 75 km odrazem od zrcadla trefili do věže 60m nad zemí. Už jen zakřivení paprsků vlivem nestejné teploty a tím i hustoty vzduchu při zemském povrchu udělá na takovou vzdálenost větší odchylku.
Ani hustota rozložení zrcadel není při takové ploše zrovna příznivá (jedno zrcadlo na 9 kilometrů čtverečních).
Osobně si myslím, že chyba vznikla vypuštěním desetinné čárky při překladu a skutečná plocha je tisíckrát menší.
Na satelitních mapách jsem tak rozsáhlou stavbu (průměr 150 km) u města Jülich v německém Severním Porýní-Vestfálsku nenašel.
7,5 kWp poly JJZ + 3x Tristar MPPT60 (>55 MWh) + 5 kWp mono JJZ + Victron 150/100 + 48V VRLA 180 Ah + LiFePO 780 Ah + UPS 8kW (OPTI-Solar SP8000-SW) + 3F nabíječka 4,8kW (DELTA) Start: 2012
Uživatelský avatar
kybos
 
Příspěvky: 2377
Registrován: sob zář 08, 2012 9:40 pm

Re: Jak funguje solární elektrárna? (2. díl)

Příspěvekod JirikT » pon dub 12, 2021 2:55 pm

No je to necelých 8,5 hektaru...
Nemáte oprávnění prohlížet přiložené soubory.
?
JirikT
 
Příspěvky: 32
Registrován: ned říj 02, 2011 1:16 pm
Bydliště: Slapy


Zpět na Magazín MyPower.CZ

Kdo je online

Uživatelé procházející toto fórum: Trendiction [Bot] a 0 návštevníků

Reputation System ©'