Солнечные пруды в альтернативной энергетике

Солнечные пруды в альтернативной энергетике
Соляной солнечный пруд представляет собой искусственно созданное водохранилище, глубина которого составляет порядка двух-четырех метров. Смысл использования такого пруда заключается в том, что в придонном слое воды данного бассейна располагают максимально солёную воду. Темное дно солнечного пруда притягивает солнечные лучи и, соответственно, вода на дне прогревается, иногда даже до температуры кипения.
Явление, которое позволяет прогревать воду таким образом, называется «гравитационной конвекцией». В природе данный вид конвекции выглядит следующим образом:
вода в природном водоеме под действием солнечных лучей начинает прогреваться со дна;
при повышении температуры плотность воды меняется;
более тёплая жидкость поднимается на поверхность водоема и постепенно отдает свою температуру воздуху.
В солнечном пруде этот процесс полностью исключён за счёт применения слоев воды различной солености. Кроме того, концентрация соли в придонном слое солнечного пруда в процессе нагревания увеличивается, так как соль в более тёплой воде растворяется быстрее.
Использование солнечных прудов практикуются в мире уже не первый год. Бывали случаи, когда температура придонного солёного слоя достигала до 110 градусов. Согласно теоретическим данным, температурные показатели при увеличении солености воды до максимальной отметки могут быть повышены до 150 градусов Цельсия.
Температурные показатели и теплоотдача солнечного пруда зависит от ряда факторов:
активность солнечной радиации в определённом регионе;
степень прозрачности атмосферы;
показатели прозрачности пресной воды, находящейся в верхнем слое пруда;
концентрация рассола в различных слоях водохранилища;
качество тепловой изоляции на дне и боковых стенках пруда;
наличие концентрационного оборудования, которое направляет солнечные лучи непосредственно в пруд;
наличие или отсутствие ветра.
Верхняя прослойка в солнечном пруде состоит из пресной воды. Толщина этого слоя, как правило, составляет 10-30 см. В качестве требований к этому слою солнечного пруда выступает гладкость поверхности, которая позволяет повысить уровень поглощения солнечного света, и прозрачность воды. Верхний слой солнечного пруда еще называют конвективной зоной.
Далее располагается слой, который выступает в качестве изоляции. Концентрация соли в нём увеличивается сверху вниз. Чаще всего его называют термоклином. Здесь температурные показатели распределяются максимально резко, уровень соли в воде тоже распределён неравномерно. Характеристики солнечного водоёма напрямую зависят от данного слоя.
В современной энергетике солнечные соляные водохранилища используют утилизированные материалы от соляных производственных предприятий. В них содержится достаточно большая концентрация хлорида магния, который нельзя употреблять в пищу.
С целью предотвращения утечек дно солнечного пруда покрывается пластиковой пленкой. В качестве альтернативного покрытия может выступать фурановая смола. В некоторых случаях, чтобы значительно снизить финансовые вложения, используют водонепроницаемую глину.
Из ряда преимуществ солнечных прудов можно выделить следующие:
водоем способен накапливать рассеянное излучение, которое отражается от различных объектов, совместно с прямыми солнечными лучами;
пруд способен выступить одновременно в роли солнечного коллектора и накопителя тепловой энергии, при этом такая система является удешевленной.
Согласно данным последних исследований, солнечные соляные водохранилища имеют перспективу войти в топ наилучшего оборудования альтернативной энергетики. Следует отметить, что показатели мощности, генерируемой с площади в один метр квадратный, составляют 20 киловатт. Стоимость подобного пруда составляет примерно 4 500 долларов за киловатт.