בריכת שמש

בריכת שמש, כל גוף גדול מתוצרת אנושית של מי מלח שאוסף ואוחסן אנרגיה סולארית ובכך מספק מקור בר-קיימא של חום וכוח. למרות שמחקר על יישומים מעשיים של בריכות סולאריות לא החל עד סוף שנות הארבעים של המאה העשרים, אגם טבעי התגלה במיוחד לשימוש כבריכת שמש התגלה בראשית שנות ה -20 של טרנסילבניה במזרח אירופה. מאז אותה תקופה התעניינה ההתפתחות בפיתוח בריכות סולאריות ברחבי העולם. כיום ניתן למצוא בריכות שמש בולטות בישראל, בהודו ובארצות הברית (באל פאסו, טקסס). עם זאת, פרויקטים רבים של בריכות סולאריות נזנחו בגלל העלות הגבוהה בייצור ואחזקת בריכות השמש בהשוואה לזו של מתקנים לדלקים ודלקים מאובנים. עדיין, העניין בבריכת השמש כמקור לאנרגיה בת-קיימא נמשך ברחבי העולם.

בבריכות מים מתוקים, השמש מחממת את המים, והמים החמים עולים. המים מתקררים באמצעות אידוי כאשר החום משתחרר לאטמוספרה, ושומרים על מי הבריכה בטמפרטורה אטמוספרית. לעומת זאת, טכנולוגיית בריכות השמש מנסה למנוע את איבוד החום מהמים באמצעות מלח, שריכוזו עולה עם העומק.

בריכות שמש הן משני סוגים: לא משכנעים ומשכנעים. בריכת השמש שאינה שכיחה יותר נפוצה מפחיתה את אובדן החום על ידי מניעת הסעה (העברת חום ממקום למקום על ידי תנועה של נוזלים) עם תוספת של ריכוז של 20-30 אחוז מלח למפלס התחתון (אזור הסיעוד התחתון) של הבריכה. כאשר רוויים בכמויות גבוהות של מלח בצורת מלח מרוכז, הטמפרטורה של מפלס התחתון עולה לכ 100 מעלות צלזיוס (212 מעלות צלזיוס) עם לכידת החום מהשמש. המפלס האמצעי (אזור לא קונווקטיבי) מקבל כמות נמוכה יותר של מלח מאשר המפלס התחתון. מכיוון שהוא קל מהמפלס התחתון אך כבד יותר מהמפלס העליון, המים במפלס האמצעי אינם מסוגלים לעלות או לשקוע. המפלס האמצעי, אפוא, עוצר את זרמי ההסעה ופועל כמבודד, לוכד את אור השמש במפלס התחתון. במפלס העליון (אזור הסיעוד העליון), בו מעט מלח, המים נשארים קרים. מים מתוקים מוסיפים לרמה זו, ומים מלוחים מתנקזים. לבסוף, חום מהמפלס התחתון מועבר לצינורות המסתובבים דרך הבריכה כדי לחלץ אנרגיה תרמית.

בניגוד לבריכה שאינה מכוונת, שכיחות בריכות השמש לוכדות חום על ידי עצירת אידוי ולא על ידי עצירת הסעה. המבנה מורכב משקית מים גדולה עם תחתית מושחרת, בידוד קצף מתחת לשקית ושתי שכבות של זיגוג מפלסטיק או זכוכית על גבי השקית; העיצוב מאפשר הסעה אך מונע אידוי. השמש מחממת את המים במהלך היום. ואז, בלילה, מים חמים מוזרמים למיכלי אגירת חום.

לחום הנוצר על ידי בריכות סולריות יש יישומים רבים ויכולים לקצץ בשימוש בדלקים מאובנים. החום המופק מהבריכה מאפשר ייצור של כימיקלים, מזון, טקסטיל ומוצרים תעשייתיים אחרים. החום מהבריכה יכול לשמש גם לחממות חמימות, בריכות שחייה ומבני בעלי חיים. ניתן להמיר את החום לחשמל באמצעות מנוע מחזור Rankine אורגני, אמצעי יעיל וחסכוני יחסית להמרת אנרגיה סולארית, שימושי במיוחד במקומות מרוחקים. בריכת השמש יכולה לטהר מים למערכות מים עירוניות באמצעות התפלה ויכולה לשמש כלי קיבול לסילוק מי מלח, הנובעים מיצוי נפט גולמי מקידוח בים.

לשימוש בבריכת שמש יש כמה יתרונות. מכיוון שיש בו אחסון מובנה באנרגיה תרמית, ניתן להשתמש בו כל השנה, יום ולילה, ללא קשר למזג האוויר. בריכת השמש מושכת במיוחד כחלופה לטכנולוגיות דלק מאובנים באזורים כפריים במדינות פחות מפותחות בהן ניתן לבנות בריכות גדולות. אנרגיה מבריכה סולארית חסכונית יותר מאנרגיה ממערכות חימום המים השמש השטוחות המשמשים לרוב בבתים. מכיוון שהבריכה מספקת אנרגיית חום ללא צריבת דלק, היא אינה תורמת לזיהום האוויר ושומרת על משאבי אנרגיה מסורתיים.

במקביל, לבריכת השמש יש חסרונות. זה דורש שטח אדמה גדול ולכן עשוי להיות לא מתאים לאזורים צפופים. הבריכה דורשת גם אספקה ​​גדולה של מי מלח ורמה גבוהה של כניסה לאנרגיה סולארית. בנוסף, למרות שכל מהנדס מוסמך יכול לבנות בריכות סולאריות, הם דורשים תחזוקה מתמדת. לדוגמא, יש לחדש את מי השטח המאדים ולהוציא מלח מריכות שאינן מכווצות.