Солнечный пруд

Рис. И. Использование теплой воды из солнечного пруда

Наконец, пора затронуть вопрос о стоимости гелиосистем. Эти устройства, даже пассивные, гораздо дороже, чем могло бы показаться. Дополнительные издержки при сооружении теплопоглощающей стены составляют (в ценах 1977 г.) около 33 долл/м , а стоимость подведенной энергии —от 15 до 24 долл/ГДж в зависимости от географического расположения. Эти цифры следовало бы сравнить с тарифами на электроэнергию (около 13 долл/ГДж). Стоимость сооружения водяных коллекторов типа солнечный пруд на крыше дома и термосифонных воздушных коллекторов еще больше. [c.155]

Книга представляет собой одну из первых в научно-популярной литературе попыток изложить научные основы энергосбережения — как вычислить коэффициент полезного использования топлива, как определить затраты энергии на различные объекты. Даются также основные сведения о современных методах расчета потоков эксергии, подробно описывается накопление эксергии солнечного излучения в соляных ( солнечных ) прудах. [c.2]

Теперь взгляните на обложку книги. На ней наглядно изображены потоки энергии и эксергии в солнечном пруде. Подробно о том, что такое солнечный пруд и для чего он нужен, речь пойдет в главе 8, а здесь отметим лишь, что это неглубокий водоем с соленой водой, которая внизу, возле дна, нагревается солнцем почти до кипения а вверху так же холодна, как окружающий воздух. На широкой стрелке потоке излучения от Солнца — выделена более узкая полоса — эксергия этого излучения. Попадая в пруд, большая часть потока энергии уходит вверх и при температуре окружающей среды Го передается атмосфере. Обратите внимание на то, что поток энтропии — это произведение плотности потока на площадь. Полоса эксергии в этом потоке сходит на нет, и сбрасываемая в атмосферу эксергия близка к нулю. [c.35]

На задней стороне обложки мы видим воздушный ш рик, в который из комнаты втекает поток теплоты В отличие от солнечного пруда здесь окружающая сре (воздух в комнате) вызывает нагрев, а не охлаждение [c.36]

Наиболее наглядно потоки энергии, эксергии и их носителей — заряда, вещества и энтропии — характеризуются диаграммами, которые представляют собой дальнейшее развитие обычных эксергетических диаграмм (см., например, рис. 12) о потоке эксергии в системе шахта-электростанция или (изображено на обложке этой книги) о потоке энергии и эксергии в солнечном пруде. На практике в большинстве случаев все потоки стационарны, т. е. скорости всех носителей энергии постоянны во времени такое допущение будет всегда вводиться. [c.76]

Что такое солнечный пруд [c.111]

Грубо говоря, солнечный пруд — это неглубокий (2—4 м) бассейн с крутым рассолом, у которого в нижнем придонном слое температура под действием солнечной радиации достигает 100° С и даже выше. [c.111]

Почти все, что нужно знать о технологии строительства соляного солнечного пруда, можно почерпнуть из книги Д. И. Менделеева Основы химии . Хлористый натрий,— пишет он,— или обыкновенная всякому известная соль находится в первичных породах земной коры, из них вымывается атмосферной водой, содержится в малых количествах во всяких т куш,их чрез них водах и собирается таким образом в океанах и морях. Такой процесс [c.112]

Рис. 29. Солнечный пруд в разрезе

Закончив цитату, отметим, что именно эФи отходы от соляных производств, содержащие большую долю хлорида магния, используются сегодня в экспериментальных солнечных прудах. Чтобы предотвратить утечки, в настоящее время поверхность дна покрывают пластмассовой пленкой или слоем фурановой смолы. Иногда достаточно и той меры, о которой "писал Д. И. Менделеев, когда дно убивается глиной . . [c.114]

Солнечные пруды в действии [c.115]

В Чили предложено использовать солончаковые плоскогорья, среди которых упоминается Атакама площадью 100 X 30 км. Еще в 1965 г. были детально разработаны схемы получения на солнечных прудах электроэнергии, пресной воды и соли. [c.115]

Стоимость крупных солнечных прудов оценивается в 10 долл/м . [c.116]

При испытании такой установки мощностью 5000 кВт в реальных условиях работы от солнечного пруда получены следующие результаты [c.116]

