ソーラータワーについて詳しく解説

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発電するために建設されます。このコンセプトはドイツのエンジニア、ヨルク・シュライヒによって考案されました。

原理

この塔は実際にはただの煙突です。巨大な温室の下、中央の煙突の周りに配置された「コレクター」の空気は太陽によって加熱され、対流によって上向きに送られ、空気の動きによって煙突の口にあるタービンが発電します。その動作は単純な原理に基づいています。つまり、熱い空気は冷たい空気よりも軽いため、上昇します。

この技術の主な利点は、メンテナンスがほとんど必要ないこと、仕組みが簡単であること、太陽光が無料であることです。さらに、集熱器の下の地面には水道管が張り巡らされており、日中に熱を蓄えて夜間に放出するため、システムはほぼ 1 日 24時間稼働します。唯一の難点は初期投資です。

塔を山腹に設置するという変形案も研究されている。原理は同じです。平地レベルに設置された大型コレクターと高度で開く導管により、温度差を利用することが可能になります。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。たとえば、このプロジェクトは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。

歴史的

第二次世界大戦後、世界中の多くの研究者がさまざまなソーラータワープロジェクトを発表してきました。

最初の人物は間違いなくスペインの兵士、イシドロ・カバニエス大佐で、1903 年に雑誌La Energía eléctricaで太陽塔のモデルを提案しました^{[ 1 ]} 。

太陽塔の最初の表現の 1 つは、1931 年にドイツの作家ハンスギュンターによって書かれました。

フランスでは、フランス軍人エドガルド・ナザレが、シュフラン・エベール将軍の命令を受けて、アルジェ航空研究局内で航空機の翼形状の研究に長期間取り組みました。サハラ砂漠で観察された砂の渦を科学的に測定した後、1956年に彼は当時「ディプレッション・タワー」と呼んでいるものに関する最初の特許をアルジェで申請した。この特許は、1964 年 8 月 3 日に番号 1,439,849 (PV 983,953) でパリに再寄託されました。これには、ラヴァルノズルのような形をした塔のようなもので、渦巻く大気の揚力を人工的に生成することが含まれていました。

1975 年、カナダ人技術者ルイ M. ミショーは、ボルテックス発電所プロジェクトをアメリカ気象協会会報に発表しました。これは大気の渦揚力を生成するものでもありましたが、その内部は円筒形の塔でした。

しかし、ドイツ人技術者イェルク・シュライヒの指導の下、ドイツ研究技術省からの資金援助のおかげで、太陽塔の最初のプロトタイプがスペインのマンサナレス（マドリードから150キロメートル）に建設されたのは1981年になってからでした。西ドイツ）。回転流旋回システムの現象を利用した以前の 2 つのプロジェクトとは異なり、これには単純な煙突効果 (シングルフロー上風システム) によって生成されるエネルギーの利用が含まれていました。この塔の高さは 50 kW でわずか 194 メートルで、1989 年まで運転されました。1 キロワット時あたりのコストが従来の火力発電所の 5 倍高かったため、閉鎖されました。最後に、1985 年 10 月 8 日、ロシアのジョージ・マムラシビリが、垂直風力発電所と呼ばれる同様のプロジェクトについて特許第 1,319,654 号を申請しました。

プロジェクト

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します。これは、代替エネルギーを生産する地球上で最も野心的なプロジェクトの 1 つです。再生可能エネルギー工場は、小型原子炉の4 分の 1 の電力 (原子炉加圧水の 915 MW に対して 200 MW) を供給しながら、より安全で安全です。クリーナー。

投資額は約4億ユーロ。

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。

ソーラータワーは、ソーラーパネルよりもほぼ3分の1安いキロワット時を供給することになるが、それでもオーストラリアの発電量の95％を占める石炭火力発電よりも5倍高価である。キロワット時の価格をさらに大幅に下げるために、観光客がタワーを訪れる可能性があります。コレクター内でのトマトの栽培も想定されています。

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。
生成されるエネルギー: 200 メガワット、現代の原子炉 (Chooz = 原子炉あたり 1500 MW) の 7 分の 1 ですが、約 200,000 世帯に電力を供給するには十分です。
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ります。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される必要があります。したがって、この高さ 750 メートルの塔は、この種の塔としてはヨーロッパで最も高いものとなります。

プロジェクトの仕様

高さ750mの煙突。
コレクターは直径 3 km、面積 350 ヘクタールをカバーし、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 年に調達したいと考えています。
このエネルギー生産に加えて、このプロジェクトでは電気通信や火災監視装置の設置も可能となり、公共アクセスを提供することで観光的な側面も持たせる必要がある。

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。同じ高さでも、これら 2 つのプロジェクトに計画されている権限は大きく異なります。

たとえば、500 m のタワーの場合、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。

同音異義語

ソーラータワーは太陽を調べるための科学機器でもあります: ムードンソーラータワー。