המרת קרינת השמש לזרם חשמלי. תכנית, תיאור

אינציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל
ספרייה חינם / ערכות של מכשירים רדיו-אלקטרוניים וחשמליים

המרת קרינת השמש לזרם חשמלי. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

ספריה טכנית בחינם

אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל / מקורות אנרגיה חלופיים

עד סוף המאה ה-XNUMX, האנושות פיתחה ושלטה במספר עקרונות להמרת אנרגיה תרמית לאנרגיה חשמלית. ניתן לחלק אותם באופן מותנה לשיטות מכונה וללא מכונות. אלה האחרונות מכונה לעתים קרובות שיטות המרת אנרגיה ישירה מכיוון שאין להן את השלב של המרת אנרגיה תרמית לעבודה מכנית.

המרת אנרגיה סולארית במכונה לחשמל מבין ממירי המכונות, המפורסמים ביותר הם מפעלי קיטור וטורבינות גז, הפועלים בכל תחנות הכוח התרמיות והגרעיניות הקרקעיות כבר מאה שנה. הם מתאימים גם לעבודה בחלל, אך במקרה זה יש צורך במחליף חום מיוחד - פולט הפועל כמעבה קיטור. יחד עם זאת, אם בהתקנת טורבינת קיטור קרקעית חום העיבוי מוסר על ידי מים זורמים, הרי שבתנאי חלל מתאפשרת סילוק חום מהקיטור או הגז (אם מדובר בטורבינת גז) שנפלטו בטורבינה. רק על ידי קרינה. לכן יש לסגור את תחנת הכוח.

תרשים סכמטי של מפעל טורבינת גז סגור (CGTU) מוצג באיור. 1, א. כאן, קרינת השמש, הנאספת על ידי רכז 1 על פני דוד השמש 2, מחממת את נוזל העבודה - גז אינרטי לטמפרטורות בסדר גודל של 1200-1500 K ובלחץ שנוצר על ידי מדחס 3, מספקת גז חם ללהבים של טורבינת גז 4, המניעה גנרטור זרם חילופין 5 הגז שנפלט בטורבינה נכנס תחילה לריגנרטור 6, שם הוא מחמם את גז העבודה לאחר המדחס, ובכך מקל על פעולת המחמם הראשי - דוד השמש, ולאחר מכן מתקרר. במקרר - פולט 7. כפי שהוכח מבדיקות קרקע של מפעל טורבינת גז של שלושה קילוואט שבוצעו בשנת 1977 על רכז פרבולי בעל חמישה מטרים במכון הפיזי-טכני של האקדמיה למדעים של אוזבקיסטן, מתקנים מסוג זה ניתנים לתמרון מאוד, להגיע למהירות הנומינלית (36000 סל"ד) לא לקח יותר מדקה אחת מרגע הפניית כתם השמש אל חלל הדוד הגלילי. היעילות של התקנה זו הייתה 1%.

נראה כי עבור תחנות כוח סולאריות המשתמשות באנרגיה חופשית, היעילות אינה משמעותית כמו עבור מנועים תרמיים מסורתיים הפועלים על דלק אורגני. עם זאת, זה לא כך, כי הממדים והמשקל של החלקים המגושמים והכבדים ביותר של תחנות כוח בחלל סולארי - הרכז והמקרר - פולט - תלויים בעיקר ביעילות ההתקנה.

אפשר ליצור תחנת כוח עם ממיר טורבינת קיטור (איור 1ב).

המרת קרינת השמש לזרם חשמלי
איור.1. דיאגרמות סכמטיות של מתקני חשמל של טורבינת גז סולארית (א) וטורבינת קיטור (ב).

כאן, אנרגיית השמש הנאספת על ידי הרכז 1 מחממת את נוזל העבודה בדוד השמש 2, שהופך לקיטור רווי ולאחר מכן לקיטור מחומם, המתרחב בטורבינה 4, המתחברת לגנרטור החשמלי 5. לאחר עיבוי במקרר. -רדיאטור 7 של הקיטור מותש בטורבינה, הקונדנסט שלו, שנדחס על ידי המשאבה 8, נכנס שוב לדוד. מכיוון שהאספקה וההסרה של החום במיתקן זה מתבצעות בצורה איזותרמית, הטמפרטורות הממוצעות של אספקה ופינוי מתבררות כגבוהות יותר מאשר במפעל טורבינות גז (באותן טמפרטורות אספקת חום), והאזורים הספציפיים של הרדיאטור וההסרה. הרכז עשוי להתברר כפחות מאשר ב-CCGT.

