牛人自制高强度杆件欲实现高空光伏发电

的圆形烟囱结构。使用时依靠数根1000米高度以上本文设计的独立钢管的辅助在太阳能塔内、外壁之间夹层充满空气太阳能塔即可达到1000米或更高的设计高度，根据天气预报当外界环境恶劣时将太阳能塔夹层的空气排出即可保证太阳能塔的安全。而将太阳能塔的材料直接悬挂在数根独立的1000米以上高度的钢管上制作太阳能塔的设计也是同样可行的。如果采用13607根按本文设计的φ30×2mm普通16Mn钢材的无缝钢管相互连接直接制成高度为1000米直径为130米的太阳能塔的建造仅需要约0.5亿美元。

如果采用13607根按本文设计形式的φ30×2mm、制作钢丝绳钢材的无缝钢管相互连接直接制成高度为5500米、直径为130米的太阳能塔。将使用约203500吨钢管，按每吨无缝钢管15000元人民币计太阳能塔的制作的最大成本为30.5亿元人民币，约为4.8亿美元。直径7公里的温室遮篷的成本按80元人民币/平方米考虑约需要34.3亿元人民币。按每上升1千米空气温度下降6.5℃计算此时5500米高空的温度为零下15℃， 此时太阳能塔上下温差为85℃。为原设计的1.7倍，太阳能塔高度为原设计的5.5倍，考虑到5500米高空的空气密度约为地面的一半实际涡轮出口的压力差达到原设计的7倍，此时涡轮入口风速将达到105公里/小时，系统满负荷发电能力为原设计的7倍达到140万千瓦。　　发电设备按1500元人民币/千瓦计。合计设备投资6140元人民币/千瓦相当于火力发电厂的设备投资，远低于国家规定的同样为利用太阳能发电的光伏电发电设备补助每千瓦20000元人民币的标准。　　

由于地面与5500米高空有35℃的温差不采用温室遮棚加热时太阳塔内涡轮前后将产生350公斤/平方米的压力差，每立方米空气的作功能力为350公斤·米，按塔内的空气流速2米/秒计算，此时系统内可产生9300000公斤·米/秒的发电能力约9万千瓦。每千瓦设备投资34000元人民币，按每千瓦设备年发电为7200度计算，系统使用寿命按20年计算，发电成本为0.24元人民币/度左右。考虑到高空风力的影响及制作太阳能塔的钢管密度可以降低到300 mm间距一根，发电成本为0.03元人民币/度左右。　　

5500米太阳能塔系统采用温室遮棚加热时系统满负荷发电时间按3000小时/年计算，温室遮棚不工作时发电时间按4200/年小时计算，每千瓦设备年发电为3270度，发电成本为0.094元人民币/度左右。　　

将热机的低温热源安装在5500米高空利用其与地面35℃的温差发电也是可以考虑的方案。　　

考虑到现有技术5500米太阳能塔的基础制作困难较大，即使采用斜拉方式稳定太阳能塔也将因高空风力大产生较大的困难，因此利用太阳能塔发电应以高度为1000米太阳能塔为起点。　　

如果采用54428根按本文设计的φ30×1mm、材质为16Mn钢材的无缝钢管相互连接直接制成高度为1000米、直径为520米的太阳烟塔，将使用约74000吨钢管，按每吨16Mn钢材的无缝钢管8500元人民币计太阳能塔的制作的最大成本为6.3亿元人民币；不采用温室遮棚加热直接利用1000米高空与地面6.5℃的温差发电，太阳塔内涡轮前后将产生14公斤/平方米的压力差，每立方米空气的作功能力为11.5公斤·米，太阳能塔内涡轮前将产生约4.2米/秒的风速，太阳能塔内涡轮后方的空气流速为2米/秒，空气通过涡轮后每32000立方米空气生产1度电能，每秒通过涡轮的空气量为425000立方米。涡轮布置在太阳烟塔下约50米高的空气入口处，考虑到太阳能塔顶部高空风力的正面影响系统平均发电能力大于4.5万千瓦。设备投资15500元人民币/千瓦。按每千瓦设备年发电为7920度计算（年发电11个月），发电成本为0.1元人民币/度左右。将制作太阳能塔的钢管密度降低到300 mm一根，周围用普通的轻质密封隔热材料封闭，太阳能塔的造价可降低到1亿元人民币以内。设备投资3720元人民币/千瓦。发成本为0.024元人民币/度左右。本方案结构简单以目前的技术水平较为可行。本系统在中国为每人提供1.5千瓦的电力供应能力时不会对地面气温产生太大的影响。本系统也将是一个巨大的空调、环保系统。如太阳能塔的高度达到2000米系统的发电能力将达到18万千瓦以上，系统的电力供应能力将提高到4倍。如果采用13607根按本文设计的φ30×2mm、材质为16Mn钢材的无缝钢管相互连接直接制成高度为1000米、直径为130米的太阳能塔，将使用约37000吨钢管，具有20万千瓦电能生产能力的采用温室遮棚加热的太阳能发电设备投资19725元人民币/千瓦。使用寿命按20年计算，不考虑系统夜间工作时的发电能力，年发电时间按3000小时计算，发电成本为0.33元人民币/度左右。　　

利用本文的技术可以将温室遮篷的骨架造价降低到现有设计的30％以内，因此