Saulės laikrodis (Gegužė 2024)
Saulės tvenkinys, bet kuris didelis žmogaus sukurtas sūraus vandens telkinys, kuris kaupia ir kaupia saulės energiją, taip užtikrindamas tvarų šilumos ir energijos šaltinį. Nors saulės tvenkinių praktinio pritaikymo tyrimai nebuvo pradėti dar 1940 m. Pabaigoje, 1900 m. Pradžioje Rytų Europos Transilvanijos regione buvo atrastas natūralus ežeras, ypač tinkamas naudoti kaip saulės tvenkinys. Nuo to laiko susidomėjimas saulės tvenkinių plėtra išaugo visame pasaulyje. Šiandien žymių saulės tvenkinių galima rasti Izraelyje, Indijoje ir JAV (El Paso, Teksasas). Tačiau daugelio saulės tvenkinių projektų buvo atsisakyta dėl didelių saulės tvenkinių gamybos ir priežiūros išlaidų, palyginti su dujų ir iškastinio kuro įrengimų kainomis. Vis dėlto visame pasaulyje ir toliau domimasi saulės tvenkiniu, kaip tvarios energijos šaltiniu.
Gėlo vandens tvenkiniuose saulė šildo vandenį, o karštas vanduo pakyla. Vanduo aušina, kai šiluma išleidžiama į atmosferą, tvenkinio vandenį palaikant atmosferos temperatūroje. Saulės tvenkinių technologija, kita vertus, bandoma užkirsti kelią šilumos praradimui iš vandens, naudojant druską, kurios koncentracija didėja gyliui didėjant.
Saulės tvenkiniai yra dviejų tipų: nelaidūs ir nelaidūs. Įprastesnis nekonvekcinis saulės tvenkinys sumažina šilumos nuostolius, nes neleidžia konvekcijai (šilumos perdavimui iš vienos vietos į kitą skysčių judėjimu) pridedant 20–30 procentų druskos koncentracijos apatiniame lygyje (apatinė konvekcinė zona).) tvenkinio. Kai sotusis didelis druskos kiekis koncentruoto sūrymo pavidalu, dugno temperatūra pakyla iki maždaug 100 ° C (212 ° F), nes įsibėgėja saulės šiluma. Vidurinis lygis (nekonvekcinė zona) gauna mažesnį druskos kiekį nei apatinis. Kadangi jis yra lengvesnis nei dugno lygis, bet sunkesnis nei aukščiausias, vidurinio lygio vanduo negali pakilti ar nuskęsti. Taigi vidurinis lygis sustabdo konvekcines sroves ir veikia kaip izoliatorius, sulaikydamas saulės spindulius apatiniame lygyje. Aukščiausiame lygyje (viršutinėje konvekcinėje zonoje), kur mažai druskos, vanduo išlieka šaltas. Į tą lygį įpilama gėlo vandens, o fiziologinis vanduo nusausinamas. Galiausiai šiluma iš dugno lygio perduodama į vamzdžius, cirkuliuojančius per tvenkinį, kad būtų išgaunama šiluminė energija.
Priešingai nei nekonvekcinis tvenkinys, konvekciniai saulės tvenkiniai sulaiko šilumą sustabdydami garavimą, o ne sustabdydami konvekciją. Konstrukciją sudaro didelis vandens maišas su juodu dugnu, putplasčio izoliacija po maišeliu ir du plastikinių arba stiklinių stiklinių sluoksniai ant maišo viršaus; konstrukcija leidžia konvekciją, tačiau neleidžia išgaruoti. Saulė dieną šildo vandenį. Tada naktį karštas vanduo pumpuojamas į šilumą kaupiančias talpyklas.
Saulės tvenkinių sukuriama šiluma gali būti naudojama daug ir gali sumažinti iškastinio kuro naudojimą. Iš tvenkinio išgaunama šiluma leidžia gaminti chemikalus, maistą, tekstilę ir kitus pramoninius gaminius. Šiluma iš tvenkinio taip pat gali būti naudojama šiltnamiams, baseinams ir gyvuliams pastatams šildyti. Šilumą galima paversti elektra naudojant organinį „Rankine“ ciklo variklį, santykinai efektyvų ir ekonomišką saulės energijos konvertavimo būdą, kuris ypač naudingas atokiose vietose. Saulės tvenkinys gali išvalyti vandenį komunalinėms vandens sistemoms per gėlinimą ir gali būti naudojamas kaip sūrymo šalinimo talpa, gauta iš žalios naftos išgaunant vandenynus.
Saulės tvenkinio naudojimas turi keletą privalumų. Kadangi jame yra įmontuotas šiluminės energijos kaupiklis, jis gali būti naudojamas visus metus, dieną ir naktį, nepriklausomai nuo oro sąlygų. Saulės tvenkinys yra ypač patrauklus kaip alternatyva iškastinio kuro technologijoms mažiau išsivysčiusių šalių kaimo vietovėse, kur galima statyti didelius tvenkinius. Saulės tvenkinio energija yra ekonomiškesnė už energiją, gaunamą iš plokščių saulės vandens šildymo sistemų, dažniausiai naudojamų namuose. Kadangi tvenkinys teikia šilumos energiją nedegindamas kuro, jis neprisideda prie oro taršos ir taupo tradicinius energijos išteklius.
Tuo pačiu metu saulės tvenkinys turi trūkumų. Tam reikalingas didelis žemės plotas, todėl jis gali būti netinkamas tankiai apgyvendintoms vietovėms. Tvenkiniui taip pat reikalingas didelis druskos vandens tiekimas ir didelis saulės energijos kiekis. Be to, nors bet kuris kvalifikuotas inžinierius gali statyti saulės tvenkinius, jiems reikalinga nuolatinė priežiūra. Pavyzdžiui, išgarintas paviršinis vanduo turi būti papildytas, o sukaupta druska pašalinama iš nelaidžių tvenkinių.
