சோலார் ரைசிங் டவர் (சோலார் ஏரோடைனமிக் பவர் பிளாண்ட்)

சூரிய அசென்டிங் டவர் - சூரிய மின் நிலையங்களின் வகைகளில் ஒன்று. ஒரு பெரிய சூரிய சேகரிப்பாளரில் (கிரீன்ஹவுஸ் போன்றது) காற்று சூடாகிறது, உயரமான புகைபோக்கி கோபுரம் வழியாக உயர்ந்து வெளியேறுகிறது. நகரும் காற்று மின்சாரத்தை உருவாக்க விசையாழிகளை இயக்குகிறது. பைலட் ஆலை 1980 களில் ஸ்பெயினில் இயங்கியது.

சூரியனும் காற்றும் இரண்டு வற்றாத ஆற்றல் மூலங்கள். அவர்களை ஒரே அணியில் கட்டாயப்படுத்த முடியுமா? இந்தக் கேள்விக்கு முதலில் பதிலளித்தவர்... லியோனார்டோ டா வின்சி. 16 ஆம் நூற்றாண்டின் முற்பகுதியில், அவர் ஒரு சிறிய காற்றாலை மூலம் இயக்கப்படும் இயந்திர சாதனத்தை வடிவமைத்தார். அதன் கத்திகள் சூரியனால் சூடாக்கப்பட்ட உயரும் காற்றின் நீரோட்டத்தில் சுழல்கின்றன.

ஸ்பானிஷ் மற்றும் ஜெர்மன் வல்லுநர்கள் நியூ காஸ்டில் பீடபூமியின் தென்கிழக்கு பகுதியில் உள்ள லா மஞ்சா சமவெளியை ஒரு தனித்துவமான பரிசோதனையை நடத்துவதற்கான இடமாக தேர்வு செய்தனர். மறுமலர்ச்சியின் மற்றொரு சிறந்த படைப்பாளியான மிகுவல் டி செர்வாண்டஸின் நாவலின் முக்கிய கதாபாத்திரமான துணிச்சலான நைட் டான் குயிக்சோட் காற்றாலைகளை எதிர்த்துப் போராடியது இங்குதான் என்பதை நாம் எப்படி நினைவில் கொள்ள முடியாது.

1903 இல்ஸ்பானிய கர்னல் இசிடோரோ கபானெஸ் சூரிய கோபுரத்திற்கான திட்டத்தை வெளியிட்டார். 1978 மற்றும் 1981 க்கு இடையில், இந்த காப்புரிமைகள் அமெரிக்கா, கனடா, ஆஸ்திரேலியா மற்றும் இஸ்ரேலில் வழங்கப்பட்டன.

1982 இல் ஒரு ஸ்பானிஷ் நகரத்திற்கு அருகில் மஞ்சனாரேஸ் இது மாட்ரிட்டில் இருந்து 150 கிமீ தெற்கே கட்டப்பட்டு சோதனை செய்யப்பட்டது ஒரு சூரிய காற்றாலை மின் நிலையத்தின் மாதிரி விளக்கக்காட்சி, லியோனார்டோவின் பல பொறியியல் யோசனைகளில் ஒன்றை இது உணர்த்தியது.

நிறுவலில் மூன்று முக்கிய தொகுதிகள் உள்ளன: ஒரு செங்குத்து குழாய் (கோபுரம், புகைபோக்கி), அதன் தளத்தை சுற்றி அமைந்துள்ள ஒரு சூரிய சேகரிப்பான் மற்றும் ஒரு சிறப்பு விசையாழி ஜெனரேட்டர்.

சூரிய காற்றாலை விசையாழியின் செயல்பாட்டின் கொள்கை மிகவும் எளிமையானது. சேகரிப்பான், இதன் பங்கு பாலிமர் படத்தால் செய்யப்பட்ட ஒன்றுடன் ஒன்று மூலம் செய்யப்படுகிறது, எடுத்துக்காட்டாக, ஒரு கிரீன்ஹவுஸ், சூரிய கதிர்வீச்சை நன்கு கடத்துகிறது.

