Przemijające światło słoneczne — stabilne zasilanie prądowe
Całodobowe udostępnianie energii słonecznej
Energia słoneczna to najbardziej ekologiczne, darmowe źródło energii. Ale bez względu na poziom nasłonecznienia, w końcu przychodzi noc. W przypadku konwencjonalnej elektrowni pora dnia nie ma znaczenia, ale w przypadku energii słonecznej zachód Słońca oznacza brak energii. Dlatego konieczne jest magazynowanie energii, aby energia słoneczna była dostępna przez całą dobę. Pompy próżniowe firmy Busch odgrywają kluczową rolę w przekształcaniu tej energii w użyteczną energię elektryczną.
Panele słoneczne dostarczają energię elektryczną do sieci tylko wtedy, gdy pada na nie światło słoneczne, co ogranicza ich działanie do godzin dziennych w bezchmurne dni. Bez realnych możliwości magazynowania energii trzeba by było korzystać z innych źródeł energii — zwykle nieodnawialnych paliw kopalnych, aby wypełnić lukę w sieci. Jednym z rozwiązań jest przekształcanie energii słonecznej w energię cieplną — podobnie jak w konwencjonalnych elektrowniach.
Ogrzewanie w deszczowe dni
Magazynowanie energii cieplnej jest znacznie łatwiejsze niż elektrycznej. Weźmy za przykład prosty termos utrzymujący wysoką temperaturę herbaty i zastanówmy się, ile baterii potrzeba do zagotowania wody w czajniku elektrycznym bez przyłącza prądu. Podczas gdy konwencjonalne panele słoneczne przekształcają światło słoneczne bezpośrednio w energię elektryczną, elektrociepłownie solarne stosują dodatkowy etap: przekształcają je w ciepło, które można łatwiej magazynować i pobierać w razie potrzeby.
Od ciepła do energii elektrycznej
Kluczem do solarnej energii cieplnej jest koncentracja promieni słonecznych. Zamiast paneli płaskich, elektrociepłownia solarna zawiera wklęsłe zwierciadła odbijające promienie do modułu zbierającego. Moduł zbierający zawiera płyn — roztopioną sól lub olej syntetyczny — który jest podgrzewany przez takie skupione promienie. Podgrzany płyn można następnie przechowywać w izolowanych zbiornikach w temperaturze od 400 do 600°C.
Gdy potrzebna jest energia elektryczna, płyn jest wykorzystywany do podgrzewania wody i wytwarzania pary. Para jest kierowana przez turbinę, która napędza generator. Pompa próżniowa jest podłączona do skraplacza, w którym para z powrotem zmienia się w wodę. Przed uruchomieniem turbiny pompa próżniowa odpompowuje powietrze i wszelkie inne niekondensujące gazy. Poprawia to wydajność procesu skraplania, eliminując efekt izolacyjny powietrza, który w przeciwnym razie wydłużałby proces. Minimalizuje również przeciwciśnienie w turbinie, dzięki czemu zmiana energii cieplnej w mechaniczną odbywa się z wyższą sprawnością. Po uruchomieniu turbiny poziom próżni jest utrzymywany poprzez ciągłe usuwanie wszelkiego powietrza, które dostaje się do turbiny. Dzięki zastosowaniu próżni w tym procesie można w pełni wykorzystać darmową, czystą energię słoneczną.
Ogrzewanie w deszczowe dni
Magazynowanie energii cieplnej jest znacznie łatwiejsze niż elektrycznej. Weźmy za przykład prosty termos utrzymujący wysoką temperaturę herbaty i zastanówmy się, ile baterii potrzeba do zagotowania wody w czajniku elektrycznym bez przyłącza prądu. Podczas gdy konwencjonalne panele słoneczne przekształcają światło słoneczne bezpośrednio w energię elektryczną, elektrociepłownie solarne stosują dodatkowy etap: przekształcają je w ciepło, które można łatwiej magazynować i pobierać w razie potrzeby.
