సోలార్ రైజింగ్ టవర్ (సోలార్ ఏరోడైనమిక్ పవర్ ప్లాంట్)

సౌర ఆరోహణ టవర్ - సౌర విద్యుత్ ప్లాంట్ల రకాల్లో ఒకటి. గాలి భారీ సోలార్ కలెక్టర్‌లో వేడి చేయబడుతుంది (గ్రీన్‌హౌస్ మాదిరిగానే), ఎత్తైన చిమ్నీ టవర్ ద్వారా పైకి లేచి నిష్క్రమిస్తుంది. కదిలే గాలి విద్యుత్తును ఉత్పత్తి చేయడానికి టర్బైన్లను నడుపుతుంది. పైలట్ ప్లాంట్ 1980లలో స్పెయిన్‌లో పనిచేసింది.

సూర్యుడు మరియు గాలి రెండు తరగని శక్తి వనరులు. వారు ఒకే జట్టులో పనిచేయమని బలవంతం చేయవచ్చా? ఈ ప్రశ్నకు మొదట సమాధానం ఇచ్చింది ... లియోనార్డో డా విన్సీ. 16వ శతాబ్దానికి ముందే, అతను ఒక చిన్న గాలిమరతో నడిచే యాంత్రిక పరికరాన్ని రూపొందించాడు. దీని బ్లేడ్‌లు సూర్యునిచే వేడి చేయబడిన గాలి ప్రవాహంలో తిరుగుతాయి.

స్పానిష్ మరియు జర్మన్ నిపుణులు న్యూ కాస్టిల్ పీఠభూమి యొక్క ఆగ్నేయ భాగంలో లా మంచా మైదానాన్ని ఒక ప్రత్యేకమైన ప్రయోగాన్ని నిర్వహించడానికి ఒక ప్రదేశంగా ఎంచుకున్నారు. పునరుజ్జీవనోద్యమానికి చెందిన మరొక అత్యుత్తమ సృష్టికర్త మిగ్యుల్ డి సెర్వంటెస్ రాసిన నవల యొక్క ప్రధాన పాత్ర ధైర్యవంతులైన నైట్ డాన్ క్విక్సోట్ విండ్‌మిల్స్‌తో పోరాడినట్లు మనం ఎలా గుర్తుంచుకోలేము.

1903లోస్పానిష్ కల్నల్ ఇసిడోరో కాబానెజ్ సౌర టవర్ కోసం ఒక ప్రాజెక్ట్‌ను ప్రచురించాడు. 1978 మరియు 1981 మధ్య, ఈ పేటెంట్‌లు US, కెనడా, ఆస్ట్రేలియా మరియు ఇజ్రాయెల్‌లలో జారీ చేయబడ్డాయి.

1982లో స్పానిష్ పట్టణానికి సమీపంలో మంజనారెస్ ఇది మాడ్రిడ్‌కు దక్షిణంగా 150 కిలోమీటర్ల దూరంలో నిర్మించబడింది మరియు పరీక్షించబడింది సౌర పవన విద్యుత్ ప్లాంట్ యొక్క ప్రదర్శన నమూనా, ఇది లియోనార్డో యొక్క అనేక ఇంజనీరింగ్ ఆలోచనలలో ఒకదాన్ని గ్రహించింది.

ఇన్‌స్టాలేషన్‌లో మూడు ప్రధాన బ్లాక్‌లు ఉన్నాయి: నిలువు పైపు (టవర్, చిమ్నీ), దాని బేస్ చుట్టూ ఉన్న సోలార్ కలెక్టర్ మరియు ప్రత్యేక టర్బైన్ జనరేటర్.

సౌర విండ్ టర్బైన్ యొక్క ఆపరేషన్ సూత్రం చాలా సులభం. కలెక్టర్, దీని పాత్ర పాలిమర్ ఫిల్మ్‌తో చేసిన అతివ్యాప్తి ద్వారా నిర్వహించబడుతుంది, ఉదాహరణకు, గ్రీన్హౌస్, సౌర వికిరణాన్ని బాగా ప్రసారం చేస్తుంది.