அதே நேரத்தில், படம் அதன் அடியில் வெப்பமடைந்த பூமியின் மேற்பரப்பில் இருந்து வெளிப்படும் அகச்சிவப்பு கதிர்களுக்கு ஒளிபுகாது. இதன் விளைவாக, எந்த கிரீன்ஹவுஸிலும் ஒரு கிரீன்ஹவுஸ் விளைவு உள்ளது. அதே நேரத்தில், சூரிய கதிர்வீச்சு ஆற்றலின் முக்கிய பகுதி சேகரிப்பாளரின் கீழ் உள்ளது, தரைக்கும் தரைக்கும் இடையில் காற்று அடுக்கை சூடாக்குகிறது.

சேகரிப்பாளரில் உள்ள காற்று சுற்றியுள்ள வளிமண்டலத்தை விட கணிசமாக அதிக வெப்பநிலையைக் கொண்டுள்ளது. இதன் விளைவாக, கோபுரத்தில் ஒரு சக்திவாய்ந்த மேம்பாடு உருவாக்கப்படுகிறது, இது லியோனார்டோ காற்றாலையைப் போலவே, விசையாழி ஜெனரேட்டரின் கத்திகளை மாற்றுகிறது.

சூரிய காற்றாலை மின் நிலையத்தின் திட்டம்

சூரிய கோபுரத்தின் ஆற்றல் திறன் இரண்டு காரணிகளை மறைமுகமாக சார்ந்துள்ளது: சேகரிப்பாளரின் அளவு மற்றும் அடுக்கின் உயரம். ஒரு பெரிய சேகரிப்பாளருடன், ஒரு பெரிய அளவிலான காற்று வெப்பமடைகிறது, இது புகைபோக்கி வழியாக அதன் ஓட்டத்தின் அதிக வேகத்தை ஏற்படுத்துகிறது.

மஞ்சனரேஸ் நகரத்தில் உள்ள நிறுவல் மிகவும் ஈர்க்கக்கூடிய அமைப்பாகும்.கோபுரத்தின் உயரம் 200 மீ, விட்டம் 10 மீ, மற்றும் சூரிய சேகரிப்பாளரின் விட்டம் 250 மீ. அதன் வடிவமைப்பு சக்தி 50 கிலோவாட் ஆகும்.

இந்த ஆராய்ச்சி திட்டத்தின் நோக்கம் உண்மையான பொறியியல் மற்றும் வானிலை நிலைகளில் நிறுவலின் பண்புகளை தீர்மானிக்க, கள அளவீடுகளை நடத்துவதாகும்.

நிறுவல் சோதனைகள் வெற்றிகரமாக இருந்தன. கணக்கீடுகளின் துல்லியம், தொகுதிகளின் செயல்திறன் மற்றும் நம்பகத்தன்மை, தொழில்நுட்ப செயல்முறையின் கட்டுப்பாட்டின் எளிமை ஆகியவை சோதனை ரீதியாக உறுதிப்படுத்தப்பட்டுள்ளன.

மற்றொரு முக்கியமான முடிவு எடுக்கப்பட்டது: ஏற்கனவே 50 மெகாவாட் திறன் கொண்ட சூரிய காற்றாலை மின் நிலையம் மிகவும் லாபகரமானது. இது இன்னும் முக்கியமானது, ஏனென்றால் மற்ற வகை சூரிய மின் நிலையங்கள் (டவர், ஃபோட்டோவோல்டாயிக்) மூலம் உற்பத்தி செய்யப்படும் மின்சாரத்தின் விலை இன்னும் அனல் மின் நிலையங்களை விட 10 முதல் 100 மடங்கு அதிகமாக உள்ளது.

மஞ்சனாரேஸில் உள்ள இந்த மின் உற்பத்தி நிலையம் சுமார் 8 ஆண்டுகள் திருப்திகரமாக இயங்கி 1989-ம் ஆண்டு வீசிய சூறாவளியால் அழிந்தது.

திட்டமிடப்பட்ட கட்டமைப்புகள்

ஸ்பெயினில் உள்ள Ciudad Real இல் "Ciudad Real Torre Solar" மின் உற்பத்தி நிலையம். திட்டமிடப்பட்ட கட்டுமானம் 350 ஹெக்டேர் பரப்பளவை உள்ளடக்கியது, இது 750 மீட்டர் உயர புகைபோக்கியுடன் இணைந்து 40 மெகாவாட் வெளியீட்டு சக்தியை உருவாக்கும்.

