Новые технологи использования солнечной энергии. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Альтернативные источники энергии

 Комментарии к статье

Очевидная на сегодняшний день тенденция к снижению воздействия на окружающую среду, а также боязнь истощения природных ресурсов возобновили в научном мире утраченный прежде интерес к альтернативным источникам питания и к разработке отвечающих времени решений в области солнечной энергии.

CSP

У большинства людей на сегодняшний день солнечная энергия ассоциируется с блестящими черными панелями (фотогальванические элементами), установленными на крыше, поглощающими солнечную энергию и преобразующими ее в электричество. Но такие панели на крышах жилых домов встречаются довольно редко, не в последнюю очередь из-за чрезмерно высоких цен на приобретение и установку.

Однако кроме черных панелей, существует ряд способов захвата солнечной энергии в масштабах значительно более крупных. Все больше и больше усилий исследователи фокусируют сейчас на системах "концентрированной солнечной энергии" - сокращенно CSP (concentrated solar power).

В системах CSP солнечное излучение концентрируется оптическими деталями на участке, где расположен ресивер. Солнечная энергия затем преобразуется в электрическую. На практике система CSP состоит из четырех основных элементов: солнечного поля, элементов фокусировки лучей, солнечного ресивера и преобразователя. Ряд проектов, основанных на этой идее, в данный момент разрабатывается и уже тестируется.

Идея создания такого параболоида появилась еще в середине 1980-х гг. Самое знаменитое ее воплощение - девять электростанций, построенных в Калифорнийской пустыне. Эти электростанции работают и по сей день, вырабатывая 354 МВт энергии. Ряд проектов по солнечной энергии запускается и в Европе. Лидером является Германия с десятью работающими солнечными электростанциями.

На юге Испании располагается Platforma Solar de Almeria - компания, занимающаяся исследованиями и тестированием в области технологий солнечной энергии. Главная используемая концепция при возведении подобных сооружений - "центральная башня" - зеркала, называемые гелиостатами, автоматически захватывают наибольшее количество солнечной энергии и концентрируют излучение на центральном ресивере, расположенном на вершине башни.

Первая в Европе коммерческая солнечная электростанция, фокусирующая солнечные лучи, был открыта в Севилье, Испания, в марте 2007 г. Станция получила название Planta Solar 10. 624 больших гелиостата фокусируют солнечные лучи на едином солнечном ресивере высотой 115 м. При максимальной температуре в 250°C солнечный ресивер подает воду в поток, который, который, в свою очередь, снабжает энергией турбину. Турбина обладает пиковой мощностью в 11 МВт, что означает выработку 23 млн кВт·ч электричества в год. Этого достаточно для снабжения 6 000 жилых домов и экономии 18 000 т угля в год. Вторая башня, Planta Solar 20, пока находится на стадии постройки и будет обладать пиковой мощностью в 20 МВт.

Однако использование панелей и башен не всегда необходимо для работы с солнечной энергии. Еще один метод, "Энергетическая башня", был разработан четверть века назад.

Проект "Энергетическая башня"

Если проект покажет свою экономическую жизнеспособность, мы увидим одно из высочайших строений на земле, которе затмит своими размерами даже 800-метровый небоскреб Burj Dubai в Объединенных Арабских Эмиратах. Изначально запатентованный как "Энергетическая башня нисходящего водного распыления" доктором Филиппом Карлсоном (Philip Carlson) в 1975 г., проект с 1982 г. был доработан и улучшен профессором Дэном Заславски (Dan Zaslavsky) из Техниона (Technion), Израильского технологического института в Хайфе.

"Энергетическая башня" производит электричество, накачивая воду на верхушку трубы и затем распыляя ее внутри. В результате высокая температура на верхушке трубы заставляет воду испаряться, охлаждая таким образом воздух и делая его плотнее. Этот охлажденный воздух затем падает к стволу трубы, вызывая нисходящий поток, передающий энергию турбине.

Доктор Рами Гетта (Rami Guetta), менеджер проекта в Sharav Sluices Ltd (компании, основанной профессором Заславски для разработки системы), рассказал, что эта технология вызвала огромный интерес со стороны Австралии и США, однако до подписания контрактов еще не дошло: "Нам потребуется еще от 18 месяцев до трех лет для подробной проработки технологии на предмет выполнимости, чтобы вычислить себестоимость проекта и четко рассчитать затраты на возведение башни".

