導入
ソーラータワーは再生可能エネルギープラントであり、太陽によって加熱された空気を送り、タービンを駆動して電気を生成するために建設されます。最初の発電所はドイツ人技術者のイェルク・シュライヒによって建設されました。
原理
空気は平地レベルにある大型コレクター内の温室効果によって加熱され、高地に開く煙突によって導かれます。これにより、温度差を利用することが可能となる。煙突の根元には発電用のタービンが設置されています。
基本システム (温室、煙突、タービン) は完全に習得された古典的な技術に基づいており、リスクが制限されています。初期投資はかかりますが、その後の運用コストは低く抑えられます。
より正確に言えば、アングロサクソン人は太陽熱煙突技術を「シングルフローアップウインドシステム」と呼んでいます。
バリエーション
- 山腹に塔を設置することも検討されている。コレクターの中央に煙突を立てるのではなく、山腹にある導管であるため、その設置と解体の可能性をより簡単に検討できます。このプロジェクトは、たとえば、レユニオン島などの山岳地帯に適用できる可能性があります。
- ボルテックスタワー、アングロサクソン用語で「回転流ワーリングシステム」。ボルテックスタワーは、タワーの高さが同じであれば 5 倍強力になります。
プロジェクト
マンザナレスのプロトタイプ
ドイツ人技術者イェルク・シュライヒの指揮とドイツ研究技術省からの資金援助により、太陽熱煙突の最初のプロトタイプがマンサナレス（マドリッドから150キロ離れたスペインの町）に実際に建設されたのは1981年のことだった。この煙突は出力50kW で長さ 194 メートルで、1989 年まで運転されました。キロワット時あたりのコストが従来の火力発電所の 5 倍だったため、停止されました。
オーストラリアのプロジェクト
2010 年に計画されているブロンガ プロジェクトと呼ばれるソーラー タワープロジェクトが、現在オーストラリアで Enviromission 社によって開発されています。煙突は高さ 990 メートル、直径70 メートルになります。この発電所は200メガワットの電力を供給する予定で、これは約20万世帯に電力を供給するのに十分である。これは、安全でクリーンな再生可能エネルギーを生産するための地球上で最も野心的なプロジェクトの 1 つです。既存または計画されている太陽光発電所の出力は 10 MW 程度、つまり 20 分の 1 です。生成されるエネルギーは現代の原子炉よりもはるかに低いままですが (Chooz =原子炉あたり 1500 MW、それでも 7 倍)、比較すると遜色ありません。
タワーの楕円形効果（信じられないほど軽いため、テーブルの上に濡れた紙の円筒を置くのと同じくらい簡単に折りたたんでしまいます）に対抗するために、プロジェクトを担当するエンジニアリング会社SBPは次のアイデアを考えました。自転車の車輪のスポークに似た保持構造をタワー内に一定の間隔で配置します。対気速度は 2% しか低下しません。
投資コストは約 4 億ユーロとなり、これは 2 ユーロ/W の投資コストを意味します。比較すると、2008 年の太陽光発電システムのコストは約 3 倍ですが、最近の PS10熱力学太陽光発電所(11 MW) のコストは 3.2 ユーロ/W、つまり 1.6 倍です。それにも関わらず、供給されるキロワット時は、オーストラリアの生産量の 95% を占める石炭電力よりも 5 倍高価であることに変わりはありません。したがって、このプロジェクトは化石資源の現在の価格では依然として採算が合わず、プロジェクトの推進者は観光客の訪問、温室栽培など、他の追加の収入源を提供するよう求められています。
プロジェクトの仕様
- 高さ 990 m (3,281 フィート) の複合煙突
- 直径 7 km、または 38.5 km 2のガラスとプラスチックのコレクター。
- 煙突内で加熱された空気の温度: 70°C。
- 煙突内の対気速度: 15 m/s (54 km/h)。
- タービンは32基。
- 生成される電力: 200 メガワット。
このプロジェクトは信じられないように思えるかもしれないが、設計者らは現実的だと主張している。シュトゥットガルトに本拠を置くドイツのエンジニアリング会社SBPによる実現可能性調査が終了に近づいている。したがって、このソーラータワーは、エンバイロミッション社によってニューサウスウェールズ州のウェンズワース郡の砂漠に建設されることになる。資金が見つかったら、2010年までに建設が開始されるはずだ。
