Wady stawów słonecznych

Staw słoneczny jest często podawany jako przykład źródła energii, które kraje rozwijające się mogą z łatwością obsługiwać. Stawy solarne są tanie w budowie, wymagają jedynie gruntu, wykładziny stawowej i słonej wody. Jednak kilka ważnych wad solarnych stawów może sprawić, że staną się one bezużyteczne jako metoda przechowywania energii słonecznej.

Staw słoneczny składa się z dużego basenu wypełnionego słoną wodą, który od spodu jest pokryty odblaskową wyściółką. Ciepło słoneczne zostanie uwięzione w najniższej warstwie wody, która zawiera największą gęstość soli fizjologicznej. W tej konfiguracji ciepło nie może uciec przez górną część basenu za pomocą prądu konwekcyjnego, jak miałoby to miejsce w przypadku świeżej wody. Uwięzione ciepło może być wykorzystane do wykonywania użytecznych prac, takich jak zasilanie silnika Stirlinga, który działa poprzez sprężanie i rozprężanie powietrza, lub bezpośrednio do ogrzewania.

Chociaż stawy słoneczne są proste w budowie, są one kosztowne pod względem efektywności energetycznej. Maksymalna teoretyczna wydajność stawu słonecznego wynosi 17 procent, przy założeniu, że najgorętsza słona woda ma temperatura 80 stopni Celsjusza (176 stopni Fahrenheita) a najchłodniejsza woda to 20 stopni Celsjusza (68 stopni Fahrenheita). Porównaj to z elektrownią, która może generować ciepło osiągające 800 stopni Celsjusza (1472 stopni Fahrenheita) – elektrownia ma sprawność 73 procent. Oznacza to, że staw słoneczny jest znacznie mniej wydajny pod względem ciepła niż elektrownia.

Aby wykorzystać energię cieplną zgromadzoną w basenie słonecznym, należy wypompować gorącą słoną wodę z dna basenu. Powoduje to zmniejszenie ilości wody w basenie, dlatego należy regularnie dodawać do basenu nową słoną wodę. Ponadto, aby zapobiec gromadzeniu się osadów, należy usunąć kryształki soli, które mogą gromadzić się w wodzie.

Do prawidłowego funkcjonowania stawy słoneczne wymagają znacznej powierzchni ziemi. Podobnie jak w przypadku paneli słonecznych, zdolność stawów słonecznych do wychwytywania energii jest związana z ich powierzchnią. Gdyby tę ziemię można było wykorzystać do innych, bardziej wydajnych źródeł energii, staw słoneczny mógłby zostać zmarnowany inwestycja – jeden staw w Izraelu zajął 210 000 metrów kwadratowych przy produkcji energii elektrycznej 5 megawaty. Dla porównania, zasilałoby to mniej niż 5000 amerykańskich domów.