అదే సమయంలో, ఫిల్మ్ దాని క్రింద వేడిచేసిన భూమి యొక్క ఉపరితలం ద్వారా విడుదలయ్యే పరారుణ కిరణాలకు అపారదర్శకంగా ఉంటుంది. ఫలితంగా, ఏదైనా గ్రీన్హౌస్లో, గ్రీన్హౌస్ ప్రభావం ఉంటుంది. అదే సమయంలో, సౌర వికిరణ శక్తి యొక్క ప్రధాన భాగం కలెక్టర్ క్రింద ఉంటుంది, నేల మరియు నేల మధ్య గాలి పొరను వేడి చేస్తుంది.

పరిసర వాతావరణం కంటే కలెక్టర్‌లోని గాలి గణనీయంగా ఎక్కువ ఉష్ణోగ్రతను కలిగి ఉంటుంది. తత్ఫలితంగా, టవర్‌లో శక్తివంతమైన అప్‌డ్రాఫ్ట్ ఉత్పత్తి చేయబడుతుంది, ఇది లియోనార్డో విండ్‌మిల్ విషయంలో వలె, టర్బైన్ జనరేటర్ యొక్క బ్లేడ్‌లను మారుస్తుంది.

సౌర పవన విద్యుత్ ప్లాంట్ యొక్క స్కీమాటిక్

సౌర టవర్ యొక్క శక్తి సామర్థ్యం పరోక్షంగా రెండు కారకాలపై ఆధారపడి ఉంటుంది: కలెక్టర్ పరిమాణం మరియు స్టాక్ ఎత్తు. ఒక పెద్ద కలెక్టర్తో, గాలి యొక్క పెద్ద పరిమాణం వేడి చేయబడుతుంది, ఇది చిమ్నీ ద్వారా దాని ప్రవాహం యొక్క ఎక్కువ వేగాన్ని కలిగిస్తుంది.

మంజనారెస్ పట్టణంలోని సంస్థాపన చాలా ఆకట్టుకునే నిర్మాణం.టవర్ యొక్క ఎత్తు 200 మీ, వ్యాసం 10 మీ, మరియు సోలార్ కలెక్టర్ యొక్క వ్యాసం 250 మీ. దీని డిజైన్ శక్తి 50 kW.

ఈ పరిశోధన ప్రాజెక్ట్ యొక్క ఉద్దేశ్యం క్షేత్ర కొలతలను నిర్వహించడం, నిజమైన ఇంజనీరింగ్ మరియు వాతావరణ పరిస్థితులలో సంస్థాపన యొక్క లక్షణాలను నిర్ణయించడం.

ఇన్‌స్టాలేషన్ పరీక్షలు విజయవంతమయ్యాయి. గణనల యొక్క ఖచ్చితత్వం, బ్లాక్స్ యొక్క సామర్థ్యం మరియు విశ్వసనీయత, సాంకేతిక ప్రక్రియ యొక్క నియంత్రణ యొక్క సరళత ప్రయోగాత్మకంగా నిర్ధారించబడ్డాయి.

మరొక ముఖ్యమైన తీర్మానం చేయబడింది: ఇప్పటికే 50 మెగావాట్ల సామర్థ్యంతో, సౌర పవన విద్యుత్ ప్లాంట్ చాలా లాభదాయకంగా మారింది. ఇది మరింత ముఖ్యమైనది ఎందుకంటే ఇతర రకాల సౌర విద్యుత్ ప్లాంట్ల (టవర్, ఫోటోవోల్టాయిక్) ద్వారా ఉత్పత్తి చేయబడిన విద్యుత్ ధర ఇప్పటికీ థర్మల్ పవర్ ప్లాంట్ల కంటే 10 నుండి 100 రెట్లు ఎక్కువ.

మంజనారెస్‌లోని ఈ పవర్ ప్లాంట్ సుమారు 8 సంవత్సరాలు సంతృప్తికరంగా పనిచేసింది మరియు 1989లో హరికేన్ కారణంగా ధ్వంసమైంది.