Эти испытания показали, что солнечный пруд действительно может стать одним из лучших возобновляемых источников энергии. Удельная электрическая мощность, полученная с 1 м поверхности, 20 Вт. [c.117]

На широте 45° зимой довольно остро стоит проблема теплоснабжения — отопления жилья, обогрева теплиц, горячего водоснабжения и пр. В этих условиях наличие солнечных прудов с температурой около 50° С создает благоприятные возможности применения крупных теплонасосных станций взамен других источников тепла, главным образом котельных на органическом топливе. [c.117]

Летом отключены компрессор и детандер, а зимой — насос и турбина. В летнем режиме солнечный пруд дает теплоту для горячего водоснабжения непосредственно и теплоту для нагрева фреона до 80—90° С и подачи в турбину. В отличие от схемы прудовой солнечной электростанции, где в качестве циркуляционной воды использовалась холодная вода верхней части пруда, для больших мош,ностей представляется необходимым иное решение. Конденсация требует обилия холодной воды, которую можно летом получить только с глубины моря, поэтому рассматриваемая схема фактически привязана к прибрежной зоне достаточно глубокого моря, например Черного, где на глубине 50 м и ниже круглый год температура 6—7° С. Получение электроэнергии от Солнца позволяет рассчитывать летом на экономию топлива за счет снижения мош,ности или отключения ТЭС на органическом топливе. [c.119]

Как показали подробные расчеты шведских и финских авторов, солнечный пруд с тепловым насосом способен эффективно аккумулировать и выдавать тепло при минимальной температуре 20° С даже на 60-й параллели при замерзании его поверхности зимой (или покрытии ее слоем полистирола). [c.121]

В отличие от обычной солнечной электростанции с гелиостатами, где концентрация энергии достигается оптическими методами, солнечный пруд обеспечивает гидродинамическую концентрацию энергии. При средней плотности притока солнечной теплоты в отводимый нагретый рассол 75 Вт/м плотность потока используемой энтальпии (произведение плотности рассола — 1500 кг/м , его скорости в трубе — 1 м/с, теплоемкости — 2,3 кДж/кг °С и перепада температуры 10° С) составляет 3,5 10 Вт/м . Отсюда видно, что гидродинамическая концентрация повышает плотность потока энергии более чем на пять порядков, т. е. в сотни тысяч раз. [c.121]

Но мы уже знаем, что способность к совершению работы характеризуется не потоком энергии, а потоком эксергии, и поэтому следует обратить внимание на концентрацию эксергии солнечным прудом. [c.121]

Иными словами, при отводе горячего рассола мы получаем гидродинамическую концентрацию потока эксергии в сто тысяч раз. Плотность потока эксергии в горячем рассоле много выше, чем при передаче энергии от горячих газов в хвостовых частях котельного агрегата, и выше, чем в океанских тепловых электростанциях. Поэтому солнечный пруд и представляется эффективным возобновляемым источником энергии благодаря высокой концентрации эксергии и ему уделяется так много внимания в этой книге. [c.122]

СП — солнечный пруд, И — испаритель мгновенного вскипания, Т — турбина, ПВ — пресная вода, ХИ — холодный источник [c.126]

Таким образом, на основании проведенных ориентировочных оценок и зарубежного опыта в создании солнечных прудов можно наметить программу работ по борьбе с опустыниванием за счет потоков эксергии самой пустыни солнечной радиации и подземных или наземных рассолов. [c.127]

Особого внимания в качестве источника соли для создания солнечных прудов заслуживают потоки соленой воды, вызванные деятельностью человека,— так называемые дренажные стоки. [c.127]

Эта (по необходимости длинная) цитата показывает, сколь благоприятны объективно складывающиеся в Сред-ней Азии природные условия для создания солнечных прудов с энергетическими и опреснительными установками. [c.128]

В оценке масштабов создания солнечных прудов по выносу соли только дренажными стоками ограничимся оценкой Н. Ф. Глазовского — 100 млн т в год. На 1 пруда глубиной 2—3 м при самой высокой концентрации требуется около 0,5 т соли. Следовательно, площадь соляных прудов, вводимая ежегодно, могла бы составить [c.128]

Однако не только дренажный сток может быть источником необходимой для прудов соли. Сравнительно слабо соленая вода бессточных озер в Средней Азии может в солнечных прудах разделяться на пресную и крепкие рассолы с одновременной выработкой электроэнергии. Приво-димые ниже данные дают представление о возможных масштабах производства [29] [c.129]