מפעל טורבינת הקיטור הסולארי האמריקאי "Sunflower", דומה למטרה, היה בעל יעילות של 12% עם שטח ספציפי של פולט הקירור בסדר גודל של 1 קילוואט/מ"ר. עם מאפיינים כאלה של 2 GW SCES (זהו ההספק הנדרש כיום על ידי הערים הגדולות בעולם), יידרש פולט מקרר בשטח של 10 קמ"ר. פחות מפותחות יחסית מבחינה ניסויית תחנות כוח עם מכונות הדדיות במחזור סגור.

חסרון משותף של כל ממירי המכונות הוא נוכחותם של חלקים מסתובבים בהם, מה שיוצר בעיות בשמירה על כיוון קבוע של התחנה.

ראה מאמרים אחרים סעיף מקורות אנרגיה חלופיים.

תקרא ותכתוב שימושי הערות על מאמר זה.

<< חזרה

חדשות אחרונות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה:

עור מלאכותי לחיקוי מגע 15.04.2024

בעולם טכנולוגי מודרני בו המרחק הופך להיות נפוץ יותר ויותר, חשוב לשמור על קשר ותחושת קרבה. ההתפתחויות האחרונות בעור מלאכותי על ידי מדענים גרמנים מאוניברסיטת Saarland מייצגים עידן חדש באינטראקציות וירטואליות. חוקרים גרמנים מאוניברסיטת Saarland פיתחו סרטים דקים במיוחד שיכולים להעביר את תחושת המגע למרחקים. טכנולוגיה חדשנית זו מספקת הזדמנויות חדשות לתקשורת וירטואלית, במיוחד עבור אלה שמוצאים את עצמם רחוקים מיקיריהם. הסרטים הדקים במיוחד שפיתחו החוקרים, בעובי של 50 מיקרומטר בלבד, ניתנים לשילוב בטקסטיל וללבוש כמו עור שני. סרטים אלה פועלים כחיישנים המזהים אותות מישוש מאמא או אבא, וכמפעילים המשדרים את התנועות הללו לתינוק. הורים הנוגעים בבד מפעילים חיישנים המגיבים ללחץ ומעוותים את הסרט הדק במיוחד. זֶה ... >>

פסולת חתולים של Petgugu Global 15.04.2024

טיפול בחיות מחמד יכול להיות לעתים קרובות אתגר, במיוחד כשמדובר בשמירה על ניקיון הבית שלך. הוצג פתרון מעניין חדש של הסטארטאפ Petgugu Global, שיקל על בעלי החתולים ויעזור להם לשמור על ביתם נקי ומסודר בצורה מושלמת. הסטארט-אפ Petgugu Global חשפה אסלת חתולים ייחודית שיכולה לשטוף צואה אוטומטית, ולשמור על הבית שלכם נקי ורענן. מכשיר חדשני זה מצויד בחיישנים חכמים שונים המנטרים את פעילות האסלה של חיית המחמד שלכם ופועלים לניקוי אוטומטי לאחר השימוש. המכשיר מתחבר למערכת הביוב ומבטיח פינוי פסולת יעיל ללא צורך בהתערבות של הבעלים. בנוסף, לאסלה קיבולת אחסון גדולה הניתנת לשטיפה, מה שהופך אותה לאידיאלית עבור משקי בית מרובי חתולים. קערת המלטה לחתולים של Petgugu מיועדת לשימוש עם המלטה מסיסת במים ומציעה מגוון זרמים נוספים ... >>

