Инженеры разработали парник, нагревающий воздух под солнцем. Над парником «нарисована» труба, в которой этот воздух создавал бы тягу. В трубе должны быть поставлены турбины. Всё кажется простым, если не принимать во внимание, что диаметр теплицы должен составить пару километров, а высота трубы — 800 метров.
Австралийская компания EnviroMission, ещё в 2002 году удивившая мир идеей "вавилонской солнечной башни", похоже, наконец-то нашла понимание, пусть не у себя на родине, где начатый было проект так и не состоялся, но хотя бы за океаном.
Электростанцию с банальным названием «солнечная башня» (Solar Tower) австралийцы собрались возвести в Аризоне. Для управления стройкой в июне нынешнего года к проекту была подключена компания-консультант Faithful+Gould. Сейчас EnviroMission занята приобретением земли и планированием первых работ на участке.
В основе Solar Tower лежит огромная круглая теплица. Днём в пустынной местности воздух и в обычных-то условиях прогревается до 40 градусов, а уж под прозрачной плёнкой или стеклом исполинского парника температура может доходить и до 80 °С.
По замыслу австралийцев, нагретый воздух будет стекаться к центру сооружения, где возвышается 800-метровая труба. У её основания будут размещены 32 турбины, вращающие генераторы. Их суммарная пиковая мощность составит 200 мегаватт.
Вырабатываемой при помощи Solar Tower энергии будет достаточно, чтобы питать около 100 тысяч типичных американских домохозяйств или городок с населением в сотню с лишним тысяч человек. При этом по сравнению с обычной тепловой электростанцией равной мощности парник с высочайшей в мире трубой сэкономит выброс порядка 900 тысяч тонн углекислого газа в год.
Преимущества предлагаемой технологии таковы. Тяга в башне зависит не от абсолютного значения температуры в теплице, а от разности температур воздуха в ней и воздуха, окружающего трубу на большой высоте. Потому Solar Tower может работать практически в любую погоду.
Кроме того, такая башня продолжит вырабатывать электрическую энергию и ночью, поскольку за день грунт под теплицей прогреется очень существенно и сможет ещё долго согревать воздух под плёнкой.
Обойдётся эта электростанция примерно в $750 миллионов. Разработчики не уточняют, откуда добыты средства и есть ли уже требуемая сумма. Но хотя строительство колосса ещё не начато, EnviroMission уже заключила с компанией Southern California Public Power Authority договор о покупке энергии, которую будет вырабатывать Solar Tower.
По информации Gizmag, договор этот заключён на 30 лет.
Между тем, как следует из оценок самой EnviroMission, солнечная энергетическая башня окупит своё возведение всего за 11 лет, а простоять этот исполин сможет, по меньшей мере, 80 лет. Это амбициозная цель и непростая задачка для инженеров, проектирующих рекордную трубу.
В общем, нам остаётся только посмотреть, смогут ли австралийцы выполнить задуманное. По соглашению с SCPPA, аризонская башня должна начать поставлять электричество в сеть в первой половине 2015 года.
Средний реактор АЭС дает 900-1300 МВт.
Труба окупится за 11 лет.
За сколько лет окупается один реактор АЭС?
Есть ещё такой тонкий момент, что это пока замысел, который есть в чертежах. В реальности всегда возникают дополнительные трудности, и цифры могут поменяться.
Выглядит проект многообещающе.
Современная АЭС поколения 3+ окупается за 18-19 лет. Однако, 900-1300 МВт — это мощность одного реактора, а в АЭС их обычно от 2 до 6.
С другой стороны Вы упустили, что 200 МВт — это пиковая мощность данной установки. Т.е. летом, в безоблачный полдень. Ночью электростанция будет выдавать мизер. Так что в лучшем случае 50%. И то только потому, что данный проект очень удачный. Действительно земля прогретая днем будет отдавать тепло и ночью. И так как работа на разности температур, то и ночью и в облачные дни она тоже будет что-то выдавать.
Так же стоит учесть две проблемы всей альтернативы. Первая: вы не можете регулировать её мощность в зависимости от потребления, поэтому обычно используют накопители энергии, что сильно удорожает проекты.
Вторая: все электростанции ставятся так, чтобы была минимальная протяженность ЛЭП. С альтернативой так не получается. Например, данную электростанцию целесообразно ставить только в пустыне. Так что надо еще учесть потери в ЛЭП, которые могут быть очень весомы.
