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什么是太阳能塔？它是如何工作的？
太阳能塔的概念
太阳能塔是一种最新的能源生产概念，看上去它就像一个巨大的烟囱，但并不释放有害浓烟气体，而是通过太阳能加热空气，并转换成为电能。一般可高达1000米。太阳能塔的物理设计非常类似于大气层旋涡发动机，一种人造旋涡烟囱装置加热空气进入空中，即使该涡旋将延伸超过一个固体结构，但太阳能塔的结构设计能够实现电能转换生成。
太阳能塔的工作原理
说起太阳能发电，更容易联想到太阳能电池板、太阳能反射镜之类的装置，而那么一个巨大的烟囱，是如何实现太阳能发电的呢？
太阳能塔，较为科学的名称是“太阳能热气流式发电系统”。它不烧任何燃料，不需用水，因而绝不排放任何温室气体，也不排放废水或其他任何污染物，是一个典型的碳排放为零的清洁发电厂。
之所以能够如此，是因为它巧妙地组合了三个为人熟知的科学原理：温室效应、烟囱效应和风力涡轮，使太阳光的热能被利用来制造强大的上升气流，驱动涡轮发电机发电。
1、温室效应，加热大量空气
实施太阳能塔项目，首先要建设一个巨大的“热空气收集器”，类似于我们常见的大温室。
首先，这个大温室的顶盖对阳光来说必须是透明的，白天阳光的直射和漫射，加热了被约束在温室内的空气。温室内的土壤等物质的温度因吸收太阳辐射能而上升，再向温室内辐射远红外线从而加热温室内的空气。
- 其次，这个大温室的顶盖像一个“天棚”，它必须能不让温室内物体辐射的远红外线逃逸，尽量不让温室的热量散失，起隔热保温的作用。
- 第三，根据需要，温室内还将放置一些“储热材料”。这些储热物质的温度因白天接受太阳辐射而上升，从而储存了阳光的热能；到了夜间，这些储热物质通过辐射远红外线向室内缓慢释放它白天所吸收的热量，一定程度上维持着温室内空气的温度，以便维持夜间也有相当的发电能力。
热空气上升的现象、烟囱的抽吸作用，生活中最常见不过了。多个世纪以来，北方农村那些烧炕取暖的民房，就是用烟囱来改善炕内烟道热气流的流通的。
由于空气受热后体积膨胀，就是说室内的热空气变轻了，它要上升可又无处可去，此时如果温室中部建造一座大烟囱，变轻了的热空气将瞬即通过烟囱上升至温度低的烟囱出口，而温室外部相对“较冷”的空气将从温室边缘不断补充进来，必然会在烟囱内形成一股强大的、向上的热气流。设想如果塔身设计得很矮,它的抽吸作用就不明显。要使烟囱内的热气流流动速度大，塔身就得高，它的抽吸作用也就越强。
因为烟囱设计得既高又大，我们就称它为“上升气流塔”。
3、风力涡轮机，把热气流转换成电能
在烟囱底部的气流通道上安置多组风力涡轮发电机，强大的热气流通过时，它驱动涡轮机的叶片旋转，热气流的动能转换为机械能，从而带动发电机发电转换为电能。这与水力发电站用的轴流式水轮机工作原理完全一样。
综上，由于阳光及其所带来的吸热物体的热辐射，温室内空气被加热，在烟囱的帮助下产生上升的抽吸气流，它的动能驱动涡轮发电机组发电，变成电能输出，这三个古老而又成熟的技术组合，就是太阳塔的发电原理。
太阳能塔能源利用设施的特点：不用燃料不用水，实现真正的零排放
太阳塔的运行不需要用水，这意味着它可以用在干旱的环境中，在大片荒漠上应用，同时还能改善环境。例如大片荒漠沙地将得以覆盖，切断沙源。如果温室内能生长植物，种树绿化，太阳塔内将会有带湿气的热气流上升至高空，能形成雷雨云，增加降雨机会，这对改良沙漠的生态条件、降低沙尘暴很有帮助。
其次，建造太阳塔所用的原材料都是十分普通的，建造它并不需要高技术设备。再加上整个系统除了发电机组之外没有其它运动部件，因此可靠性高，维修简便。
它不需要消耗地球***、零排放、零污染的优点决定了它将是能源与环境协调发展的最好的清洁能源方式。
延伸阅读
太阳能巨塔相当于小型火电站
美国亚利桑那州***建造的太阳能塔是澳洲一家上市公司EnviroMission设计的，它几经评估选定并取得美国一间工程管理公司支持，投资7.5亿美元来建设世界上第一个大尺寸的太阳塔。
据报道，上升气流塔高约800米，仅次于全球最高的位于阿联酋的迪拜塔(826米)。塔身将选用轻质钢筋混凝土材料建成，塔的内部除了用钢筋做加强筋之外是空心的。塔基将覆盖大约1平方公里的地面。根据设计，32台大型涡轮发电机组就安装在这里，形成一圈环绕放置。
气流塔***是占地37平方公里的巨大温室，选用玻璃或具有足够强度、耐紫外线照射的聚碳酸酯等聚合物薄膜制成能透光的顶部，堪称一个其大无比的天棚。据测算，其温室效应可令困在温室中心处的空气温度比温室外的环境温度高出约35℃。
在这样的设计条件下，塔底的风力涡轮机迎风面处的热气流流速可达每秒 15米，32个旋转的涡轮将产生20万千瓦的清洁电力，能供15万至20万户家庭用电。而与同样可以输出这么多电力的小型火电站相比，相当于每年减排了75万至83万吨的温室气体。
- 我国首个百兆瓦级光热电站——敦煌100MW熔盐塔式光热电站并网发电
首航节能敦煌100MW熔盐塔式光热电站是首批国家太阳能热发电示范项目之一，位于甘肃省敦煌市七里镇西光电产业园，毗邻首航节能10MW熔盐塔式光热电站。项目由北京首航艾启威节能技术股份有限公司自主研发及投资建设，占地面积近8平方公里，总投资超过30亿元，可实现24小时连续发电，年发电量可达3.9亿千瓦时。项目已于2018年12月28日成功实现并网发电，为我国首个百兆瓦级大型商业化光热电站，也是继中广核德令哈50MW槽式电站之后第二座并网的光热发电示范项目。
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