Quyosh havzasi - Solar pond

Avgust Derletning xayoliy personaji uchun qarang Quyosh ponlari.
Quyosh bug'lanish havzalari Atakama sahrosi

A quyosh havzasi hovuzidir sho'r suv Quyosh issiqlik energiyasini yig'adigan va saqlaydigan. Tuzli suv tabiiy ravishda vertikal hosil qiladi sho'rlanish gradient "nomi bilan ham tanilganhaloklin ", unda sho'rligi past suv yuqori sho'rlangan suv ustida suzadi. Tuzli eritmalar qatlamlari chuqurlik bilan konsentratsiyani (va shuning uchun zichlikni) oshiradi. Muayyan chuqurlikdan past bo'lgan eritma bir xil darajada yuqori tuz konsentratsiyasiga ega.

Tavsif

Quyosh nurlari sayoz hovuz tubiga tegsa, ular suvning pastki qismiga qo'shilib isitiladi. Hovuzning pastki qismidagi suv qizdirilsa, u yuqoridagi sovuq suvga qaraganda kamroq zichlikka ega bo'ladi va konvektsiya boshlanadi. Quyosh suv havzalari bu konvektsiyaga to'sqinlik qilib suvni isitadi. Suvga quyi qatlamlar to'liq bo'lguncha tuz qo'shiladi to'yingan. Hovuzning pastki qismidagi sho'rligi yuqori suv uning ustidagi sho'rligi past suv bilan osonlikcha aralashmaydi, shuning uchun suvning pastki qatlami qizdirilganda konveksiya pastki va yuqori qatlamlarda alohida-alohida sodir bo'ladi, faqat ikkalasi o'rtasida yumshoq aralash bo'ladi . Bu issiqlik yo'qotilishini sezilarli darajada kamaytiradi va sho'rligi yuqori suvni 90 ° C darajagacha olishiga imkon beradi va 30 ° C past sho'rlangan suvni saqlaydi.[1] Ushbu issiq, sho'r suvni keyinchalik elektr energiyasini ishlab chiqarishda foydalanish uchun haydab chiqarish mumkin turbin yoki issiqlik energiyasining manbai sifatida.

Afzalliklari va kamchiliklari

  • Ushbu yondashuv ayniqsa qishloq joylari uchun jozibali rivojlanayotgan davlatlar. Juda katta maydon kollektorlari faqat loy yoki plastmassa hovuz laynerining narxi uchun o'rnatilishi mumkin.
  • Yig'ish tuz kristallarni olib tashlash kerak va bu qimmatbaho yon mahsulot va parvarishlash xarajatlari bo'lishi mumkin.
  • Alohida kollektor kerak emas.
  • Juda katta issiqlik massasi quvvatni kechayu kunduz ishlab chiqarishni anglatadi.
  • Nisbatan past haroratli ish, quyosh energiyasining konvertatsiyasi odatda 2% dan kam degan ma'noni anglatadi.[2]
  • Bug'lanish tufayli sho'rlanish gradyanlarini saqlab turish uchun doimo sho'r bo'lmagan suv talab qilinadi.

Samaradorlik

Olingan energiya, atrof-muhitning taxminiy 20 ° C haroratiga nisbatan 70 dan 80 ° S gacha bo'lgan past darajadagi issiqlik shaklida bo'ladi. Ga ko'ra termodinamikaning ikkinchi qonuni (qarang Carnot-tsikli ), yuqori haroratli suv omboridan issiqlikni 80 ° C da ishlatadigan va undan past harorat 20 ° C bo'lgan tsiklning maksimal nazariy samaradorligi 1− (273 + 20) / (273 + 80) = 17% ni tashkil qiladi. Taqqoslash uchun, 800 ° C da yuqori darajadagi issiqlikni etkazib beradigan elektr stantsiyasining issiqlik dvigateli, issiqlikni foydali ishga aylantirish uchun maksimal nazariy chegaraning 73% ni tashkil qiladi (va shu bilan 27% dan kam bo'linishga majbur bo'ladi) chiqindi issiqlik 20 ° C darajadagi sovuq haroratli suv omboriga). Quyosh suv havzalarining past samaradorligi odatda "kollektor", shunchaki plastik qoplamali suv havzasi, potentsial jihatdan kengroq tizimga olib kelishi mumkin degan dalil bilan asoslanadi. energiya darajasining tengligi a ga qaraganda quyosh kontsentratsiyasi tizimi.