И разработчики скромно умалчивают, что для повышения кпд им надо будет покрыть дно теплицы чем-то черным(той же пленкой) для лучшего нагревания, что как бы способствует нагреванию, а значит и глобальному потеплению.
Далее. Альтернатива действительно имеет проблему с равномерностью выработки (солнце, ветер), но это не мешает ей развиваться. Проблема эта решается не столько использованием накопителей, сколько включением «альтернатив» в крупные национальные сети, где присутствует множество станций другого типа. Все их спады и подъёмы хотя бы отчасти компенсируют друг друга.
Про ЛЭП. То, чот здесь пустынная местност, не означает, что ЛЭП будут нужны длинные. Сначала неплохо найти точку стройки на карте и посмотреть, как далеко крупные города. Боюсь, от наших российских больших ГЭС ток перебрасывают на порядок большее расстояние.
Про глобальное потепление несерьёзно. Общее альбедо планеты такое зачернение изменит на долю, равную отношению площади парника к площади поверхности планеты. Сколько там нулей после запятой будет посчитаете? Даже сто таких башен в этом плане ни на что заметно не повлияют. Если так рассуждать кстати, то на глобальное потепление больше влияет вся энергетика в целом и не за счёт пресловутого углекислго газа и парникового эффекта, а просто в силу того факта, что вся выработанная на электростанциях планеты энергия в конечном счёте переводится в тепло. Но если взять цифры, окажется, что этот подогрев ничтожен в сравнении с естественными процессами, объёмом энергии поступающей на всю Землю от солнца например.
В Европе сейчас с этим проблема. Сети перегружаются, когда выработка энергии велика, например в солнечный или ветренный день. И вариант накопителей они серьёзно рассматривают.
Хорошо бы придумать альтернативный источник энергии, работающий на пике в ночное время.
1. Земля в пустыне стоит копейки. Своими глазами видел рекламный щит недалеко от того района — 1 кв. миля — $4,000.
2. 320-350 солнечных дней в году когда на небе ни облачка
3. Ветер — большая редкость. Торнадо не бывает
4. Днем +40-45С 6 месяцев в году. Ночью +35-40С
5. Зимой днем +15-22С. Ночью до нуля или легких заморозков
6. У меня домам на чердаке вчера было +75С. Сам специально замерил
7. В Аризоне строительство практически на нуле из-за кризиса. Проект может немного оживить отрасль
8. Все электростанции США объединены в единую сеть включая даже домашние солнечные батареи. Суточное колебание потребоения — не вопрос
news.open.by/country/51928
А если учесть риски и ядерные отходы (на тысячелетия), то очевидно, что более и безопаснее «окупаемо». Мое мнение...
«Согласно расчетам председателя Научного совета по проблемам энергетики А. Макарова, в конце 1995 г. реальная стоимость 1 кВт/ч электроэнергии в России для крупных ТЭЦ, реконструируемых на парогазовые установки, составила 3,1 – 3,5 цента, для крупных ТЭЦ, работающих на угле, – 4,3 – 4,8, а для АЭС – 5,3 цента. И к этой стоимости нужно прибавить почти 1 трлн руб., выделяемых из бюджета Российской Федерации на целевую программу утилизации радиоактивных отходов».
По предмету статьи — интересно, что получится. Однако я полагаю, что эксплуатация такого крупного и сложного инженерного сооружения будет стоить не дешево.
Не могу сказать стопроцентно, но стоимость утилизации, кажется, включена в стоимость электроэнергии. А отходы любых ТЭЦ вообще не утилизируют. Нет утилизации — нет раходов.
Откуда это Вам известно? В статье ни слова, практически, о технологиях. А ведь тут море разливанное возможностей. Материал остекления, та же почва (накопитель калорий), конструкция трубы, турбины ит.д ит.п. Не сомневаюсь, что эта станция будет отличаться от первых проектов так же как Боинг 747 отличается от самолета братьев Райт.
Конечно, 420 метров — это далеко не 800. Но всё же даёт некоторый повод для оптимизма.
Что до смысла — одного его мало. Нужны ещё инвесторы, которые поверили бы в идею. А инвесторы, если говорить в целом, в массе, довольно консервативны, ко всему непроверенному относятся с подозрением. Потому и интересно — выйдет на этот раз или нет.
И для такой башни годятся не все пустыни, а только те, что находятся не слишком далеко от городов. Иначе большими расходами ложатся новые ЛЭП. В данном же случае пустынная Аризона соседствует с Калифорнией — одним из самых плотнозаселённых штатов (если не самым).
