Соляний сонячний ставок являє собою штучно створене водосховище, глибина якого складає близько двох-чотирьох метрів. Сенс використання такого ставка полягає в тому, що в придонному шарі води даного басейну розташовують максимально солону воду. Темне дно сонячного ставка притягує сонячні промені і, відповідно, вода на дні прогрівається, іноді навіть до температури кипіння. Раніше ми вже писали про те, які існують методи генерації електроенергії під товщею води.
Явище, яке дозволяє прогрівати воду таким чином, називається «гравітаційною конвекцією». У природі цей вид конвекції виглядає наступним чином:
- вода в природному водоймищі під дією сонячних променів починає прогріватися з дна;
- при підвищенні температури щільність води змінюється;
- тепліша рідина піднімається на поверхню водоймища і поступово віддає свою температуру повітрю.
У сонячному ставку цей процес повністю виключений за рахунок застосування шарів води різної солоності. Крім того, концентрація солі в придонному шарі сонячного ставка в процесі нагрівання збільшується, так як сіль в більш теплій воді розчиняється швидше.
Використання сонячних ставків практикується в світі вже не перший рік. Бували випадки, коли температура придонного солоного шару сягала до 110 градусів. Згідно з теоретичними даними, температурні показники при збільшенні солоності води до максимальної позначки можуть бути підвищені до 150 градусів Цельсія.
Температурні показники і тепловіддача сонячного ставка залежить від ряду факторів:
- активність сонячної радіації в певному регіоні;
- ступінь прозорості атмосфери;
- показники прозорості прісної води, що знаходиться у верхньому шарі ставка;
- концентрація розсолу в різних шарах водоймища;
- якість теплової ізоляції на дні і бокових стінках ставка;
- наявність концентраційного обладнання, яке спрямовує сонячні промені безпосередньо в ставок;
- наявність або відсутність вітру.
Верхній прошарок в сонячному ставку складається з прісної води. Товщина цього шару, як правило, становить 10-30 см. В якості вимог до цього прошарку сонячного ставка виступає гладкість поверхні, яка дозволяє підвищити рівень поглинання сонячного світла, і прозорість води. Верхній шар сонячного ставка ще називають конвективної зоною.
Далі розташовується шар, який виступає в якості ізоляції. Концентрація солі в ньому збільшується зверху вниз. Найчастіше його називають термоклином. Тут температурні показники розподіляються максимально різко, рівень солі в воді теж розподілений нерівномірно. Характеристики сонячної водойми безпосередньо залежать від даного шару.
У сучасній енергетиці сонячні соляні водосховища використовують утилізовані матеріали від соляних виробничих підприємств. У них міститься досить велика концентрація хлориду магнію, який не можна вживати в їжу.
З метою запобігання витоків дно сонячного ставка покривається пластиковою плівкою. В якості альтернативного покриття може виступати фуранова смола. У деяких випадках, щоб значно знизити фінансові вкладення, використовують водонепроникну глину.
З ряду переваг сонячних ставків можна виділити наступні:
- водойма здатна накопичувати розсіяне випромінювання, яке відбивається від різних об’єктів, спільно з прямими сонячними променями;
- ставок здатний виступити одночасно в ролі сонячного колектора і накопичувача теплової енергії, при цьому така система є здешевленою.
Згідно з даними останніх досліджень, сонячні соляні водосховища мають перспективу увійти в топ найкращого обладнання альтернативної енергетики. Слід зазначити, що показники потужності, яка генерується з площі в один метр квадратний, складають 20 кіловат. Вартість подібного ставка становить приблизно 4 500 доларів за кіловат.