Rivojlanish

Keyingi tadqiqotlar membrana suv havzalarini rivojlantirish kabi muammolarni hal qilishga qaratilgan. Qatlamlarni ajratish uchun ular tuzning o'tishiga yo'l qo'ymasdan yupqa o'tkazuvchan membranadan foydalanadilar.

Misollar

Elektr energiyasini ishlab chiqarish uchun eng katta ishlaydigan suv havzasi bu edi Bayt HaArava suv havzasi Isroilda qurilgan va 1988 yilgacha ishlagan. Uning maydoni 210000 m² bo'lgan va elektr quvvati 5 MVt bo'lgan.[3]

Hindiston Osiyoda birinchi bo'lib quyosh havzasini tashkil etgan Bxuj, Gujaratda. Loyiha ostida sanktsiya qilindi Quyosh havzasi milliy dasturi tomonidan An'anaviy bo'lmagan energiya manbalari vazirligi 1987 yilda TERI, Gujarat energetikasini rivojlantirish agentligi va GDDC (Gujarat Dairy Development Corporation Ltd) tomonidan birgalikda amalga oshirilgan sa'y-harakatlar natijasida 1993 yilda yakunlandi. Quyosh havzasi zavodga har kuni 80 ming litr issiq suv etkazib berish bilan texnologiyaning maqsadga muvofiqligini muvaffaqiyatli namoyish etdi. U taxminan 22000000 kVt soatni etkazib berishga mo'ljallangan[iqtibos kerak ] ning Issiqlik energiyasi har yili. Energiya va resurslar instituti barcha texnik ma'lumotlarni taqdim etdi va tadqiqotlar, ishlanmalar va namoyishlarning to'liq bajarilishini o'z zimmasiga oldi. TERI ushbu ob'ektni 1996 yilgacha GDDCga topshirishdan oldin ishlatgan va saqlab turgan. Quyosh havzasi 2000 yilga qadar ko'p moliyaviy qiyinchiliklar bilan GDDCni tanazzulga uchraguncha ishlamadi. Keyinchalik, Bxuj zilzilasi Kutch Dairy-ni ishlamay qoldi.[4]

0,8 gektar (3200 m)2) Bryus Foods korporatsiyasining Texas shtatidagi El Paso shahridagi 20% quvvat bilan ishlaydigan quyosh suv havzasi AQShdagi ikkinchi o'rinni egallaydi, shuningdek, AQShdagi birinchi tuz-gradient quyoshli suv havzasi.[5]

Shuningdek qarang

Adabiyotlar

  1. ^ G. Boyl. Qayta tiklanadigan energiya: barqaror kelajak uchun kuch, 2-nashr.
  2. ^ G. Boyl. Qayta tiklanadigan energiya: barqaror kelajak uchun kuch, 2-nashr. Oksford, Buyuk Britaniya: Oksford universiteti matbuoti, 2004 yil.
  3. ^ C, Nilsen; A, Akbarzoda; J, Endryus; XRL, Bekerra; P, Golding (2005), Quyosh havzasidagi fan va texnika tarixi, 2005 yil Quyosh dunyosi konferentsiyasi materiallari, Orlando, FL
  4. ^ Quyosh gradiyentli quyosh suv havzalari, Teriin, arxivlangan asl nusxasi 2008 yil 26 oktyabrda, olingan 28 noyabr 2009.
  5. ^ http://citeseerx.ist.psu.edu/viewdoc/download?doi=10.1.1.680.7971&rep=rep1&type=pdf

Tashqi havolalar