புரோங் சூரிய கோபுரம். 2005 ஆம் ஆண்டின் தொடக்கத்தில், என்விரோமிஷன் மற்றும் சோலார்மிஷன் டெக்னாலஜிஸ் இன்க். ஆஸ்திரேலியாவின் நியூ சவுத் வேல்ஸைச் சுற்றியுள்ள வானிலை தரவுகளை சேகரிக்கத் தொடங்கியது, 2008 இல் ஒரு முழு செயல்பாட்டு சூரிய மின் நிலையத்தை உருவாக்க முயற்சித்தது. இந்த திட்டத்தில் உருவாக்கக்கூடிய அதிகபட்ச மின் உற்பத்தி 200 மெகாவாட் வரை இருந்தது.

ஆஸ்திரேலிய அதிகாரிகளின் ஆதரவு இல்லாததால், என்விரோமிஷன் இந்த திட்டங்களை கைவிட்டு, அமெரிக்காவின் அரிசோனாவில் ஒரு கோபுரத்தை கட்ட முடிவு செய்தது.

முதலில் திட்டமிடப்பட்ட சூரிய கோபுரம் 1 கிமீ உயரம், 7 கிமீ அடிப்படை விட்டம் மற்றும் 38 கிமீ2 பரப்பளவைக் கொண்டிருக்க வேண்டும். இந்த வழியில், சூரிய கோபுரம் சூரிய ஆற்றலில் 0.5% (1 கிலோவாட்) பிரித்தெடுக்கும். / மீ2) மூடிய நிலையில் கதிர்வீச்சு செய்யப்படுகிறது.

ஃப்ளூவின் உயர் மட்டத்தில், அதிக அழுத்தம் வீழ்ச்சி ஏற்படுகிறது, இது என்று அழைக்கப்படுவதால் ஏற்படுகிறது புகைபோக்கி விளைவு, இது கடந்து செல்லும் காற்றின் அதிக வேகத்தை ஏற்படுத்துகிறது.

அடுக்கின் உயரம் மற்றும் சேகரிப்பாளரின் மேற்பரப்பை அதிகரிப்பது விசையாழிகள் வழியாக காற்று ஓட்டத்தை அதிகரிக்கும், எனவே உற்பத்தி செய்யப்படும் ஆற்றலின் அளவு.

வெப்பமானது சேகரிப்பாளரின் மேற்பரப்பிற்குக் கீழே குவிந்துவிடும், அங்கு அது சூரியனைக் குளிர்ந்த காற்றில் செலுத்துவதன் மூலம் கோபுரத்தை இயக்குவதற்குப் பயன்படுத்தப்படும், இது இரவில் சுற்றுவதற்கு கட்டாயப்படுத்துகிறது.

ஒப்பீட்டளவில் அதிக வெப்ப திறன் கொண்ட நீர், சேகரிப்பாளருக்கு கீழே அமைந்துள்ள குழாய்களை நிரப்ப முடியும், தேவைப்பட்டால் திரும்பும் ஆற்றலின் அளவை அதிகரிக்கும்.

ஆஸ்திரேலிய கோபுரத் திட்டங்களைப் போலவே, காற்றாலை விசையாழிகளை சேகரிப்பான்-டு-கோபுரம் இணைப்பில் கிடைமட்டமாக ஏற்றலாம். ஸ்பெயினில் இயங்கும் ஒரு முன்மாதிரியில், விசையாழியின் அச்சு புகைபோக்கியின் அச்சுடன் ஒத்துப்போகிறது.

கற்பனை அல்லது யதார்த்தம்

எனவே, சோலார் ஏரோடைனமிக் நிறுவல் சூரிய ஆற்றலை காற்றாலை ஆற்றலாகவும், பிந்தையது மின்சாரமாகவும் மாற்றும் செயல்முறைகளை ஒருங்கிணைக்கிறது.