Производством электроэнергии мы называем передачу энергии от потока топлива потоку электрических зарядов. Чтобы получить заданный поток электроэнергии при минимальных затратах топлива, нужно и электростанцию, и всю систему ее снабжения топливом рассчитывать по методике эксергии-нетто. Отметим также, что новые, экологически приемлемые схемы использования солнечной энергии, накопленной в океане или солнечном пруде, при сравнении по эксергии-нетто выглядят лучше многих других энергоисточников. [c.141]

СЭС на базе солнечных прудов значительно дешевле СЭС других типов, так как они не требуют зеркальных отражателей со сложной системой ориентации, однако их можно сооружать только в районах с жарким климатом. Стоимость производства 1 кВт-ч электроэнергии составляет 0,1 долл., что в 4,5 раза дешевле, чем на СЭС башенного типа. [c.19]

Последние можно разделить на два подвида. Первый базируется в основном на системе преобразования солнечного излучения в тепло, которое далее чаще всего используется в обычных схемах тепловых электростанций. К ним относятся башенные солнечные электростанции (СЭС), солнечные пруды, солнечные энергетические установки с параболоцилиндрическими концентраторами. [c.146]

В солнечном пруде такой конвекции нет, потому что у крутосоленого рассола по мере нагрева плотность повышается из-за роста растворимости соли в воде и этот эффект пересиливает действие расширения жидкости. [c.111]

Физическую схему можно проиллюстрировать типичными данными для относительно небольшого солнечного пруда размером 200 X 200 м. На рис. 29 показан вертикальный разрез пруда и в виде физической схемы, и с точными конструктивными размерами. В верхнем слое пруда, который обычно имеет толш,ину й = 0,1 0,3 м, подавить перемешивание жидкости не удается. Сказывается действие ветра, неравномерного загрязнения поверхности и других причин. Этот слой называется верхней конвективной зоной, и его толш,ина должна быть возможно меньше, чтобы снизить потери излучения, прохо-дяш,его вглубь. То, что поглотилось в верхней конвективной зоне,— потери энергии, ибо она легко уносится с поверхности и ветром, и испарением. [c.112]

Рис. 30. Зависимость КПД солнечного пруда от глубины неконвективной зоны (Г — температура рассола)

В Индии в 1974 г. построены небольшие солнечные пруды. Показано, что при толщине неконвективной зоны 1,25 м оптимальный КПД отбора тепла составляет 32,4%, при 0,75 м — 25,2% и при 0,6 м — 21,5%. В Австралии создана модель бессолевого солнечного пруда со стабилизацией жидкости сотовой конструкцией с ячейками сот 1,25 X 1,25 см при толщине всей сотовой конструкции [c.116]

Рис. 31. Схема комбинированной прудовой солнечной установки Вверху—зимний (теплонасосный) решим,внизу—летний (электрогенерирующиС ) режим. 1 — теплообменник (зимой — конденсатор, летом — испаритель), 2 — теплообменник (зимой — испаритель, летом — конденсатор), з — компрессор, 4 — детандер, 5 — электродвигатель, 6 — насос, 7 —турбина, 8 — генератор, 9 — солнечный пруд, ю — морской водозабор

Площадка возле Сиваша представляется наилучшей для реализации, в первую очередь для решения задачи энергоснабжения Крыма. Но по климатическим условиям пригодны также районы Южной Украины, Одессы, Владивостока. Гидрологические исследования одесских лиманов дают основания рекомендовать в качестве естественных объектов для создания солнечных прудов все закрытые лиманы вблизи города—Хаджибейский, Дофиновский, Тилигульский и др. Их средняя глубина 2—4 м, измерен- [c.120]

Поток энергии от Солнца, сконцентрированный в солнечном пруде, позволяет решать задачу не только обеспечения энергией, но и не менее важную для пустыни задачу опреснения воды. Может возникнуть вопрос а где же в пустыне соленая вода, которую надо опреснять Оказывается, соленая вода, а также крутые рассолы имеются на относительно небольшой глубине или даже на поверхности в аридных зонах, т. е. вблизи пустынь. Достаточно вспомнить залив Кара-Богаз-Гол, Аральское море, озера Баскунчак и Эльтон, уже упоминавшийся нами залив Сиваш. А. Е. Ферсман выделил на территории СССР пустынно-озерный пояс, изобилующий солеными озерами, простирающийся от Причерноморской низменности через Северный Прикаспий, степи Западной Сибири и Казахстана до пустынь Южного Казахстана и Средней Азии. [c.123]

