Jít na vyhledávání

Sluneční termální elektrárny

Výklad

Historie využití slunečního tepla

První solární systém amerického vynálezce Franka Shumana používal parabolické žlaby (Zdroj: Wikipedia.org)

První solární systém amerického vynálezce Franka Shumana používal parabolické žlaby

Tepelná energie slunečního záření se v různých formách využívala lidmi od pradávna. Slunce vyhřívalo dobře orientované domovy, vytápělo skleníky, bylo zdrojem energie pro pohon parních strojů, čerpadel a později i turbogenerátorů v solárních elektrárnách.

První solární termální elektrárnu postavil v roce 1913 americký inženýr Frank Shuman v Meadi v Egyptě. Použil parabolické žlaby k napájení motoru o síle 60 až 70 koňských sil, který čerpal vodu z Nilu pro zavlažování bavlníkových plantáží.

Největší parkovou sluneční elektrárnou na světě je SEGS – skupina elektráren v Mohavské poušti v Kalifornii, USA (Zdroj: © Andrew Orlemann / stock.adobe.com)

Největší parkovou sluneční elektrárnou na světě je SEGS – skupina elektráren v Mohavské poušti v Kalifornii, USA

Systém sériově pospojovaných parabolických žlabů, v jejichž ohnisku se nachází trubka s teplonosnou látkou, byl použit i při stavbě solární elektrárny s výrobou elektrické energie v Mohavské poušti v Kalifornii. Devět elektráren s celkovým instalovaným výkonem 354 MW je stále v provozu.

Pasivní a aktivní solární systémy

Moderní dům s prosklenou jižní stěnou, výrazně šetřící energii potřebnou na vytápění (Zdroj: © alexandre zveiger / stock.adobe.com)

Moderní dům s prosklenou jižní stěnou, výrazně šetřící energii potřebnou na vytápění

Pasivním solárním systémem je celá budova nebo její část, která využívá principy solární architektury. Základním prvkem je vhodně orientovaná prosklená plocha, propouštějící sluneční záření do objektu a omezující jeho zpětné tepelné vyzařování. Přenos energie je realizován bez použití technických zařízení.

Aktivní solární systémy využívají energii dopadajícího slunečního záření pomocí různých elektromechanických zařízení a médií. Buď využívají tepelnou část slunečního záření, nebo za pomoci fotovoltaických systémů přímo vyrábí elektrickou energii. Tepelné systémy ohřívající teplonosné médium v termických kolektorech je možno dále rozdělit na malé nekoncentrační, a na velké, koncentrační systémy.

Typy slunečních termálních elektráren

Parabolické koncentrátory

Diskový koncentrátor soustřeďuje dopadající sluneční záření do ohniska paraboly, ve kterém se nachází tepelný spotřebič. Teplota v ohnisku dosahuje přes 700 °C. Konstrukce nesoucí zrcadla i samotný tepelný spotřebič musí být spojena s dvouosým natáčecím systémem. Nejčastěji se parabolické koncentrátory provozují ve spojení se Stirlingovým motorem.

Zapojením mnoha žlabových kolektorů za sebou vzniká žlabový sběrač – základní jednotka parkových slunečních elektráren (Zdroj: © Ivan Floriani / stock.adobe.com)

Zapojením mnoha žlabových kolektorů za sebou vzniká žlabový sběrač – základní jednotka parkových slunečních elektráren

Parkové sluneční elektrárny

Koncentrační kolektory ve formě dlouhých parabolických zrcadel sledujících polohu Slunce. Soustřeďují sluneční záření z větší plochy do co nejmenšího ohniska, kde se nachází tmavý trubkový absorbér. Dosahují teploty v řádu stovek stupňů a jsou vhodné na výrobu elektrické energie v parkových slunečních elektrárnách. Perspektivnějším zdrojem můžou být fresnelova lineární zrcadla, která pracují na stejném principu jako žlabová zrcadla, ale s nižšími konstrukčními náklady.

Věžová sluneční elektrárna PS10 poblíž města Seville, Španělsko (Zdroj: © Darren Baker / stock.adobe.com)

Věžová sluneční elektrárna PS10 poblíž města Seville, Španělsko

Věžové sluneční elektrárny

Věžové sluneční elektrárny soustřeďují sluneční záření z velké plochy do absorbéru, umístěného na vrcholku věže. Sluneční energie je do malého prostoru absorbéru koncentrována pomocí rovinných zrcadel – heliostatů, rozmístěných kolem centrální věže. Každý heliostat má vlastní počítačem řízený dvouosý systém natáčení.

Termoelektrický generátor

Termoelektrický generátor využívá nepřímou přeměnu slunečního záření na elektrickou energii prostřednictvím spojení většího množství termoelektrických článků. Termočlánek je jednoduché zařízení ze dvou různých drátů, generující elektrickou energii při rozdílu teplot mezi studeným a teplým spojem. Jedná se o takzvaný Seebeckův jev. Teplý spoj generátoru se ohřívá v ohnisku koncentrických slunečních sběračů.

Vrátit se nahoru
detail