ప్రణాళికాబద్ధమైన నిర్మాణాలు

స్పెయిన్‌లోని సియుడాడ్ రియల్‌లో పవర్ ప్లాంట్ «సియుడాడ్ రియల్ టోర్రే సోలార్». ప్రణాళికాబద్ధమైన నిర్మాణం 350 హెక్టార్ల విస్తీర్ణంలో ఉంది, ఇది 750 మీటర్ల ఎత్తైన చిమ్నీతో కలిపి 40 మెగావాట్ల అవుట్‌పుట్ శక్తిని ఉత్పత్తి చేస్తుంది.

బురోంగ్ సోలార్ టవర్. 2005 ప్రారంభంలో, EnviroMission మరియు SolarMission Technologies Inc. 2008లో పూర్తిగా పనిచేసే సౌర విద్యుత్ ప్లాంట్‌ను నిర్మించేందుకు ఆస్ట్రేలియాలోని న్యూ సౌత్ వేల్స్ చుట్టూ వాతావరణ సమాచారాన్ని సేకరించడం ప్రారంభించింది. ఈ ప్రాజెక్ట్ అభివృద్ధి చేయగల గరిష్ట విద్యుత్ ఉత్పత్తి 200 MW వరకు ఉంది.

ఆస్ట్రేలియన్ అధికారుల నుండి మద్దతు లేకపోవడంతో, ఎన్విరోమిషన్ ఈ ప్రణాళికలను విరమించుకుంది మరియు USAలోని అరిజోనాలో ఒక టవర్‌ను నిర్మించాలని నిర్ణయించుకుంది.

మొదట ప్రణాళిక చేయబడిన సౌర టవర్ ఎత్తు 1 కిమీ, బేస్ వ్యాసం 7 కిమీ మరియు 38 కిమీ2 వైశాల్యం కలిగి ఉండాలని భావించారు. ఈ విధంగా, సౌర టవర్ దాదాపు 0.5% సౌరశక్తిని (1 kW) సంగ్రహిస్తుంది. / m2) ఇది మూసివేయబడిన వద్ద ప్రసరిస్తుంది.

ఫ్లూ యొక్క అధిక స్థాయిలో, ఎక్కువ ఒత్తిడి తగ్గుదల సంభవిస్తుంది, ఇది అని పిలవబడేది చిమ్నీ ప్రభావం, ఇది ప్రయాణిస్తున్న గాలి యొక్క అధిక వేగాన్ని కలిగిస్తుంది.

స్టాక్ యొక్క ఎత్తు మరియు కలెక్టర్ యొక్క ఉపరితల వైశాల్యాన్ని పెంచడం వలన టర్బైన్ల ద్వారా గాలి ప్రవాహాన్ని పెంచుతుంది మరియు తద్వారా ఉత్పత్తి చేయబడిన శక్తి మొత్తం పెరుగుతుంది.

కలెక్టర్ యొక్క ఉపరితలం క్రింద వేడి పేరుకుపోతుంది, ఇక్కడ వేడిని చల్లని గాలిలోకి వెదజల్లడం ద్వారా సూర్యుని నుండి టవర్‌ను శక్తివంతం చేయడానికి ఉపయోగించబడుతుంది, ఇది రాత్రిపూట ప్రసరించేలా చేస్తుంది.

సాపేక్షంగా అధిక ఉష్ణ సామర్థ్యాన్ని కలిగి ఉన్న నీరు, కలెక్టర్ క్రింద ఉన్న గొట్టాలను పూరించవచ్చు, అవసరమైతే తిరిగి వచ్చే శక్తిని పెంచుతుంది.

ఆస్ట్రేలియన్ టవర్ ప్లాన్‌ల మాదిరిగానే విండ్ టర్బైన్‌లను కలెక్టర్-టు-టవర్ కనెక్షన్‌లో అడ్డంగా అమర్చవచ్చు. స్పెయిన్లో పనిచేస్తున్న ఒక నమూనాలో, టర్బైన్ యొక్క అక్షం చిమ్నీ యొక్క అక్షంతో సమానంగా ఉంటుంది.

ఫాంటసీ లేదా రియాలిటీ

కాబట్టి, సోలార్ ఏరోడైనమిక్ ఇన్‌స్టాలేషన్ సౌర శక్తిని పవన శక్తిగా మరియు తరువాతి విద్యుత్తుగా మార్చే ప్రక్రియలను మిళితం చేస్తుంది.

