Концентраторные солнечные электростанции (CSP) предложили охлаждать помощью прокачки воздуха под землей - «Новости Электроники»

Этот способ был разработан на основе существующих систем охлаждения отдельных зданий. Известно, что температура на глубине 3 метров под землей остается постоянной вне зависимости от природной зоны. Это обстоятельство можно использовать для эффективного охлаждения воздуха, который впоследствии будет подаваться в сухие градирни, уверена Фонтина Петракополу из Мадридского университета имени Карла III.

Новый метод охлаждения будет особенно актуальным для гелиотермальных станций на основе концентраторов (CSP), вырабатывающих электроэнергию с помощью разогретого солнечным светом пара. Они обычно расположены в жарких и засушливых регионах. Кроме того, воздушное охлаждение наносит меньший вред окружающей среде, чем традиционное водяное, которое предусматривает сброс горячей воды в естественные водоемы. По мнению ученых, по мере развития глобального потепления, вода в природе будет становиться все теплее, снижая эффективность охлаждения оборудования тепловых солнечных электростанций, из-за чего они будут вынуждены сократить выработку или использовать новые технологии.

По словам Петракополу, воздушные системы охлаждения теплоносителя имеют свои недостатки, часто остающиеся незамеченными проектировщиками. Подобные системы отличаются от водяных большей стоимостью и меньшей производительностью. В случае увеличения мощности, гелиотермальной станции потребуется заметно нарастить эффективность воздушного охлаждения.

Новая методика предполагает использование принципа, лежащего в основе работы систем охлаждения небольших жилых и производственных зданий, когда воздух или жидкость прокачиваются по закрытому контуру под землей и впоследствии распределяются по трубам внутри помещений. На глубине более 3 метров температура держится в пределах 20°C, независимо от климатической зоны.

Ученые предлагают охлаждать атмосферный воздух на 10°C, прокачивая его по подземным трубам. Затем он будет подаваться в конденсатор, в котором нагреется на те же 10°C. Для проверки этой идеи была создана компьютерная модель. В ней использовалась гипотетическая солнечная станция CSP мощностью 20 мВт, занимающая 195 га. Ее снабдили охлаждающей системой площадью 99 га, состоящей из ПВХ-труб, которые помещены на глубину 4 метров. Воздух в них подается со скоростью 1,5 м/с.

В рамках исследования были проанализированы различные сочетания диаметров труб и скорости прокачиваемого воздуха. Основной целью было определение оптимального набора параметров, при которых воздух охлаждался бы в нужной степени. Базовой задачей первого этапа исследования стал анализ условий, влияющих на теплообмен, и моделирование работы всей системы для выработки первичных требований к инфраструктуре на поверхности. Теперь ученым предстоят подробные экономические расчеты, которые позволят выявить конкурентоспособность предложенной технологии с учетом первоначальных инвестиций и влияния на экологию относительно существующих водяных и воздушных систем охлаждения.

Источник: solarpaces.org