最新のニュースは、EnviroMission が高強度プレストレストコンクリート煙突を備えた最初の小型で安価なバージョン (50 MW) の開発に着手していることです。関係する金額とすでに行われた投資を考えると、プロジェクトのペースが遅いことを私たちは依然として懸念しています。
スペインのプロジェクト
融資が見つかれば2010年までに実現する予定の別のソーラータワープロジェクトが現在、スペインのシウダー・レアル県の村フエンテ・エル・フレズノで開発中である。この作業はスペインのカンポ 3 社とイマサ社、ドイツのシュライヒ ベルガーマン社と協力して実施する必要があります。したがって、この高さ 750 メートルの塔はヨーロッパで最も高い塔となります。
プロジェクトの仕様
- 高さ750mの煙突。
- 直径 3 km、350 ヘクタールをカバーするコレクターで、そのうち 250 ヘクタールは温室での野菜 (トマト) の栽培に使用できます。
- 煙突内の対気速度: 43 km/h。
- 設備の電力: 40 メガワット、または約 120,000 人分の電力需要に相当します。
- プロジェクトの費用: 2 億 4,000 万ユーロ、パートナーは 2007 年に調達することを望んでいた。
他のすべてのプロジェクトと同様に、このプロジェクトが生み出すkWhはあまりにも高価であり、追加の収入源（この場合は電気通信および火災監視装置の設置、観光）なしではプロジェクトを収益化するには高すぎる。
その他のプロジェクト
現在、2つのソーラータワー建設プロジェクトが進行している。1つはサヴォワにあるフランスのスマテル社によるラヴァルノズル型タワーで、1997年にすでに高さ6メートルのモデルを建設しており、60メートル以上に増やす計画がある。もう1つは前述の高さ500メートルの円筒形タワーである。その上。同じ高さであっても、これら 2 つのプロジェクトで計画されている電力は大きく異なり、スマテル社がアンティル諸島のブイヤント敷地に建設した実験モデルは、カロリーを鉱床地熱からではなく鉱床から得ているため、厳密に言えば太陽塔ではありません。太陽。
可能性のある 500 m のタワーについては、Sumatel は 1,500 MW 以上を発表していますが、オーストラリアとドイツのプロジェクトは 50 MW という数字を提示しています。この性能の違いは、利用される大気現象の高さの違いによって説明されます。フランスのプロセスでは高さ 20 km に達する大気の渦を生成することができますが、オーストラリアとドイツのプロセスでは単純な煙突のドラフト効果を利用するだけです。噴水や竜巻のように、高さ 20 km の仮想煙突にはドラフトがあり、そのため、非常に高い高さであっても人間の建造物よりもはるかに大きな出力が得られます。どちらの場合も、カルノーの法則が尊重されます。大気の下層と上層の温度差は、フランスのプロジェクトでは単純にはるかに大きいです。発明家のナザレ氏と彼と共同経営するスマテル社は、少なくとも300メートルの塔から高さ20キロメートルの旋風を発生させ、発表された力を得ることが期待できると推定している。オーストラリアとドイツの塔とは異なり、フランスの塔は大気現象を引き起こすためにのみ使用されます。
Patrick Nicolas によって開発された自立型フレキシブル ソーラー タワー プロジェクト ( http://www.umd-france.org/index.php ?option=com_content&task=view&id=60&Itemid=35) は、ソーラー タワーの一種であり、より高い高度を達成し、より高い喫水を得るためです。タワーは、ガイドとして機能する下部の硬い部分と、強化されガイドされたプラスチックフィルムで作られた可変部分で構成されています。揚力は、塔の構造内に作られ、空気より軽いガス（ヘリウムと水素の分割混合物）が充填された箱のおかげで得られます。荷重を分散するために、高さに沿っていくつかのボックスが組み込まれています。モデルが制作され、Tecnolac Solar’イベントでの展示中に大成功を収めました。このプロジェクトの実際のサイズは、直径 100 メートル、基本温室 5,000 メートルで高さ 2,000 メートルに達する可能性があり、可変出力は 5 ～ 250MW です。このタワーは、無風または弱い風でも動作し、風不足で停止した風力タービンを補完します。このタワーは、日中に温室に蓄えられた熱のおかげで夜間も稼働できます。