СОНЯЧНИЙ ПРАВД
У сонячному ставку відбувається одночасно вловлювання та накопичення сонячної енергії у великому обсязі рідини. Виявлено, що в деяких природних солоних озерах температура води, дна може досягати 70°С. Це зумовлено високою концентрацією солі. У звичайній водоймі сонячна енергія, що поглинається, нагріває в основному поверхневий шар і ця теплота досить швидко втрачається, особливо в нічні години і при холодній негоді погоді через випаровування води і теплообміну з навколишнім повітрям. Сонячна енергія, проникаючи через всю масу рідини в сонячному ставку, поглинається забарвленим у темний колір дном і нагріває прилеглі шари рідини, внаслідок чого температура її може досягати 90-100 ° С, тоді як температура поверхневого шару залишається на рівні 20 ° С . Завдяки високій теплоємності води в сонячному ставку за літній сезон накопичується велика кількість теплоти, і внаслідок низьких теплових втрат падіння температури в нижньому шарі в холодну пору року відбувається повільно, так що сонячний став став сезонним акумулятором енергії. Теплота до споживача відводиться із нижньої зони ставка.
Схема сонячного ставка та графік зміни температури за його глибиною дано на рис. 23. Зазвичай глибина ставка становить 1-3 м. На 1 м2 площі ставка
Бут 500-1000 кг кухонної солі, її можна замінити хлоридом магнію.
Найбільший з існуючих сонячних ставків знаходите в містечку Бейт-Ха-Арава в Ізраїлі. Його площа становить 259 000 м2. Він використовується для електроенергії. Електрична потужність енергетичної установки, що працює за циклом Ренкіна, дорівнює 5 МВт. Собівартість 1 кВт-год електроенергії значно нижча, ніж на СЕС інших типів. Питома вартість самого ставка становить 24 руб/м2, а приплощі 1 млн. м5 - всього 6 руб/м2.
Мал. 23. Схема сонячного ставка (а) та зміна температури (б) рідини по висоті ставка:
1 - прісна вода; 2 — ізолюючий шар з концентрацією, що збільшується донизу; 3 - шар гарячого розчину; 4 - теплообмінник
Описаний ефект досягається завдяки тому, що по глибині сонячного ставка підтримується градієнт концентрації солі, спрямований зверху вниз, тобто весь об'єм рідини розділений на три зони, концентрація солі в яких зростає від поверхні до дна. Верхній тонкий шар (10-20 мм) практично прісної води межує з неконвективним шаром рідини великої товщини, в якому концентрація солі по глибині поступово збільшується і досягає максимального значення на нижньому рівні. Товщина цього шару становить 2/з загальної глибини водойми. У нижньому конвективному шарі концентрація солі максимальна і рівномірно розподілена обсягом рідини. Отже, щільність рідини максимальна біля дна ставка і мінімальна біля його поверхні відповідно до розподілу концентрації солі. Сонячний ставок служить одночасно колектором і акумулятором теплоти і відрізняється низькою вартістю порівняно із звичайними колекторами сонячної енергії. Відведення теплоти з сонячного ставка може здійснюватися або за допомогою змійовика, розміщеного в нижньому шарі рідини, або відведення рідини з цього шару в теплообмінник, в якому циркулює теплоносій. При першому способі менше порушується температурне розшарування рідини в ставку, але другий спосіб теплотехнічно ефективніший і економічніший.
Сонячні ставки можуть бути використані в геліосистемах опалення та гарячого водопостачання житлових та громадських будівель, для отримання технологічної теплоти, в системах кондиціювання повітряабсорбційного типу для виробництва електроенергії.