Jít na vyhledávání

Sluneční termální elektrárny

Fyzikální principy

Solární konstanta

Letecký záběr na komplex věžových slunečních elektráren poblíž prosluněného města Seville, Španělsko (Zdroj: © Fly_and_Dive / stock.adobe.com)

Letecký záběr na komplex věžových slunečních elektráren poblíž prosluněného města Seville, Španělsko

Solární konstanta je množství sluneční energie procházející plochou 1 m2 kolmou na směr toku záření za 1 sekundu ve vzdálenosti jedné astronomické jednotky (střední vzdálenost Země od Slunce). Její hodnota je 1 367 Wm-2, mění se v řádech 1 promile v závislosti na sluneční aktivitě a v průběhu jedenáctiletého slunečního cyklu. Na zemském povrchu pak je průměrná roční hodnota výkonu dopadajícího záření 170 Wm-2. Nejvyšší je na zemském rovníku a nejnižší na pólech, ale protože oblasti kolem rovníku jsou často skryty za mraky, nachází se ideální oblast pro solární energetiku v pásu mezi 15 a 40 stupněm zemské šířky. Za rok dopadne na povrch Země 7 500násobek roční světové spotřeby, která k roku 2010 činila 450 EJ.

Variace slunečního cyklu – ozářenost Sluncem (W/m<sup>2</sup>)

Variace slunečního cyklu – ozářenost Sluncem (W/m2)

Princip práce solárních elektráren

Bez ohledu na typ použité koncentrační solární elektrárny je jejím výstupem teplonosné médium ohřáté na teplotu několika stovek stupňů Celsia. Tuto energii je třeba dále přeměnit na energii elektrickou. Nejvhodnějším systémem je parní turbína. Médium předá ve výměníku svou energii vodě, která se změní na přehřátou páru a ta v klasickém Rankinově cyklu pohání turbínu. Tento systém vyžaduje chlazení, což nemusí být v pouštních oblastech, kde se elektrárny často stavějí, jednoduché zajistit. Žlabové elektrárny vyžadují až 3 000 litrů chladicí vody na 1 MWh, což je srovnatelné s jadernou elektrárnou. Věžové elektrárny mají spotřebu vody nižší a diskové koncentrátory nejčastěji chladí vzduchem.

Žlabové sluneční elektrárny potřebují na výrobu 1 MWh až 3 000 litrů chladící vody (Zdroj: © Ivan Floriani / stock.adobe.com)

Žlabové sluneční elektrárny potřebují na výrobu 1 MWh až 3 000 litrů chladící vody

Elektrárny jsou optimalizované na střední osvětlení, takže při maximálním oslunění vyrábí více tepla, než kolik je jejich turbína schopná zvládnout. Přebytečné teplo ukládají do zásobníku, který může tvořit štěrkové lože, minerální oleje nebo nejčastěji směs roztavených solí. Teplo naakumulované v zásobníku pak pohání turbínu v noci nebo při nepříznivém počasí a díky tomu je výkon dodávaný koncentrační sluneční elektrárnou podstatně vyrovnanější než u elektráren fotovoltaických. Španělské žlabové elektrárny mají například zásobník s roztavenými solemi, který jim umožňuje vyrábět elektřinu až 7 hodin po západu slunce. Bez akumulačního zásobníku může věžová solární elektrárna vyrábět cca 25 % v roce, se zásobníkem je to až 65 %.

Vrátit se nahoru
detail