В зависимости от местоположения, которое должно отвечать требованию горячего сухого климата и относительной близостью к источнику воды, высота башни должна ранжироваться от минимума в 600 м до небоскребных 1200 м.

"Солнечная башня"

Схожая идея, "Солнечная башня на восходящих потоках", также заимствует разработки прошлых лет. Солнечная башня, предложенная австралийской фирмой EnviroMission и американской компанией SolarMission Technologies - прямой потомок испанского прототипа 1982 г. Постройка 190-метровой башни, окруженной коллекторами (укрытиями из чистого пластика, собирающими теплый воздух), расположенной в испанском городе Мансаранесе, было детищем немецкого инженера Йорга Шлайха (Jorg Schlaich).

Подобно "Энергетической башне", "Солнечная башня" использует воздух, чтобы вращать турбины и предполагает доступность жаркого климата. Но вместо создания нисходящего холодного воздуха, она использует горячий воздух из коллекторов и направляет его в трубу. Чтобы план был жизнеспособным, высота трубы должна составлять примерно 1000 м, что, по заявлению фирмы EnviroMission, позволит вырабатывать до 200 МВт энергии для 200 000 жилых домов. Критики проекта Солнечной башни недовольны тем, что коллекторы займут слишком большую территорию (до 3 км по окружности), а также тем, что это слишком дорого для осуществления.

Публикация: MobileDevice.ru

Смотрите другие статьи раздела Альтернативные источники энергии.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Хорошо управляемые луга могут компенсировать выбросы от скота 15.02.2026

Животноводство, особенно разведение крупного рогатого скота, часто обвиняют в значительном вкладе в глобальное потепление из-за мощного парникового газа - метана, который выделяется при пищеварении у жвачных животных. Это вызывает острые политические споры и призывы к сокращению потребления мяса. Однако ученые напоминают, что полная картина климатического воздействия отрасли не ограничивается только выбросами от животных: огромную роль играет окружающая экосистема - пастбища, почва и растительность, которые способны активно поглощать углекислый газ из атмосферы. Исследователи из Университета Небраски-Линкольна решили глубже изучить этот баланс. Группа под руководством профессора Галена Эриксона сосредоточилась на том, как правильно организованные пастбища накапливают углерод в растениях и грунте благодаря естественным процессам, стимулируемым выпасом скота. Ученые подчеркивают, что при достаточном уровне осадков и грамотном управлении такие луга превращаются в мощные природные погло ...>>

NASA тестирует инновационную технологию крыла 15.02.2026

Коммерческая авиация ежегодно расходует колоссальные объемы керосина, что сказывается не только на бюджете авиакомпаний, но и на состоянии окружающей среды. В 2024 году глобальные затраты на авиационное топливо достигли 291 миллиарда долларов, и эта сумма продолжает расти. Чтобы справиться с этими вызовами, NASA активно работает над технологиями, способными заметно повысить аэродинамическую эффективность самолетов. Одним из самых перспективных направлений стало создание специальной конструкции крыла, которая максимизирует естественный ламинарный поток воздуха и минимизирует сопротивление. В январе 2026 года специалисты NASA Armstrong Flight Research Center успешно провели важный этап наземных испытаний концепции Crossflow Attenuated Natural Laminar Flow (CATNLF). Для эксперимента под фюзеляж исследовательского самолета F-15B закрепили вертикально ориентированную масштабную модель высотой около 0,9 м (3 фута), напоминающую узкий киль. Такая компоновка позволила подвергнуть прототип р ...>>