அதே நேரத்தில், கணக்கீடுகள் காட்டுவது போல, பூமியின் மேற்பரப்பின் ஒரு பெரிய பகுதியிலிருந்து சூரிய கதிர்வீச்சின் ஆற்றலைக் குவிப்பது மற்றும் அதிக வெப்பநிலை தொழில்நுட்பங்களைப் பயன்படுத்தாமல் ஒற்றை நிறுவல்களில் பெரிய மின் ஆற்றலைப் பெறுவது சாத்தியமாகும்.

கலெக்டரில் காற்றின் அதிக வெப்பம் சில பத்து டிகிரி மட்டுமே, இது சூரிய காற்றாலை மின் நிலையத்தை வெப்ப, அணு மற்றும் கோபுர சூரிய மின் நிலையங்களிலிருந்து அடிப்படையில் வேறுபடுத்துகிறது.

சூரிய-காற்று நிறுவல்களின் மறுக்க முடியாத நன்மைகள், பெரிய அளவில் செயல்படுத்தப்பட்டாலும், அவை சுற்றுச்சூழலுக்கு தீங்கு விளைவிக்காது.

ஆனால் அத்தகைய கவர்ச்சியான ஆற்றல் மூலத்தை உருவாக்குவது பல சிக்கலான பொறியியல் சிக்கல்களுடன் தொடர்புடையது. கோபுரத்தின் விட்டம் மட்டும் நூற்றுக்கணக்கான மீட்டர், உயரம் - சுமார் ஒரு கிலோமீட்டர், சூரிய சேகரிப்பாளரின் பரப்பளவு - பல்லாயிரக்கணக்கான சதுர கிலோமீட்டர் என்று சொன்னால் போதுமானது.

சூரிய கதிர்வீச்சு எவ்வளவு தீவிரமானதோ, அந்த அளவுக்கு அதிக சக்தி நிறுவல் உருவாகிறது என்பது வெளிப்படையானது. நிபுணர்களின் கூற்றுப்படி, மற்ற நோக்கங்களுக்காக மிகவும் பொருத்தமற்ற நிலங்களில் 30 ° வடக்கு மற்றும் 30 ° தெற்கு அட்சரேகைக்கு இடையில் அமைந்துள்ள பகுதிகளில் சூரிய காற்றாலை மின் நிலையங்களை உருவாக்குவது மிகவும் லாபகரமானது. மலைப்பாங்கான நிவாரணத்தைப் பயன்படுத்துவதற்கான விருப்பங்கள் கவனத்தை ஈர்க்கின்றன. இது கட்டுமான செலவுகளை வெகுவாகக் குறைக்கும்.

இருப்பினும், மற்றொரு சிக்கல் எழுகிறது, எந்தவொரு சூரிய மின் நிலையத்தின் சிறப்பியல்பு ஓரளவிற்கு, ஆனால் பெரிய சூரிய காற்றியக்கவியல் நிறுவல்களை உருவாக்கும் போது ஒரு சிறப்பு அவசரத்தை பெறுகிறது. பெரும்பாலும், அவற்றின் கட்டுமானத்திற்கான நம்பிக்கைக்குரிய பகுதிகள் ஆற்றல் மிகுந்த நுகர்வோரிடமிருந்து வெகு தொலைவில் உள்ளன. மேலும், உங்களுக்குத் தெரியும், சூரிய ஆற்றல் பூமிக்கு ஒழுங்கற்ற முறையில் வருகிறது.

சிறிய (குறைந்த சக்தி) சூரிய கோபுரங்கள் வளரும் நாடுகளுக்கு ஆற்றலை உருவாக்க ஒரு சுவாரஸ்யமான மாற்றாக இருக்கும், ஏனெனில் அவற்றின் கட்டுமானத்திற்கு விலையுயர்ந்த பொருட்கள் மற்றும் உபகரணங்கள் அல்லது கட்டமைப்பின் செயல்பாட்டின் போது அதிக திறமையான பணியாளர்கள் தேவையில்லை.

கூடுதலாக, ஒரு சூரிய கோபுரத்தின் கட்டுமானத்திற்கு ஒரு பெரிய ஆரம்ப முதலீடு தேவைப்படுகிறது, இது எரிபொருள் செலவுகள் இல்லாததால் அடையப்படும் குறைந்த பராமரிப்பு செலவுகளால் ஈடுசெய்யப்படுகிறது.