Чтобы мыть стекла парника — можно построить нехитрый робот-пылесос. Одна же плоскость. Технология постройки труб отработана — тут без сюрпризов. С турбинами — тем более. А ремонт и профилактика будет не хитрой в виду того, что они на земли и в помещении.
С другой стороны даже ночью будет разница температур и даже в облачную погоду. А земля как естественный аккумулятор после захода Солнца еще будет давать энергию.
Сам парник будет стоить не дорого. Можно будет растянуть и шире, если целесообразно. Основное капиталовложение в трубу.
Со смотровой площадки можно прыгать с парашютом. А на параплане или дельтаплане над такой трубой можно будет подняться наверно километра на два за счет восходящих потоков.
А в лифте устроить Zero Gravity. Банджи, роупджампинг и мегатарзанку.
Да мало ли чего! Это же рай для экстрима. Пусть строят поскорей)
Если серьезно то проект плавучих оствовов-электростанций куда интереснее и проще в осуществлении, и бесхозного океана в тропиках значительно больше чем суши.
Один квадратный метр стекла стоит около 600 рублей, плюс не в воздухе же оно будет висеть, опорные конструкции и работа ещё около 600 рублей, итого 40 баксов метр.
При диаметре теплицы 2 километра площадь составит 3140000 квадратных метров 125,6 мл. долл.
Металлоконструкция: ячейка 1х2 метра. Опора каждые 2 метра. Труба вбивается на 1м в землю, высота теплицы 2м. Плюс 2а метра трубы на «косынки». Итого — 2,75 метра трубы на 1 м2 парника. Труба профильная 20х20х2 — 0,7 дол/м2.
По материалам — 6.5 дол/м2. Для покарски металлоконструкции в два слоя понадобится 70-80 грамм краски на м2. Плюс электроды. В 7 долларов за квадрат на оптовых ценах можно поместиться.
Так что я готов постоить за 30 баксов за метр :]
Почему опоры 2 метра? Скорее всего скраю два и уклон к середине, метров до десяти.
У поликарбоната более 90% светопропускная способность. ниже конечно чем у стекла. Хотя в нас же интересует инфракрасный диапазон, а не видимый. Там неизвестно какая ситуация.
Зато поликарбонат не будет «пускать» тепло обратно, так как хороший теплоизолятор.
— средний коэффициент поглощения света любым неотражающим материалом — 95%, даже расстелив черный материал вы не получите «перегрев планеты» при площади перегрева 2 кв. км.;
— сетевые потери в ЛЭП — естественная убыль;
— большое дневное потребление производственных предприятий, и малое ночное потребление жилого сектора — обычное дело;
— привязка выработки энергии к часовому поясу получается автоматически.
Существенным является только возможные излишки выработанной энергии. Но ими можно нагревать какой-либо близко расположенный резервуар с водой, естественный или искуственный, тем более, что два километра готовых дождеприемников появятся по необходимости.
Вполне реальный проект.
сила Архимеда действует на объём воздуха в трубе, плотность, которого меньше. Ну или что-то в этом роде.
Вместо трубы предлагаю использовать воздушный шар на тросе соединённым с динамо машиной.
После того, как шар поднимается на максимальную высоту, в нём открывается клапан, в котором находится ещё одна динамо машина (либо просто клапан). Воздух вырывается из шара, шар опускается.
Повторяем процедуру.
Для большей эффективности, можно усложнить подогрев воздуха, сделав его более горячим, используя солнечный коллектор (нагрев его потребует времени, почему время на запуск и спуск шара будут потрачены не зря..
А в этом проекте не используется ничего лишнего, солнечные лучи как падали на эти 2-3 км2 так и будут падать, да место жительства для черепашек с ящерками поубавится, но и АЭС не болтается в космосе. Я подозреваю, что воздух выходя из трубы будет горячее воздуха на уровне 800 метров, что повлияет на воздушные течения, но даже этого можно избежать, если в Трубе парника разместить сеть из труб с холодной водой, проходя по ним вода будет нагреваться и поставляться в населённый пункт, а высоты достаточно чтоб не использовать насосы(только на закачку на верх Трубы). Альтернативная энергетика это будущее, которое уже наступило.
Насчет обогрева планеты смешно. А данная установка будет охлаждать, что ли, если она аккумулмрует энергию солнца, не позволяя ей уходить обратно в космос?