Приведенные данные показывают, что для создания солнечных прудов имеются как природные, так и технические рассолы нужной концентрации в неограниченном количестве. Они могут служить и как холодные источники при опреснении воды и получении электроэнергии в теплосиловых установках. Для получения 100 тыс. кВт электрической цощяоотц 300—600 л/с пресдой воды требу- [c.124]

В создании мощных солнечных прудовых электростанций, по-видимому, может стать проблемой не горячий, а холодный источник, необходимый для конденсации пара. Этот вопрос легко решался в примере с заливом Сиваш, где рядом имеется глубокий Феодосийский залив с круглогодичной температурой Т С на глубине 50 м. Но в континентальных пустынях на холодную морскую воду рассчитывать нельзя, и здесь представляют интерес как источники холода те же подземные рассолы, если" они не нагреты геотермальным теплом. Разумеется, если рассолы горячие, их можно использовать и без солнечного пруда. Но это уже другая область энергетики — геотермальная. Она интенсивно развивается в последние годы и оказывается особенно успешной в тех случаях, когда из глубин земли вырывается насыщенный или даже перегретый пар. Такие электростанции есть в Италии, США, Сальвадоре и Японии. В СССР строится геотермальная электростанция. Однако здесь следует подчеркнуть, что масштабы солнечных прудовых электростанций могли бы существенно превысить масштабы развития геотермальных ТЭС, а гелиогидротехника в будущем по своим параметрам может превзойти обычную гидротехнику. [c.125]

На рис. 32 показана схема комбинированного производства электроэнергии и пресной воды на основе солнечного пруда. Горячий рассол из нижней конвективной зоны пруда подается в испаритель — сосуд, где поддерживается пониженное давление (около 0,9 ат) при температуре рассола около 100° С. Отсюда поток пара подается в турбину низкого давления, в качестве которой принят цилиндр низкого давления от серийной паровой турбины ВК-100. Принято также, что расстояние от турбины до пруда составляет 1 км и до холодного источника — 5 км. Номинальная мощность этой части турбины около 30 МВт, но расчет ее для работы с солнечным прудом показал, что при том же расходе пара (300 т/ч) мощность будет примерно вдвое меньше. После конденсатора вся пресная вода поступает потребителю. В проектном расчете варьировалась ведцчина цередада температуры раооол р испарителе, [c.125]

Р и с. 32. Схема комбинированного производства электроэнергии и пресной воды на основе солнечного пруда солнечная прудовая опреснительная электростанция — СПОЭС [c.126]

Поток эксергии может быть больше, чем энергии, например в криогенной жидкости или холодном сжатом газе, поэтому нельзя считать, что эксергия это часть энергии. Эксергия — это связанная с энергией, но другая функция. Поток эксергии теплоты, пропорциональный потоку энтропии, позволяет получить механическую или электрическую мощность в тепловых двигателях, в частности использующих термоградиенты в океане или солнечном пруде. Особый класс тепловых двигателей составляют диссипативные, в которых поток энтропии вызывает автоколебания поршня. [c.139]

В ряде стран разрабатываются гелиоэнергетические установки с использованием так называемых солнечных прудов. На озере Солтон Си (Калифорния, США) площадью 932 км предусмотрено сооружение СЭС с мощностью модуля 5 МВт, с дальнейшим развитием до 50 МВт и доведением общей мощности СЭС до 600 МВт, при этом будет использоваться 15 % всей площади озера. В 1987 г. в Израиле построена СЭС мощностью 5 МВт с площадью солнечного пруда 0,25 км, в дальнейшем намечено построить две СЭС по 20 МВт (площадь пруда 1 км ) и СЭС 50 МВт (площадь 4 км ), а затем на Мертвом море (площадь 500 км ) будет создано несколько СЭС мощностью по 50 МВт и до 2000 г. предусмотрено ввести в строй серию СЭС по 50—100 МВт общей мощностью 2000—3000 МВт. [c.19]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...