Забота о внуках очень полезна для здоровья мозга 14.02.2026

Общение между поколениями приносит радость всей семье, но мало кто задумывается, насколько активно бабушки и дедушки, заботящиеся о внуках, поддерживают свою умственную форму. Регулярное взаимодействие с детьми стимулирует мозг пожилых людей, помогая сохранять память, скорость мышления и общую когнитивную активность. Новые научные данные подтверждают, что такая добровольная помощь не только важна для общества, но и может замедлять возрастные изменения в мозге. Исследователи из Тилбургского университета в Нидерландах провели анализ, чтобы понять, приносит ли уход за внуками реальную пользу здоровью пожилых людей. Ведущий автор работы Флавия Черечес отметила, что многие бабушки и дедушки регулярно присматривают за детьми, и оставался открытым вопрос, насколько это положительно сказывается на их собственном благополучии, особенно в плане когнитивных функций. Ученые поставили цель выяснить, способен ли регулярный уход за внуками замедлить снижение памяти и других умственных способ ...>>

Случайная новость из Архива Бионический робот-кенгуру 10.04.2014 Робот BionicKangaroo, созданный немецкой компанией Festo, представляет собой механизм высотой 1 м (в положении стоя) и массой около 7 кг. В числе его выдающихся способностей значится возможность выполнить прыжок вверх на 40 см и оттолкнуться в длину на 80 см. Взять за основу именно кенгуру немецкие инженеры решили по нескольким причинам. Прежде всего, благодаря конструкции, основа которой была позаимствована от строения тела настоящего кенгуру, робот способен преобразовывать кинетическую энергию одного прыжка в другой. Для этого используются специальные пружины, представляющие собой механический аналог эластичного ахиллового сухожилия. Каждое приземление и последующее сжатие пружин действует подобно рекуперативной системе торможения в автомобилях, что дает возможность использовать полученную при приземлении энергию для последующего толчка. Идея создания роботизированного механизма, который копировал бы повадки животных, вовсю применяется и другими компаниями. Стоит вспомнить проект робота-гепарда Cheetah, созданного небезызвестной в области робототехники фирмой Boston Dynamics. Модель механического представителя семейства кошачьих не только достигла рекордных показателей скорости на испытательном стенде, составившей 45,5 км/ч, но и была модернизирована в автономную версию без кабелей питания. Бензиновая модификация, получившая наименование WildCat, была успешно опробована в полевых условиях, хотя и не смогла добиться таких же скоростных показателей. Питание робота-кенгуру компании Festo происходит при помощи небольших пневматических компрессоров. Управление электронными системами осуществляется благодаря встроенной в роботизированную конструкцию аккумуляторной батареи. Упрощенная модель перемещения устройства выглядит следующим образом: в первоначальной позиции "железный кенгуру" опирается на две конечности, которым придает дополнительную устойчивость механический хвост в качестве третьей точки опоры. Когда необходимо совершить прыжок, в дело вступают пружины, работа которых зависит от подачи сжатого воздуха. Далее работу выполняют небольшие двигатели на бедрах животного и робот наклоняется вперед для последующего прыжка. Как только достигается необходимый угол для совершения толчка, накопленная энергия освобождается, превращаясь в механическое движение. Все части тела механического животного участвуют в его передвижении. Хвост "животного" выступает не только в роли дополнительной опоры в состоянии покоя, но и берет на себя функцию баланса механизированной конструкции в горизонтальной плоскости. В результате каждый последующий прыжок BionicKangaroo основывается на энергии, которую получает робот при приземлении за счет эластичности своей конструкции. Список уникальных технологических решений на этом вовсе не заканчивается. Кенгуру получил управление при помощи жестов, которое можно осуществлять благодаря Bluetooth-браслету Thalmic Labs Myo, работающему на расстоянии до 50 м. Оператору стоит всего лишь показать рукой необходимую команду и робот беспрекословно выполнит его, примчавшись к обладателю гаджета.

Другие интересные новости:

▪ Мимо Земли пронесется астероид TC4

▪ Собака для диабетика

▪ 20-ядерный процессор Apple M1 Ultra

▪ Линейный регулятор TPS7A45

▪ Выращивание стволовых клеток на МКС

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Микроконтроллеры. Подборка статей

▪ статья Нас мало, но мы в тельняшках. Крылатое выражение

▪ статья Когда среди европейских дам было модно носить платья с полностью открытой грудью? Подробный ответ

▪ статья Предсказание погоды по растениям, насекомым и поведению животных. Советы туристу

▪ статья Антенна диапазона 2 метра. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Автоматический выключатель зарядного устройства. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026