The shallow solar pond energy conversion system

• Published in: Solar energy 1976, Vol.18 (1), p.3-10
• Main Authors: Dickinson, W.C., Clark, A.F., Day, J.A., Wouters, L.F.
• Format: Article
• Language: English
• ISSN: 0038-092X; 1471-1257
• DOI: 10.1016/0038-092X(76)90030-X

The concept of a shallow solar pond energy conversion system is presented as an effective way to produce large-scale electric power from solar energy. Water is used both for heat collection and heat storage. Inexpensive layers of weatherable transparent plastic over the water suppress heat loss to the environment. The hot water is stored in an insulated reservoir at night. The stored hot water heats a thermodynamic fluid, probably Freon 11, which drives a turbine and an electric generator. A shallow solar pond system can be built using materials, fabrication techniques and geometries that are presently used on a large scale in U.S. insustry. A 10 MWe plant built in the Southwest would require a total area of about 2 km 2 and could provide power for a community or a manufacturing process. The estimated busbar cost of electricity (1975 dollars) for a shallow solar pond system, which could come on line in as short a time as 5–7 yr, is 56 mills/kWh. This cost could be reduced with the development of improved and cheaper plastics and more efficient turbines. Another potentially important use of shallow solar ponds is to provide process hot water, up to the boiling point, for industrial and commercial purposes. Also, a shallow solar pond could provide hot water for the space heating, air conditioning and hot water needs of a community of homes or apartments. El concepto de sistema de conversión de energía de poza poco profunda es un medio efectivo para producir energía eléctrica en gran escala a partir de la solar. Se usa el agua tanto para colección como para la acumulación de calor. Se disminuyen las pérdidas térmicas al ambiente por medio de capas de plástico transparente barato y resistente a la intemperie. El agua caliente se almacena durante la noche en un depósito aislado. Este agua calienta a un fluido termodinámico (posiblemente Freon 11) que mueve a una turbina y un generador eléctrico. Puede ser construído un sistema de poza solar poco profunda con materiales, técnicas de fabricación y formas que en el presente se emplean en gran escala en la industria de los Esrados Unidos de Norteamérica. La construcción de una planta de 10 MWe en el Sudoeste requeriría un área total de aproximadamente 2 km 2 y podría proveer energía para una comunidad o bien para procesos de manufactura. El costo estimado de la electricidad puesta en barra de distribución (en dólares en 1975) para un sistema de poza solar poco profunda, que puede ser puesta en línea en un plazo tan