Sunčevo jezerce je solarni kolektor velikog razmjera s integriranim uređajem za pohranu tople vode.
Opis
Sunčevo jezerce je jednostavno bazen slane vode koje sakuplja i pohranjuje sunčevu toplinsku energiju. Slana voda prirodno stvara vertikalni gradijent saliniteta također poznat kao "Halocline", u kojem voda niskog saliniteta pluta na vrhu(površni) vode visokog saliniteta. Koncentracija(time i gustoća) sloja otopine soli povećava se s dubinom. Ispod određene dubine otopina ima jednako visoku koncentraciju soli.
Kad god se voda zagrijava, vruća voda je manje gustoće i diže se. Pa zbog sunčeve radijacije, diže se vruća voda u jezercu i dolazi do površine te je predaje atmosferi. Prema tome temperatura jezerca ostaje ista kao i temperatura atmosfere u blizini. Kako bi to spriječili dodajemo sol u vodu kako bi se povećala gustoća medija(sredstva). Kako se gustoća povećava tako se vruća voda ne diže više do površine i sunčeva energija je uhvaćena.
Prednosti i nedostatci
- Pristup je posebno zanimljiv(atraktivan) za ruralna područja u zemljama u razvoju. Vrlo velika površina kolektora može biti postavljena za samo trošak gline i plastičnog podnožja jezerca.
- Isparenu površinsku vodu treba stalno dopunjavati.
- Nagomilani kristali soli moraju biti uklonjeni te mogu vrijedan nusprodukt ili trošak održavanja.
- Nema potrebe za odvojenim kolektorom za ovaj toplinski sustav pohrane.
Efikasnost
Dobivena energija je u obliku topline niske kvalitetne od 70 do 80 °C u usporedbi s pretpostavljenih 20 °C temperature okoliša. Prema drugom zakonu termodinamike (vidi Carnotov ciklus), najveća teoretska učinkovitost ciklusa koji koristi toplinu iz ogrjevnog spremnika na 80 °C i ima nižu temperaturu od 20 °C je 1−(273+20)/(273+80)=17%. Usporedbom, toplinski motori u elektrani isporukom visokokvalitetne topline pri 800 °C će imati najveće teoretsko ograničenje od 73% za pretvorbu topline u koristan rad (prema tome bit će prisiljeni odbaciti 27% topline koja se gubi do spremnika na 20 °C). Niska učinkovitost sunčevog jezerca, se obično opravdava s dokazom da će 'kolektor', koji je samo obično plastikom obloženo tlo, možda potencijalno rezultirati sistemom velikog razmjera s nižim sveukupnim leveliziranim troskom energije nego solarno koncentrirajući sistem.
Razvoj
Daljnja istraživanja su usmjerena na rješavanje problema kao što je razvoj membrane jezerca, koja koriste tanku propustljivu membranu, kako bi razdvojili slojeve ne dopuštajući soli proći.
Primjeri
Najveće radno sunčevo jezerce za proizvodnju električne energije bilo je Beit HaArava jezerce izgrađeno u Izraelu koje je radilo do 1988. Imalo je površinu od 210,000 m², s električnim izlazom od 5 MW.[1]
Indija je prva Azijska zemlja koja je realizirala rad sunčevog jezerca u Bhuj,u Gujarat. Ministarstvo nekonvencionalnih izvora energije odobrilo je projekt u okviru nacionalnog program sunčevo jezerce 1987-te. godine, a izgrađeno je 1993. , nakon neprekidnog suradničkog truda TERI, Gujaretske agencije za energetski razvoj, i GDDC (Gujarat Dairy Development Corporation Ltd). Sunčevo jezerce uspješno demonstrira svrsishodnost tehnologije opskrbljivanjem elektrane s 80 000 litara vruće vode dnevno. Konstruirana je kako bi opskrbljivala oko 220 kWh toplinske energije godišnje . Institut za energiju i izvore predvidio je sve tehničke troškove i preuzeo kompletno izvršenje istraživanja, razvoja i izlaganja. TERI je upravljao i održavao ovaj objekt do 1996. prije predaje GDDC-u. Sunčevo jezerce funkcioniralo je bez ikakvih problema do 2000. godine kada je zbog velikih financijskih gubitaka uništen GDDC. Nakon toga, potres Bhuj ostavio je 'Kutch Dairy' nefunkcionalnim.[2]
Pogledaj još
Izvori
- ↑ C, Nielsen; A, Akbarzadeh; J, Andrews; HRL, Becerra; P, Golding (2005), The History of Solar Pond Science and Technology, Proceedings of the 2005 Solar World Conference, Orlando, FL
- ↑ Solar Gradient Solar Ponds, Teriin, pristupljeno 28. studenoga 2009.