అదే సమయంలో, లెక్కలు చూపినట్లుగా, భూమి యొక్క ఉపరితలం యొక్క భారీ ప్రాంతం నుండి సౌర వికిరణం యొక్క శక్తిని కేంద్రీకరించడం మరియు అధిక-ఉష్ణోగ్రత సాంకేతికతలను ఉపయోగించకుండా ఒకే సంస్థాపనలలో పెద్ద విద్యుత్ శక్తిని పొందడం సాధ్యమవుతుంది.

కలెక్టర్‌లో గాలి వేడెక్కడం అనేది కొన్ని పదుల డిగ్రీలు మాత్రమే, ఇది సౌర పవన విద్యుత్ ప్లాంట్‌ను థర్మల్, న్యూక్లియర్ మరియు టవర్ సోలార్ పవర్ ప్లాంట్ల నుండి ప్రాథమికంగా వేరు చేస్తుంది.

సౌర-పవన వ్యవస్థాపనల యొక్క వివాదాస్పద ప్రయోజనాలు పెద్ద ఎత్తున అమలు చేయబడినప్పటికీ, అవి పర్యావరణంపై హానికరమైన ప్రభావాన్ని కలిగి ఉండవు.

కానీ అటువంటి అన్యదేశ శక్తి వనరు యొక్క సృష్టి అనేక సంక్లిష్ట ఇంజనీరింగ్ సమస్యలతో ముడిపడి ఉంది. టవర్ యొక్క వ్యాసం మాత్రమే వందల మీటర్లు, ఎత్తు - ఒక కిలోమీటరు, సౌర కలెక్టర్ యొక్క వైశాల్యం - పదుల చదరపు కిలోమీటర్లు ఉండాలి అని చెప్పడం సరిపోతుంది.

సౌర వికిరణం ఎంత తీవ్రంగా ఉంటే, సంస్థాపన మరింత శక్తితో అభివృద్ధి చెందుతుందని స్పష్టంగా తెలుస్తుంది. నిపుణుల అభిప్రాయం ప్రకారం, ఇతర ప్రయోజనాల కోసం చాలా అనుకూలంగా లేని భూములలో 30 ° ఉత్తర మరియు 30 ° దక్షిణ అక్షాంశాల మధ్య ఉన్న ప్రాంతాల్లో సౌర పవన విద్యుత్ ప్లాంట్లను నిర్మించడం చాలా లాభదాయకం. పర్వత ఉపశమనాన్ని ఉపయోగించడం కోసం ఎంపికలు దృష్టిని ఆకర్షిస్తాయి. దీంతో నిర్మాణ వ్యయం భారీగా తగ్గుతుంది.

అయితే, మరొక సమస్య తలెత్తుతుంది, ఏదైనా సౌర విద్యుత్ ప్లాంట్ యొక్క లక్షణం కొంతవరకు, కానీ పెద్ద సౌర ఏరోడైనమిక్ ఇన్‌స్టాలేషన్‌లను సృష్టించేటప్పుడు ప్రత్యేక ఆవశ్యకతను పొందుతుంది. చాలా తరచుగా, వాటి నిర్మాణానికి మంచి ప్రాంతాలు శక్తి-ఇంటెన్సివ్ వినియోగదారుల నుండి దూరంగా ఉంటాయి. అలాగే, మీకు తెలిసినట్లుగా, సౌరశక్తి భూమిపైకి సక్రమంగా వస్తుంది.

చిన్న (తక్కువ శక్తి) సౌర టవర్లు అభివృద్ధి చెందుతున్న దేశాలకు శక్తిని ఉత్పత్తి చేయడానికి ఒక ఆసక్తికరమైన ప్రత్యామ్నాయంగా ఉంటాయి, ఎందుకంటే వాటి నిర్మాణానికి ఖరీదైన పదార్థాలు మరియు పరికరాలు లేదా నిర్మాణం యొక్క ఆపరేషన్ సమయంలో అధిక నైపుణ్యం కలిగిన సిబ్బంది అవసరం లేదు.

