Výběr místa stavby není náhodný. Poušť a slunce jsou neoddělitelné pojmy. Pouště již dlouho přitahují jakékoli seriózní společnosti, které se specializují na oblast solární energie, jako magnet. Z tohoto důvodu nezůstala poušť v Arizoně bez povšimnutí známých „solárních“ specialistů. Právě v Arizoně se EnviroMission chystá uvést v život svůj ambiciózní nápad vyvinout výkonnou solární elektrárnu, která je již známá jako solární věž.
Myšlenka, která je základem konstrukce takové konstrukce, je celkem jednoduchá. Sluneční paprsky osvětlují a ohřívají určitou oblast povrchu u paty věže, tato oblast je pokryta speciálním tepelně izolačním materiálem. On sám je jako velmi velký skleník. Vzduch ohřátý v tomto „skleníku“ směřuje vzhůru a proudí dolů k jedinému otvoru v tomto povlaku, který se nachází uprostřed. Právě v tomto místě u paty solární věže jsou umístěny turbíny, které generují elektrickou energii přirozeně stoupajícími proudy ohřátého vzduchu.
Je poměrně obtížné brát tento systém vážně, dokud nejsou provedeny všechny potřebné výpočty související s teplotním rozdílem a velikost celé konstrukce se mnohonásobně zvětší. To je přesně to, co australští vývojáři udělali. Pokud podobnou stavbu umístíte do pouště, kde povrchová teplota během dne dosahuje 40 stupňů a více, a navíc k tomu přidáte vliv uměle vytvořeného „skleníkového efektu“, pak teplota vzduchu v takové nádrži již dosáhne 80-90 stupňů Celsia. Zbývá tedy pouze přiblížit velikost skleníku kolem solární věže do okruhu několika set metrů, aby se získal dostatečně velký objem horkého vzduchu.
Bylo by užitečné zvýšit výšku solární věže na výšku několika set metrů (přičemž každých 100 metrů od povrchu pouště znamená pokles okolní teploty o 1 stupeň Celsia). Čím větší je teplotní rozdíl, tím silnější bude solární věž „nasávat“ horký vzduch ze dna úložiště a tím více energie budou její turbíny schopny vyrobit.
Výhody těchto zdrojů energie spočívají na povrchu:
• Vzhledem k tomu, že solární věž funguje na základě teplotního rozdílu a ne na základě absolutní teploty, bude moci pokračovat ve své práci za každého počasí.
• Vzhledem k tomu, že se půda během dne dostatečně zahřívá, je zde dostatek zbytkového tepla pro pokračování práce v noci.
• Vzhledem k tomu, že místo s horkou suchou půdou je pro stavbu věže nejvhodnější, je možné takovou elektrárnu postavit na víceméně zbytečné ploše přímo uprostřed pouště.
• Solární věž nebude vyžadovat prakticky žádnou údržbu kromě občasných kontrol a/nebo drobných oprav turbín. Věž „jen funguje“ od začátku své stavby až do okamžiku, kdy existují konstrukce, které věž tvoří.
• Taková elektrárna ke svému provozu nepotřebuje suroviny – žádný uran, žádné uhlí, nic než sluneční světlo a vzduch, kterého je v každé poušti dostatek.
• Solární věž je absolutně bezodpadová výroba, nevypouští do zemské atmosféry kromě teplého vzduchu žádné škodliviny; některé plochy „skleníku“ lze navíc využít k zamýšlenému účelu pro pěstování různých rostlin v nich.
Stojí za zmínku, že tato technologie je poměrně známá, lidé na takových projektech pracují již více než století. V roce 1980 tedy španělští inženýři postavili 256 metrů vysokou zkušební věž, ve které se ohřátý vzduch pohyboval turbínami vzhůru. Tato věž vyráběla elektřinu 7 let, poté ji zničila bouře. V tomto ohledu je mnohem těžší otázka nikoli možnosti realizace, ale vysokých nákladů projektu. K výrobě značného množství elektřiny je zapotřebí obrovské zařízení a velmi velké stavby vyžadují velmi velké kapitálové investice.
Náklady na stavbu jsou podle australských developerů přibližně 750 milionů dolarů. A očekává se, že energetická účinnost této elektrárny bude 60 %, díky čemuž je takový objekt mnohem spolehlivější a efektivnější než mnoho jiných obnovitelných zdrojů energie. Navíc se přesně ví, kam bude energie vyrobená takovou elektrárnou směřovat. Není to tak dávno, co EnviroMission podepsala smlouvu o spolupráci se Státní energetickou správou jižní Kalifornie (přednákupy elektrické energie na dobu 30 let). Na základě výsledků finančního modelování by se stavba takové věže vyplatila za pouhých 11 let a její provedení je navrženo na životnost 80 let. Pokud vše půjde podle plánu, solární věž by mohla začít přenášet elektřinu do amerických domácností již na začátku roku 2015.
