Istnieje sposób pozyskiwania energii elektrycznej przetwarzanej z energii uzyskiwanej bezpośrednio bądź pośrednio z promieniowania słonecznego. Technologia ta znana jest już od początku XX wieku. Mowa oczywiście o elektrowniach słonecznych tzw. wieżowych i lustrzanych.

Reklama

Elektrownie wieżowe to takie, które jako główny element konstrukcyjny posiadają wieżę. To dzięki nim jest uzyskiwana energia, produkowana nie tylko z energii słonecznej, ale również z udziałem wiatru. Jak powszechnie wiadomo, wiatr powstaje w wyniku istnienia różnic temperatur, która z kolei zmienia się wraz ze wzrostem wysokości. Znając tę zależność, Australijczycy wpadli na świetny pomysł wykorzystania energii słonecznej do wytwarzania wiatru, a następnie energii elektrycznej.

Na obszarach charakteryzujących się bardzo silnym nasłonecznieniem niemal przez cały rok, możliwe jest wykorzystanie energii słonecznej do wytwarzania przepływu ogrzanego powietrza w specjalnie skonstruowanych wieżach. Dookoła takiej wieży montowane są kolektory słoneczne, które to powietrze nagrzewają, następnie przepływa ono przez bardzo wysoką wieżę. Przemieszczające się powietrze wywołuje ruch turbin umieszczonych u podstawy wieży, powodując jednocześnie powstawanie podciśnienia, które zasysa chłodne powietrze u podstawy kolektora. Turbiny następnie napędzają generatory i produkowany jest prąd.

Wieża, która wygląda jak komin, może mieć wysokość nawet ponad 800 metrów. Taka konstrukcja wynika  faktu, że wraz ze wzrostem wysokości średnio co 100 metrów temperatura powietrza obniża się o 1 stopień Celsjusza. Zależność ta bezpośrednio przekłada się na siłę tzw. ciągu wieży, która jest wprost proporcjonalna do różnicy temperatur pomiędzy podstawą a szczytem.

Podobnie działają elektrownie słoneczne wykorzystujące zwierciadła, czyli tzw. elektrownie heliotermiczne. Ich zadaniem jest przemiana energii promieniowania słonecznego absorbowanego przez kolektor słoneczny na energię czynnika termodynamicznego elektrowni parowej. Elektrownie tego typu mogą być wieżowe lub zdecentralizowane. Elektrownie te, tak jak helioelektryczne, w centrum instalacji posiadają wieżę, jednak pełni ona funkcję absorbera. Usytuowane wokół wieży kolektory, zwykle o kształcie parabolicznym, kierują promieniowanie słoneczne na wieżę. Ciecz w odbiorniku na szczycie wieży zostaje ogrzana i przesłana do konwertora energii w podstawie wieży.

W elektrowniach wieżowych heliostaty kierujące promieniowanie na wieżę są w kształcie dużych płaskich luster. W przypadku elektrowni zdecentralizowanych wykorzystywana jest  technologia parabolicznej rynny. Polega ona na tym, że światło słoneczne kierowane jest na wypełnioną cieczą  rurę, która biegnie wzdłuż osi każdej rynny. Drugie rozwiązanie to heliostaty o kształcie talerzy parabolicznych, które odbijają promienie słoneczne na odbiornik zamontowany nad środkiem każdego talerza. Talerze zamontowane są tak, by móc obracać się wraz ze słońcem, a ciecz w odbiornikach zostaje podgrzana do temperatury ponad 2200°C. Ciepło to przekazywane jest do czynnika termodynamicznego elektrowni parowej i zamieniane na energię elektryczną.

Wykorzystywanie tego typu elektrowni jest korzystne ze względu na całkowity brak emisji do atmosfery szkodliwych związków chemicznych. Atutem jest również to, że używane w instalacji kolektory potrafią wykorzystać nie tylko skupione światło słoneczne, ale – co ważniejsze – promieniowanie rozproszone. Jest to cecha różniąca je od innych wielkoskalowych słonecznych elektrowni, wymagających skupionej wiązki światła. Ponadto powierzchnia ziemi pod szklanym dachem, jaki tworzą kolektory, absorbuje część energii promieniowania w czasie dnia i oddaje do kolektora w nocy. Ze względu na tę własność, słoneczne wieże (helioelektryczne)mogą dostarczać energię nawet w nocy. Są to dość tanie rozwiązania. Koszty utrzymania to jedynie opłacenie okresowych przeglądów. Jedynie koszt inwestycyjny jest wysoki. Niewątpliwą zaletą jest również wysoka sprawność takich elektrowni, która może wynosić nawet 60 proc., czyli niemal trzykrotnie przewyższa sprawność paneli PV. Dzięki parze wodnej, która jest produktem ubocznym elektrowni można utrzymywać uprawy szklarniowe.