అదనంగా, సౌర టవర్ నిర్మాణానికి పెద్ద ప్రారంభ పెట్టుబడి అవసరమవుతుంది, ఇది ఇంధన ఖర్చులు లేకపోవటం ద్వారా సాధించిన తక్కువ నిర్వహణ ఖర్చుల ద్వారా భర్తీ చేయబడుతుంది.

అయితే, మరొక ప్రతికూలత ఏమిటంటే, సౌర శక్తి మార్పిడి యొక్క తక్కువ సామర్థ్యం ఉదా సౌర విద్యుత్ ప్లాంట్ల అద్దాల నిర్మాణాలలో… కలెక్టర్ ఆక్రమించిన విస్తీర్ణం మరియు అధిక నిర్మాణ వ్యయాలు దీనికి కారణం.

సోలార్ టవర్‌కు పవన క్షేత్రాలు లేదా సాంప్రదాయ సోలార్ పవర్ ప్లాంట్ల కంటే చాలా తక్కువ శక్తి నిల్వ అవసరమని భావిస్తున్నారు.

ఇది రాత్రిపూట విడుదల చేయగల ఉష్ణ శక్తి చేరడం వలన, టవర్ గడియారం చుట్టూ పనిచేయడానికి అనుమతిస్తుంది, ఇది గాలి క్షేత్రాలు లేదా కాంతివిపీడన కణాల ద్వారా హామీ ఇవ్వబడదు, దీని కోసం శక్తి వ్యవస్థ రూపంలో శక్తి నిల్వలను కలిగి ఉండాలి. సాంప్రదాయ విద్యుత్ ప్లాంట్లు.

ఈ వాస్తవం అటువంటి సంస్థాపనలతో కలిసి శక్తి నిల్వ యూనిట్లను సృష్టించవలసిన అవసరాన్ని నిర్దేశిస్తుంది. అటువంటి ప్రయోజనాల కోసం హైడ్రోజన్ కంటే మెరుగైన భాగస్వామిని సైన్స్ ఇంకా తెలుసుకోలేదు. అందుకే ఇన్‌స్టాలేషన్ ద్వారా ఉత్పత్తి చేయబడిన విద్యుత్‌ను ప్రత్యేకంగా హైడ్రోజన్ ఉత్పత్తికి ఉపయోగించడం అత్యంత ప్రయోజనకరమని నిపుణులు భావిస్తారు. ఈ సందర్భంలో, సోలార్ విండ్ పవర్ ప్లాంట్ భవిష్యత్తులో హైడ్రోజన్ శక్తి యొక్క ప్రధాన భాగాలలో ఒకటిగా మారుతుంది.

కాబట్టి ఇప్పటికే వచ్చే సంవత్సరం, ప్రపంచంలోని మొట్టమొదటి వాణిజ్య-స్థాయి ఘన హైడ్రోజన్ శక్తి నిల్వ ప్రాజెక్ట్ ఆస్ట్రేలియాలో అమలు చేయబడుతుంది. అదనపు సౌరశక్తి సోడియం బోరోహైడ్రైడ్ (NaBH4) అనే ఘన హైడ్రోజన్‌గా మారుతుంది.

ఈ విషరహిత ఘన పదార్థం ఒక స్పాంజి వంటి హైడ్రోజన్‌ను గ్రహించి, అవసరమైనంత వరకు వాయువును నిల్వ చేసి, ఆపై వేడిని ఉపయోగించి హైడ్రోజన్‌ను విడుదల చేయగలదు. విడుదలైన హైడ్రోజన్ విద్యుత్తును ఉత్పత్తి చేయడానికి ఇంధన సెల్ ద్వారా పంపబడుతుంది. ఈ వ్యవస్థ శక్తితో కూడిన కుదింపు లేదా ద్రవీకరణ అవసరం లేకుండా హైడ్రోజన్‌ను అధిక సాంద్రత మరియు తక్కువ పీడనం వద్ద చౌకగా నిల్వ చేయడానికి అనుమతిస్తుంది.

సాధారణంగా, పరిశోధన మరియు ప్రయోగాలు సమీప భవిష్యత్తులో పెద్ద ఇంధన పరిశ్రమలో సౌర పవన విద్యుత్ ప్లాంట్ల స్థానాన్ని తీవ్రంగా ప్రశ్నించడం సాధ్యం చేస్తాయి.