Od ciepła do energii elektrycznej
Kluczem do solarnej energii cieplnej jest koncentracja promieni słonecznych. Zamiast paneli płaskich, elektrociepłownia solarna zawiera wklęsłe zwierciadła odbijające promienie do modułu zbierającego. Moduł zbierający zawiera płyn — roztopioną sól lub olej syntetyczny — który jest podgrzewany przez takie skupione promienie. Podgrzany płyn można następnie przechowywać w izolowanych zbiornikach w temperaturze od 400 do 600°C.
Gdy potrzebna jest energia elektryczna, płyn jest wykorzystywany do podgrzewania wody i wytwarzania pary. Para jest kierowana przez turbinę, która napędza generator. Pompa próżniowa jest podłączona do skraplacza, w którym para z powrotem zmienia się w wodę. Przed uruchomieniem turbiny pompa próżniowa odpompowuje powietrze i wszelkie inne niekondensujące gazy. Poprawia to wydajność procesu skraplania, eliminując efekt izolacyjny powietrza, który w przeciwnym razie wydłużałby proces. Minimalizuje również przeciwciśnienie w turbinie, dzięki czemu zmiana energii cieplnej w mechaniczną odbywa się z wyższą sprawnością. Po uruchomieniu turbiny poziom próżni jest utrzymywany poprzez ciągłe usuwanie wszelkiego powietrza, które dostaje się do turbiny. Dzięki zastosowaniu próżni w tym procesie można w pełni wykorzystać darmową, czystą energię słoneczną.
Więcej informacji — Panele słoneczne w kosmosie
W kosmosie Słońce świeci przez 24 godziny na dobę. Dlatego panele słoneczne powlekane próżniowo są głównym źródłem zasilania prawie wszystkich satelitów i sond, a także Międzynarodowej Stacji Kosmicznej (ISS). A gdybyśmy mogli wykorzystać ten stały strumień energii słonecznej na Ziemi? Projekt SOLARIS Europejskiej Agencji Kosmicznej ma za zadanie wykazać wykonalność tej koncepcji. Jeśli projekt będzie kontynuowany, elektrownie słoneczne zostaną wysłane na orbitę geostacjonarną około 36 000 km nad powierzchnią naszej planety i będą przesyłać pozyskiwaną energię na Ziemię za pośrednictwem mikrofal. Skala projektu jest ogromna: do wytworzenia jednego gigawata mocy poza Ziemią potrzebna jest powierzchnia 5 km2 paneli słonecznych w kosmosie. A stacja odbiorcza na Ziemi musi być jeszcze większa o 25 km2, nieco większa niż wyspa Manhattan, miejskie centrum Nowego Jorku. Chociaż przed zrealizowaniem projektu należy przezwyciężyć wiele wyzwań technologicznych, efektem byłby ogromny krok naprzód dla ludzkości: czysta, ekologiczna energia z kosmosu przez całą dobę, dzięki próżni.
W kosmosie Słońce świeci przez 24 godziny na dobę. Dlatego panele słoneczne powlekane próżniowo są głównym źródłem zasilania prawie wszystkich satelitów i sond, a także Międzynarodowej Stacji Kosmicznej (ISS). A gdybyśmy mogli wykorzystać ten stały strumień energii słonecznej na Ziemi? Projekt SOLARIS Europejskiej Agencji Kosmicznej ma za zadanie wykazać wykonalność tej koncepcji. Jeśli projekt będzie kontynuowany, elektrownie słoneczne zostaną wysłane na orbitę geostacjonarną około 36 000 km nad powierzchnią naszej planety i będą przesyłać pozyskiwaną energię na Ziemię za pośrednictwem mikrofal. Skala projektu jest ogromna: do wytworzenia jednego gigawata mocy poza Ziemią potrzebna jest powierzchnia 5 km2 paneli słonecznych w kosmosie. A stacja odbiorcza na Ziemi musi być jeszcze większa o 25 km2, nieco większa niż wyspa Manhattan, miejskie centrum Nowego Jorku. Chociaż przed zrealizowaniem projektu należy przezwyciężyć wiele wyzwań technologicznych, efektem byłby ogromny krok naprzód dla ludzkości: czysta, ekologiczna energia z kosmosu przez całą dobę, dzięki próżni.