Применение солнечной энергии

СОЛНЕЧНЫЕ ПРУДЫ

В ряде стран, где сезонные колебания в поступлении солнечной радиации незначительны, в течение ряда лет наблюдается интерес к солнечным прудам. В естествен­ных водоемах, когда солнечная радиация нагревает слой, лежащий на некоторой глубине, нагретая вода под действием конвективных потоков поднимается на по­верхность и в пруду обычно устанавливается температу­ра, равная средней температуре окружающей среды. 9* 131

Вода солнечных прудов содержит растворенную соль, концентрация которой возрастает с увеличением глуби­ны, и за счет этого плотность воды увеличивается по на­правлению к дну пруда, обычно зачерненному. Солнечное излучение проникает на дно, нагревает воду нижних слоев, а любые конвективные потери подавляются бла­годаря наличию градиента плотности. Тепловые потери с поверхности пруда меньше, чем в естественном водо­еме, и температура воды вблизи дна повышается. Не­смотря на наличие суточных колебаний температуры как в окружающей среде, так и в верхних слоях воды, темпе­ратура нижних слоев остается постоянной даже при от­боре тепла [61]. Солнечный пруд представляет собой од­новременно коллектор и аккумулятор тепла, причем по сравнению с обычными коллекторами и аккумулятора­ми он является более дешевой системой; Теоретический анализ режимов работы солнечных прудов довольно сложен, однако основные уравнения уже определены [62].

Область возможного применения солнечных прудов продолжает расширяться, особенно при использовании прозрачных мембран, которые размещают вблизи по­верхности пруда, чтобы в его верхней части создать слой соленой воды, в котором отсутствует конвекция, и отде­лить его от расположенной под ним зоны перемешива­ния, что облегчает аккумулирование и извлечение тепла. Отопление’ [63] и технологический нагрев [64] представ­ляют собой две особенно перспективные области приме­нения прудов. В работе [65] рассматривается возмож­ность получения электроэнергии при мощности порядка мегаватта в случае использования мелкого, глубиной 50 мм, солнечного пруда с прозрачным пластиковым по­крытием, из которого на ночь воду можно переливать в в подземный закрытый резервуар-аккумулятор. Хотя сум­марный КПД таких систем не превышает 25%, они ока­зываются конкурентоспособными при сравнении с кон­центрирующими или фотоэлектрическими системами.