太陽(yáng)塔
“太陽(yáng)塔”與埃菲爾鐵塔等建筑高度比較
據(jù)美國(guó)生活科學(xué)網(wǎng)報(bào)道，在美國(guó)西南部未來(lái)有可能出現(xiàn)一座“太陽(yáng)能塔”，這是一種最新的能源生產(chǎn)概念，看上去它就像一個(gè)巨大的煙囪，但并不釋放有害濃煙氣體，而是通過(guò)太陽(yáng)能加熱空氣，并轉(zhuǎn)換成為電能，可以20萬(wàn)戶居民使用。
太陽(yáng)能塔高達(dá)1000米
類似的太陽(yáng)能裝置設(shè)計(jì)的提出已有20多年，原型基礎(chǔ)設(shè)計(jì)叫做“太陽(yáng)能收集器”，用于加熱地球表面附近的空氣，將加熱的空氣引導(dǎo)進(jìn)入高中樞塔，位于塔底部的渦輪通過(guò)上升氣流制造出電能。澳大利亞能源任務(wù)有限公司的吉姆·福特說(shuō)，“太陽(yáng)能塔的設(shè)計(jì)結(jié)合了煙囪、旋轉(zhuǎn)渦輪和溫室，最終實(shí)現(xiàn)了電能生產(chǎn)?！?nbsp;
由澳大利亞能源任務(wù)有限公司設(shè)計(jì)高達(dá)1千米的太陽(yáng)能塔，美國(guó)政府很可能會(huì)接受這項(xiàng)設(shè)計(jì)理念，并計(jì)劃在美國(guó)西南部建造。太陽(yáng)能塔是升級(jí)版的太陽(yáng)能煙囪，太陽(yáng)能煙囪是一項(xiàng)歷史悠久的技術(shù)，利用太陽(yáng)能加熱空氣形成自然上升氣流，進(jìn)而制造電能。
福特稱，太陽(yáng)能塔的物理設(shè)計(jì)非常類似于大氣層旋渦發(fā)動(dòng)機(jī)，一種人造旋渦煙囪裝置加熱空氣進(jìn)入空中，即使該渦旋將延伸超過(guò)一個(gè)固體結(jié)構(gòu)，但太陽(yáng)能塔的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能夠?qū)崿F(xiàn)電能轉(zhuǎn)換生成。
20年前曾出現(xiàn)類似太陽(yáng)能電站
1982年，一個(gè)小型太陽(yáng)能塔建造在西班牙曼沙那列士地區(qū)，這座塔高度為195米，被一個(gè)透明溫室遮篷圍繞著，該透明遮篷覆蓋直徑為244米。它起初是作為一個(gè)測(cè)試原型，最大輸出電能僅50千瓦。這個(gè)小型太陽(yáng)能塔采用便宜的材料建成，目的是利用最低的建造成本，但是1989年在一場(chǎng)暴風(fēng)中這座太陽(yáng)能塔最終被吹垮。福特告訴美國(guó)生活科學(xué)網(wǎng)說(shuō)，“與之對(duì)比，澳大利亞能源任務(wù)公司設(shè)計(jì)的太陽(yáng)能塔采用混凝土結(jié)構(gòu)，可持續(xù)使用至少50年。”
目前，能源任務(wù)公司不僅計(jì)劃建造更堅(jiān)固結(jié)實(shí)的太陽(yáng)能塔，還計(jì)劃將太陽(yáng)能塔建的更高，這可以實(shí)現(xiàn)地面和塔頂部產(chǎn)生更大的溫差，溫差較大可提供煙囪結(jié)構(gòu)更強(qiáng)大的抽吸能力。最理想的設(shè)計(jì)是太陽(yáng)能塔的高度為800-1000米，其周圍圍繞一個(gè)直徑1.5英里的溫室遮篷。福特說(shuō)，“這才是理想的太陽(yáng)能塔結(jié)構(gòu)，隨著碳燃料的價(jià)格上漲，太陽(yáng)能塔將更具商業(yè)化優(yōu)勢(shì)?！?nbsp;
加熱空氣上升時(shí)速達(dá)55公里
在一個(gè)陽(yáng)光充足的日子里，太陽(yáng)能塔頂部空氣可達(dá)到20攝氏度，在地面溫室遮篷的空氣可達(dá)到70攝氏度，當(dāng)熱空氣以34英里/小時(shí)(約55公里/小時(shí))速度沿著太陽(yáng)能塔上升時(shí)，32個(gè)旋轉(zhuǎn)的渦輪將生產(chǎn)出最大200兆瓦特電能。盡管在這種工作狀態(tài)下，太陽(yáng)能塔轉(zhuǎn)換太陽(yáng)能為電能的效率僅不足太陽(yáng)能電池板的十分之一。但是太陽(yáng)能塔的優(yōu)勢(shì)是更易維持，成本更低。
依據(jù)2005年產(chǎn)業(yè)報(bào)告，具有200兆瓦特電能生產(chǎn)能力的太陽(yáng)能塔的建造需要10億美元，這意味著每千瓦小時(shí)的成本僅20美分，這僅是當(dāng)前太陽(yáng)能電池板生產(chǎn)電能價(jià)格的三分之一。然而，太陽(yáng)能塔必須建造得相當(dāng)大，才能發(fā)揮電能生產(chǎn)效力。能源任務(wù)公司近期研制一個(gè)稍微小一些的太陽(yáng)能塔設(shè)計(jì)方案，其最大輸出電能為50兆瓦特，可適用于一些市場(chǎng)和領(lǐng)域。
由于澳大利亞政府缺乏財(cái)政支持，能源任務(wù)公司目前與美國(guó)太陽(yáng)能任務(wù)技術(shù)公司協(xié)商計(jì)劃在美國(guó)境內(nèi)建造太陽(yáng)能塔，該公司現(xiàn)已評(píng)估美國(guó)4個(gè)地點(diǎn)的氣候適合于建造太陽(yáng)能塔。據(jù)了解，雖然太陽(yáng)能塔在夜晚很少輸出電能，但在夜間該裝置仍處于工作狀態(tài)。
與煤、天然氣和核發(fā)電等傳統(tǒng)電能制造技術(shù)相比，太陽(yáng)能塔是未來(lái)最理想的電能生產(chǎn)途徑。畢竟太陽(yáng)每天都會(huì)升起落下，人們能夠持續(xù)利用這種資源。
