ממיר תרמודינמי של אנרגיה סולארית. תכנית, תיאור

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

מתקני חימום מים סולאריים. ממיר תרמודינמי של אנרגיה סולארית. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

ספריה טכנית בחינם

אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל / מקורות אנרגיה חלופיים

העלייה החדה במחירים ובתעריפים לחשמל וחום, הרצון של הצרכנים לשפר את האמינות והשימוש במקורות האנרגיה האוטונומיים שלהם, כמו גם הגדלת העניין בשימוש במקורות אנרגיה מתחדשים ידידותיים לסביבה, מובילים להתפתחות המהירה של השוק המקומי של מתקני חימום מים סולאריים (SVU), אשר מבחינת האינדיקטורים הטכניים והכלכליים שלהם מוכנים לא רק באזור המסחרי והטכנולוגי הנרחב ביותר באזור רוסיה. , אך גם בנתיב האמצעי שלו ואפילו באזורי הצפון.

יחד עם זאת, התפתחות השוק הזה ברוסיה מוגבלת על ידי מספר גורמים, ביניהם העלות הגבוהה של מטענים, האמינות והעמידות הבלתי מספקת שלהם הם המשמעותיים ביותר. תצפיות ארוכות טווח של האמינות התפעולית של קולטי שמש הראו כי רוב העיצובים אינם מספקים את חיי השירות המינימליים שנקבעו בתקן הרוסי - 10 שנים.

העלות של קולטי שמש של יצרנים רוסים כיום נעה בטווח שבין 100 ל-200 דולר לכל 1 מ"ר של משטח קולט החום שלהם. בהתחשב בעלות ההתקנה והציוד והרכיבים הנוספים הדרושים, מתקני חימום מים סולאריים עולים לצרכן 2 - 200 $ / מ'. אנלוגים זרים של מטעני חבלה המוצעים בשוק הרוסי מתגלים כיקרים אפילו יותר.

לפיכך, המשימה של שיפור העיצוב של קולטי שמש, הפחתת עלותם תוך הגדלת תקופת הפעולה האמינה היא רלוונטית ביותר.

ממיר האנרגיה הסולארית התרמודינמית חייב להכיל את הרכיבים הבאים:

א) מערכת ללכידת קרינה תקרית;
ב) מערכת קליטה הממירה את אנרגיית קרינת השמש לחום, המועברת לנוזל הקירור;
ג) מערכת להעברת נוזל הקירור מהמקלט אל המצבר או למחליף חום אחד או יותר שבו מחומם נוזל העבודה;
ד) מצבר תרמי;
ה) מחליפי חום היוצרים מקורות חמים וקרים של מנוע חום.

מערכות ללכידת קרינת שמש ועיצובים של ממירים תרמיים

מערכות ללכידת קרינת השמש מספקות דרגות שונות של ריכוז (איור 3.1).

מתקני חימום מים סולאריים. ממיר אנרגיה סולארית תרמודינמית

מתקני חימום מים סולאריים. ממיר אנרגיה סולארית תרמודינמית
איור.3.1. מערכות לכידת אנרגיה סולארית

דרגת ריכוז קטנה (מסדר גודל של 100) מתקבלת על ידי שימוש במשטחים מחזירי אור המרכזים אנרגיה לכל כיוון הגעה של אור השמש. התצפית על השמש מתבצעת במקרה זה באמצעות מערכת בקרה פשוטה. מכשירים מסוג זה כוללים מחזירי שוקת פרבוליים, שצירם אופקי או מאונך למישור התנועה של השמש. התקנה כזו נשלטת רק בהתאם לשינוי במיקום השמש בשמים במהלך היום. השינוי במיקום השמש במהלך השנה אינו נלקח בחשבון, וננקטים אמצעים רק כדי להבטיח שתמונת המוקד לא תחרוג משטח מקלט הקרינה המרוכזת.

