Опять включилось творческое воображение. Ой-вей, и что мне с этим делать? Ну конечно же, запостить в любимый журнальчик.
Итак, очередное изобретение из серии ВИЭ.
В чем у нас теперь будет прикол?
Речь пойдет о солнечных электростанциях типа "солнечная башня". Смысл таких электростанций заключается в том, что приемник солнечной энергии поднимается на высоту. Находясь на высоте, он становится доступен (виден) с большой площади. Что позволяет на этой самой площади разместить много-много зеркал, и соответственно - сконцентрировать много-много энергии на приемнике. Чем больше энергии тепловой на приемнике - тем более эффективную станцию можно построить.
Недостатком такого подхода является то, что энергетически нагруженные элементы с очень жестким температурным режимом нужно располагать высоко над землей. А они во-первых, тяжелые, во-вторых, нам надо доставить собранное ими тепло на землю, для преобразования в электричество. А это неудобно. Было бы очень неплохо, чтобы собранное на высоте тепло оказывалось на земле само по себе, верно?
Правда, простая идея?
Итак. Мы строим короб вертикальный. Типа "труба". Квадратного сечения. На верхушке ставим наклонное зеркало. Зеркала концентраторов собирают на этом зеркале солнечный свет. Наше наклонное зеркало отражает этот свет. Однако поскольку концентраторы рассредоточены на площади, то и отражение у нас идет в разные стороны. Неудобно. Кажется - ничего с этим не сделать. Но - это только на первый взгляд.
Внутренняя поверхность короба покрывается зеркальным слоем. Теперь направленные не прямо вниз, а под углом лучи света от концентраторов переотражаются внутри короба-башни, как в волноводе, пардон - в световоде. И - сами по себе доходят до самого низу.
А уже внизу у нас - приемник солнечной энергии, черный-черный, большой-большой, тяжелый-тяжелый. Такой, какой наверх взгромоздить трудно и дорого, а внизу ему и самое место (короткие коммуникации), и обслуживать удобно, и башня у нас, представляющая из себя зеркальный световод большой высоты - получается легкая-легкая. Тоже дешевая в строительстве.
Телемаркет.
Ну и сразу еще одна идея.
Рассмотренный в прошлой части процесс фазового перехода открывает перед нами богатые возможности. Приемник солнечной энергии может работать на испаритель. Находящаяся под давлением вода преобразуется в перегретый пар, например при температуре 300 градусов (как в АЭС). Работать с такой водой мы умеем, наблатыкались. Этот перегретый пар уходит по магистрали к конденсатору-теплообменнику. За счет испарения в башне он отбирает много энергии, а при конденсации это много энергии отдает. А поскольку источник тепла (то есть приемник солнечной энергии) у нас находится внизу, на уровне земли (а то и под), то обратное течение воды после конденсации может осуществляться самотеком.
Выделяющееся на конденсаторе тепло используется для электрогенерации, либо для аккумулирования в термоаккумуляторе. Это уже не сильно принципиально.
И теперь еще одна идея.
Самый надежный источник энергии - термопара. Да, КПД низок, зато нет нужды в техобслуживании, десятки лет работает без вопросов, а после - просто утилизируется. В чем идея? Выделяемое при конденсации пара тепло питает, понятное дело, горячий спай термопары. А холодный спай термопары у нас находится в трубе, где, охлаждаясь, нагревает воздух. Нагретый воздух стремится вверх (эффект трубы). Образующаяся тяга обеспечивает принудительную вентиляцию, а значит, лучшее охлаждение, что приводит к повышению КПД всей конструкции.
Теоретически, сама солнечная башня (полость световода) может использоваться в качестве трубы, создающей тягу для охлаждения термоэлектрогенераторов. Так мы одну конструкцию используем дважды, более того - восходящий поток воздуха препятствует образованию конденсата, оседанию пыли на зеркальном слое. Конструкция получается не сильно дорогая, правда и не очень эффективная, зато простая и надежная.
Итак - солнечная башня может быть световодом, доставляющим тепло на уровень земли, а не тяжелой несущей конструкцией.
УПД. По результатам обсуждения в камментах. Режим тепловой нагрузки по излучению главного зеркала представляется удовлетворительным, однако у нас возникает вопрос пыли. Пыль на главном зеркале может быть источником локального нагрева и портить отражающий слой. Можем ли мы избавиться от пыли?
Можем.
Поскольку приемник (преобразователь) у нас находится внизу башни, он греется. От него горячий воздух поднимается вверх, создавая в трубе тягу. Если мы обеспечим приток чистого воздуха, то его поток не даст пыли, несомой ветром, осесть на зеркале.
Чтобы очистить воздух, поступающий снизу, его достаточно пропустить через фильтр типа "циклон". При этом разрежение воздуха в башне само создаст необходимую тягу на фильтре - нам даже не потребуются вентиляторы. :)
Черт, у нас получается очень простая и надежная конструкция...
Journal information