האטרקטיביות של גברים אכפתיים 14.04.2024

הסטריאוטיפ שנשים מעדיפות "בנים רעים" כבר מזמן נפוץ. עם זאת, מחקר עדכני שנערך על ידי מדענים בריטים מאוניברסיטת מונאש מציע נקודת מבט חדשה בנושא זה. הם בדקו כיצד נשים הגיבו לאחריות הרגשית של גברים ולנכונותם לעזור לאחרים. ממצאי המחקר עשויים לשנות את ההבנה שלנו לגבי מה הופך גברים לאטרקטיביים לנשים. מחקר שנערך על ידי מדענים מאוניברסיטת מונאש מוביל לממצאים חדשים לגבי האטרקטיביות של גברים לנשים. בניסוי הראו לנשים תצלומים של גברים עם סיפורים קצרים על התנהגותם במצבים שונים, כולל תגובתם למפגש עם חסר בית. חלק מהגברים התעלמו מההומלס, בעוד שאחרים עזרו לו, כמו לקנות לו אוכל. מחקר מצא שגברים שהפגינו אמפתיה וטוב לב היו מושכים יותר לנשים בהשוואה לגברים שהפגינו אמפתיה וטוב לב. ... >>

חדשות אקראיות מהארכיון

מדבקות אולטרסאונד לגוף 11.08.2022

מהנדסי MIT פיתחו מדבקה זעירה שיכולה לצלם ברציפות תמונות אולטרסאונד של איברים פנימיים במשך 48 שעות.

טכנולוגיה זו תעזור ליצור מדבקות ומדבקות שיכולות לעקוב באופן אלחוטי אחר כל אובייקט בגוף. בדרך כלל, הליכי אולטרסאונד משתמשים בג'ל סמיך וקר המוחל על העור לפני החדרת הבדיקה. ג'ל זה נחוץ לשידור ברור של גלים קוליים מהבדיקה לאיברים הפנימיים ובחזרה.

מחברי העבודה החדשה הביאו חידושים, הם הניחו את ההידרוג'ל בקרום אלסטומרי דק. התוצאה היא חומר אלסטי אידיאלי הנצמד לעור ומעביר ביעילות גלים קוליים.

האלסטומר מונע התייבשות של ההידרוג'ל, מסבירים המחברים. החלק השני של המכשיר מכיל מערך של מאות מתמרים זעירים קוליים.

מחבר המחקר Chonghye Wang הסביר שהשילוב הזה של מערך צפוף של חיישנים עם הכלאה אלסטית של אלסטומר והידרוג'ל מאפשר למכשיר לעבוד ביציבות.

באמצעות המדבקה הצליחו החוקרים לראות כיצד הקיבה מתרחבת ומתכווצת כאשר המתנדב שתה כוס מיץ. ניתן לעקוב אחר שרירים גם כאשר אדם מרים משקולות כדי ליידע אותו על תרגילים שעלולים להיות טראומטיים.

המחברים רוצים להשתמש בתיקונים שלהם במקביל לאפליקציה לנייד ובינה מלאכותית כדי לעקוב ולנתח מדדים באופן אוטומטי.

עוד חדשות מעניינות:

▪ סינגפור משיקה אייפון 4S ללא מצלמה

▪ מגברי מונו XNUMX וולט

▪ מטוס נייר עם מנוע לייזר

▪ טרנזיסטורים דקים לעור אלקטרוני בלתי נראה

▪ תקן המפתח הדיגיטלי יהפוך את הטלפון החכם שלך למפתח לרכב

עדכון חדשות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה

חומרים מעניינים של הספרייה הטכנית החופשית:

▪ חלק של האתר אודיוטכניקה. בחירת מאמרים

▪ מאמר מאת סמואל ג'ונסון. פרשיות מפורסמות

▪ כתבה איזה נהג מרוץ נשלל מרישיון הנהיגה שלו בגלל נהיגה במהירות מופרזת בשוודיה? תשובה מפורטת

▪ מאמר חזירה סיבירית. אגדות, טיפוח, שיטות יישום

▪ כתבה אנטנה לרצועת 160 מ' עם גובה מתלה נמוך. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

▪ מאמר פרח הגדל באופן מיידי. סוד התמקדות

השאר את תגובתך למאמר זה:

כל השפות של דף זה

בית | הספרייה | מאמרים | <font><font>מפת אתר</font></font> | ביקורות על האתר