Alternativní projekt
Solární věž už ale má konkurenty. Bavíme se o elektrárně ještě většího výkonu – až 1,5 GW. Informace o ní se objevily v Runet v květnu 2014. Uvádí se, že společnost Clean Wind Energy si již pronajala pozemek pro stavbu svého potomka. Zároveň se také bavíme o věži, která by fungovala tak, že by vytvářela umělý vítr k výrobě elektřiny. Různé zdroje uvádějí různou výšku stavby, která se pohybuje od 675 do 900 metrů (což je o 400 metrů výše než slavný mrakodrap Empire States Building).
Na základně obrovské solární věže bude najednou umístěno 120 velmi velkých turbín a také vysoce výkonná čerpadla určená k přemístění více než 11 miliard litrů cirkulující vody. Po zprovoznění bude mít pouštní solární věž obrovský výkon, který lze srovnat s energií vysoce výkonné vodní elektrárny nebo větrných turbín, které jsou instalovány na ploše 40 XNUMX hektarů.
Princip fungování takové energetické věže v 60. letech dvacátého století předložil Philip Carlson. V těchto letech však prostě nebyly žádné finanční prostředky, které by bylo možné vyčlenit na realizaci takového projektu. Podle dostupných údajů jsou náklady na vybudování takové elektrárny v arizonské poušti více než 1,5 miliardy dolarů. Zároveň stavba takové věže může posunout americkou větrnou energii na zásadně novou úroveň a energie vyrobená věží bude nejčistší na světě a umožní společnosti vydělat na její výrobě spoustu peněz .
Hlavní myšlenka, na rozdíl od projektu EnviroMission, zahrnuje pohyb vzduchu nikoli zdola nahoru, ale shora dolů. Cílem je stříkat vodu na vrchol věže, což způsobí, že se horký vzduch ochladí a spěchá směrem k zemi. V době, kdy dosáhne paty věže, by její rychlost měla dosáhnout 90 km/h, což jsou ideální podmínky pro provoz turbín. Taková věž má své výhody oproti standardní větrné a solární energii. Závod bude moci bez problémů pracovat ve dne i v noci, kromě toho jeho provoz nevyžaduje nepřetržitý vítr a sluneční záření, nemusí se ani oprašovat jako u solárních panelů instalovaných v poušti, aby se udržely v pracovní řád. Věž bude pokračovat ve výrobě elektřiny, dokud vzduch zůstane teplý, což je velmi pravděpodobné v horké poušti. Samotná výroba elektřiny bude fungovat z výroby její energie: asi 11 % elektřiny bude vynaloženo na čerpání vody až na samotný vrchol věže, zatímco asi ¾ vody bude shromažďováno na jejím dně.
Největší provozovaná tepelná solární elektrárna na světě v kalifornské poušti Mojave
Konkurenti v podobě jaderných elektráren
Solární věže mají velmi reálného a silného konkurenta v podobě „starých dobrých“ jaderných elektráren. Po 30leté přestávce se americká vláda rozhodla obnovit jejich výstavbu. Americká prezidentská administrativa vyčleňuje 6,5 miliardy dolarů na výstavbu nové jaderné elektrárny. Uvádí se, že nová jaderná elektrárna by se měla objevit ve státě Georgia, kde již funguje jaderná elektrárna Vogtle.
V roce 2010 podepsaly americké úřady a zástupci energetické společnosti Southern dohodu o výstavbě nových bloků této jaderné elektrárny.
Poslední, 4., pohonná jednotka byla předána zákazníkovi na podzim roku 2013. Nyní mluvíme o výstavbě nové jaderné elektrárny od nuly. Částka přidělená na jeho výstavbu bude rozdělena mezi energetickou společnost Southern Georgia Power, Oglethorpe Power Corporation a obecní vládu Gruzie. Uvádí se, že Oglethorpe a Georgia Power obdržely první tranši pro tento projekt 19. února 2014.
Zdroje informací:
http://www.facepla.net/index.php/the-news/energy-news-mnu/1509-solar-plant
http://radiomaster.ru/reviews/view/208
http://gearmix.ru/archives/11823
http://pronedra.ru/alternative/2014/05/06/energiy-arizona-proekt
http://pronedra.ru/atom/2014/02/19/aes-ssha