இருப்பினும், மற்றொரு குறைபாடு, சூரிய ஆற்றல் மாற்றத்தின் குறைந்த செயல்திறன் எ.கா சூரிய மின் நிலையங்களின் கண்ணாடி கட்டமைப்புகளில்… இது சேகரிப்பாளரால் ஆக்கிரமிக்கப்பட்ட பெரிய பகுதி மற்றும் அதிக கட்டுமான செலவுகள் காரணமாகும்.

சூரியக் கோபுரத்திற்கு காற்றாலைகள் அல்லது பாரம்பரிய சூரிய மின் உற்பத்தி நிலையங்களைக் காட்டிலும் குறைவான ஆற்றல் சேமிப்பு தேவைப்படும் என எதிர்பார்க்கப்படுகிறது.

இது இரவில் வெளியிடக்கூடிய வெப்ப ஆற்றலின் குவிப்பு காரணமாகும், இது கோபுரம் கடிகாரத்தை சுற்றி செயல்பட அனுமதிக்கும், இது காற்றாலைகள் அல்லது ஒளிமின்னழுத்த செல்கள் மூலம் உத்தரவாதம் அளிக்க முடியாது, இதற்காக ஆற்றல் அமைப்பில் ஆற்றல் இருப்புக்கள் இருக்க வேண்டும். பாரம்பரிய மின் உற்பத்தி நிலையங்கள்.

அத்தகைய நிறுவல்களுடன் இணைந்து ஆற்றல் சேமிப்பு அலகுகளை உருவாக்க வேண்டியதன் அவசியத்தை இந்த உண்மை ஆணையிடுகிறது. ஹைட்ரஜனைக் காட்டிலும் இத்தகைய நோக்கங்களுக்காக ஒரு சிறந்த துணையை அறிவியலுக்கு இன்னும் தெரியவில்லை. அதனால்தான் ஹைட்ரஜன் உற்பத்திக்கு குறிப்பாக நிறுவல் மூலம் உற்பத்தி செய்யப்படும் மின்சாரத்தைப் பயன்படுத்துவது மிகவும் பயனுள்ளது என்று நிபுணர்கள் கருதுகின்றனர். இந்த வழக்கில், சூரிய காற்றாலை மின் நிலையம் எதிர்கால ஹைட்ரஜன் ஆற்றலின் முக்கிய கூறுகளில் ஒன்றாகும்.

எனவே ஏற்கனவே அடுத்த ஆண்டு, உலகின் முதல் வணிக அளவிலான திட ஹைட்ரஜன் ஆற்றல் சேமிப்பு திட்டம் ஆஸ்திரேலியாவில் செயல்படுத்தப்படும். அதிகப்படியான சூரிய ஆற்றல் சோடியம் போரோஹைட்ரைடு (NaBH4) எனப்படும் திட ஹைட்ரஜனாக மாற்றப்படும்.

இந்த நச்சுத்தன்மையற்ற திடப் பொருள் கடற்பாசி போன்ற ஹைட்ரஜனை உறிஞ்சி, தேவைப்படும் வரை வாயுவைச் சேமித்து, பின்னர் வெப்பத்தைப் பயன்படுத்தி ஹைட்ரஜனை வெளியிடும். வெளியிடப்பட்ட ஹைட்ரஜன் மின்சாரத்தை உருவாக்க எரிபொருள் செல் வழியாக அனுப்பப்படுகிறது. இந்த அமைப்பு ஹைட்ரஜனை அதிக அடர்த்தி மற்றும் குறைந்த அழுத்தத்தில் மலிவாகச் சேமிக்கும் ஆற்றல் மிகுந்த சுருக்கம் அல்லது திரவமாக்கல் தேவையின்றி அனுமதிக்கிறது.

பொதுவாக, ஆராய்ச்சி மற்றும் சோதனைகள் எதிர்காலத்தில் பெரிய எரிசக்தி துறையில் சூரிய காற்றாலை மின் நிலையங்களின் இடத்தை தீவிரமாக கேள்விக்குள்ளாக்குகிறது.