А чёрт его знает, правда? Никак не сообразить. Но тогда давайте вспомним такой момент: любая электростанция имеет нагрев атмосферы как один из побочных эффектов. Ну, разве что гидроэлектростанция не нагревает. Но АЭС, ТЭЦ (на чём бы она не работала) -- эти нагревают. Вся разница лишь в том, что АЭС и ТЭЦ греют теплом, которое вырабатывают сами, а обсуждаемый проект греет солнечной энергией.
То есть выходит, что даже не надо сравнивать альбедо с теплоизоляцией, на предмет что сильнее греет: и без этого становится ясно, что ТЭЦ нагреет сильнее, потому что ТЭЦ не просто нагреет, но ещё и выбросами СО2 помешает этому теплу уйти в виде инфракрасного излучения в космос.
Во первых это проект пятидесятых годов. Причем тогда он был разработан на более серьезном уровне, чем предлагают австралийцы.
В чем разница – во первых, башня не должна быть жесткой конструкцией. По проекту это расчаленный, трубчатый аэростат-баллон, который в основном поддерживается в вертикальном положении мощным вертикальным, внутренним потоком воздуха, турбина, а точнее импеллер, один и смонтирован на «земле», у основания трубы.
Почему проект не был принят!?
Проблема не техническая – мощнейший, вертикальный поток перегретого воздуха, поднимающийся до высоты примерно15-20км, а скорее всего, если это бизнес проект – не один (комплекс станций) может спровоцировать такие торнадо, что мало не покажется никому, особенно в полупустынной Австралии… .
Чем хорош один импеллер? Поток воздуха меняется в течение суток, если у нас несколько турбин, мы можем отключать часть из них поддерживая работу остальных в наиболее эффективном режиме. Да и с точки зрения эксплуатационных расходов, ремонта и модернизации оборудования это выглядит разумнее. 200Мвт / 32 = 6,25Мвт на одну турбину, мощность на уровне современных ветряков. По возможности они используют серийно выпускаемое оборудование.
Трубчатый аэростат-баллон? И насколько дешевле обойдется подобная конструкция таких масштабов? А главное сколько прослужит без ремонта в не самых мягких условиях эксплуатации?
«Может спровоцировать торнадо»? Уж надо думать при разработке и моделировании атмосферных процессов применялась техника посерьезнее арифмометров 50-х. И скорее проект не был принят по причинам копеечной нефти и эйфории от освоения атомной энергии. Кто в то время всерьез рассматривал перспективы альтернативной энергетики, дорогой и малоэффективной?
Это должно быть в 10 раз дешевле.
Попутный ветер может добавлять мощности.
Навскидку — сама по себе труба мало что даст, для нормальной мощности нужен всё равно парник, то есть прозрачная поверхность, ограничивающая утечку горячего воздуха вверх и собирающая его с действительно большой площади к нижнему устью трубы.
А что проще — построить парник на плоской поверхности или на сложной искривлённой и наклонной поверхности горы (туда ещё технику и материалы поднимать)?
И что выиграем в итоге?
Про ветер: он может дуть, может не дуть. На него расчитывать не стоит, тем более мы не ветровую станцию создаём. От горячего воздуха энергии будет собираться куда больше, чем от бриза у подножия горы. В общем, не видно что-то преимуществ горной схемы, одни неудобства.
Парник безусловно нужен, можно начать с армированной пленки на опорах.
Та гора была довольно ровной в виде пирамиды, средний угол порядка 45градусов, высотой около километра.
Ветер всегда будет в плюс, это тоже стоит учитывать.
Я думаю что такая элетростанция давала бы намного больше энергии, чем горная гидростанция на небольшой реке в том же городе.
Кстати, в этом городе в 90-ые практически отключили электричество во всех жилых домах, на два года.
Ильшат предложил хорошую идею с перегородками, но они должны быть не радиальными, а спиралевидными, чтобы подходящий воздух к турбинам дольше оставался в зоне нагрева.
Над станцией всегда будет в небе висеть небольшое облако, только не знаю — кучевое или грозовое.
Размещать в трубе радиаторы с холодной водой для ее нагрева с последующей утилизацией в населеннх пунктах, существенно снизит КПД электростанции. Легче воду нагреть электронагревателем в городе.
Вода в «пустыне» дефицит, так что лучше на вершине трубы смонтировать холодильник и получать конденсат (питьевую и техническую воду), не придеться бурить скважину или строить водопровод.
Электростанция — режимный объект и развлекаться, прыгая с парашютом или на тарзанке, не позволят.
Для защиты трубы от землетрясений и сильного ветра следует использовать опыт японцев, правда, это удорожит строительство, но зато «спать будет спокойне».
Мало.
А прикиньте, какой у гидроэлектростанции ничтожный КПД. Если считать его как отношение вырабатываемого станцией электричества к энергии Солнца, падающей на бассейн реки...
Плюс ко всему – будет выбрасывать более влажный приповерхностный воздух в верхние слои атмосферы переводя полупустыню в пустыню .
Плюс ко всему – собирать и выбрасывать в атмосферу многие тонны пыли в сутки.
Плюс ко всему – если диаметр трубы будет выше определенного (а он явно выше), то, как частный случай «эффекта Хилша» внутри трубы образуется нисходящий более холодный вихревой поток и КПД этого чуда упадет в разы.
Плюс ко всему –….
Плюс ко всему –….
В общем, австралийцы чем то очень досадили авторам этого «проекта»….
Мне непонятно почему турбины снизу, по моему наибольший подпор будет в верхней точке конструкции.
Конструкция трубы и так довольно не слабая, т.к. ветровая нагрузка будет высокая, так что усилить необходимо ненамного, для того чтобы разместить наверху.
По поводу предпочтительности размещения вверху непонятна сама физика процесса, где будет большее давление и скорость?
При размещении внизу: мы имеем атмосферное давление перед турбинами и некоторое падение давления за турбинами, ну и скорость движения воздуха.
При размещении вверху ??? пока затрудняюсь ответить, но где то заковыка ))).
Можно будет получить скоростную трассу из восходящих потоков для планеристов.
Планер по этой цепочке сможет пролететь 1500км. за день.
Ночью, на слабых «термиках» 500км.
Планеры беспилотники смогут перевозить десятки тысяч тонн грузов в год.
А это вполне возможно. Я уже столкнулся с тем что 2/3 термодинамиков никогда не слышали об «эффекте Хилша»
Один раз даже хохма произошла — Один так долго при мне кричал «не верю», что я подключил трубку «Хилша» к магистрали сжатого воздуха (18*с) и попросил его подставить руку под выходной патрубок.(75*с)
Тот прилично обжегся, но все равно сквозь слезы шепчет «не верю»
Кроме того есть модное русское занятие – «распил бабла»
За рубежом оно то же популярно….
В случае же предмета статьи у вас воздух в парнике разогревается до 80-90. Так что всё тут работает гораздо интенсивнее.
Вообще же существует масса технических идей по сбору низкопотенциального тепла от выхлопа тепловых станций спреобразованием его в электричество. Но реализуется что-то очень и очень мало. Наверное потому, что стоимость добавочных систем оказывается слишком высока, если сопоставить с количеством «бонусных» киловатт, которые можно так снять.
У меня возникли технические вопросы. Создаётся ли давление в центре парника (ближе к трубе). Если да, то это усложнит конструкцию.
Как обслуживать турбины при постоянном сильном ветре? Или будет возможность закрыть трубу для профилактики?
Цилиндрическая форма трубы оптимальна?
Добавлю, что Ранке тогда «сожрали». В СССР пытались применять на ЖД в качестве холодильных установок. Занимались этим в Риге и Одессе. В патентной библиотеке, одним из авторов(в СССР) значился чаще всего один человек, фамилию не помню.
Григорий Коганицкий, было бы правильнее говорить «эффект Ранке-Хилша».
Вы абсолютно правы — проблема в том, что про «Ранке» вообще никто практически не знает — вы второй с кем я общаюсь...
Я занимался — синхронизацией старых компрессоров в систему при переходе на новые типы фреонов — никому нафиг не нужно
Кстати проблема и в том, что нет теоретического обоснования эффекта...
Вы уверены, .... Я изучал эффект торнадо, там основую роль играет температура и влажность трех слоев воздуха.
О! О! А теперь представте, что ваши все три слоя в наличие, накопили энергию и находятся в квази стабильном состоянии и около них/через них начинает ввинчиваться до10-20км м а л е н ь к а я затравка....
На нескольких форумах уже говорил, что число публичных проходимцев от науки на несколько порядков превышает их реальный вклад в науку. А насчет такого «коэффициента преобразования солнечной энергии»: кто-то безбожно врет, такое и фотосинтезу не по зубам:)
...Ну, если межзвездный эфир добавит, тогда... :)