דרגת הריכוז הממוצעת (בסדר 1000) מתקבלת על ידי שימוש בהליוסטטים ממוקדים הנשלטים על ידי שתי דרגות חופש סיבוביות. הליוסטט כזה יכול להיות מראה בצורת פרבולואיד של מהפכה, שצירו מכוון לשמש.

רמה גבוהה של ריכוז מתבצעת על ידי מערכת אופטית אחת (הליוסטטים שטוחים ורפלקטור פרבולואידי). זה מאפשר להגיע לטמפרטורות גבוהות מאוד.

קרינת השמש המרוכזת נספגת על פני המקלט ומומרת לחום. כדי להפחית את הפסדי החום הקשורים לקרינה ממקלט מחומם באזור התרמי של הספקטרום, פני המקלט מכוסים בסרט דק של חומרים סופגים באופן סלקטיבי. זה מאפשר לך להגדיל באופן משמעותי את היעילות של המערכת.

עיצובים של ממירים תרמיים. שתי תוכניות עיקריות אפשריות. בראשון (איור 3.2A), נוזל הקירור מחומם במקלט, שבקשר אליו מובטח העומס התרמי של הסוללה. במקביל, נוזל העבודה מחומם על ידי הסוללה, אשר מחליקה שינויים בקליטה של קרינת השמש. לפיכך, הסוללה ממלאת כל הזמן את התפקיד של חיץ, והחיבור של מערכת "מקלט-מצבר" עם מנוע החום מתבצע באמצעות מחליף חום אחד לפחות.

בתכנית השנייה (איור 3.2B), נוזל העבודה מחומם ישירות במקלט. הסוללה נטענת על ידי הסרת חלק מהגוף המחומם, והחיבור עם מנוע החום מתרחש ללא התקני ביניים.

בתכנית הראשונה, בהשוואה לשנייה, יש בממוצע ירידה גדולה יותר בהפרש הטמפרטורה, כלומר. הפרש טמפרטורה בין המחמם לקירור של מנוע חום. בתכנית השנייה, החום הולך לאיבוד רק במהלך הצטברות והחזרה. עם זאת, במקרה הראשון, מנוע החום והתקני העזר שלו אינם נתונים לתנודות טמפרטורה אקראיות גם בהיעדר מערכת בקרה. בנוסף, במקרים רבים, נוזל הקירור עצמו ממלא את התפקיד של מצבר חום.

מתקני חימום מים סולאריים. ממיר אנרגיה סולארית תרמודינמית

מתקני חימום מים סולאריים. ממיר אנרגיה סולארית תרמודינמית
איור.3.2. תכנית המרה תרמודינמית של אנרגיה סולארית: A - תכנית עם מחליף חום; B - תוכנית ללא מחליף חום

מצברי חום

נכון להיום, אגירת אנרגיה מתבצעת על ידי אגירת חום.

מצבר החום הוא אלמנט יקר. בהתאם לטמפרטורת המערכת, אגירת אנרגיה מתחלקת לרוב לטמפרטורה נמוכה (עד 100 מעלות צלזיוס), טמפרטורה בינונית (מ-100 עד 550 מעלות צלזיוס) וטמפרטורה גבוהה (>550 מעלות צלזיוס).

סוללות בטמפרטורה נמוכה, בפרט סוללות מים, נמצאות בשימוש נרחב בטכנולוגיה סולארית לחימום מבנים ואספקת מים חמים. עבור הצטברות בטמפרטורה נמוכה, משתמשים גם בתגובות הפיכות של הידרציה ופתרון מלחים וחומצות, כמו גם תהליכי מעבר פאזה. למטרות אלה, פרפינים ואמולסיות המורכבות מפרפין ומים משמשים כחומרי אחסון חום. חום ההיתוך הסמוי של פרפין הוא כ-44 קלוריות לגרם, ונקודת ההיתוך היא 35 - 50 מעלות צלזיוס.

סוג חדש של מערכות אחסון תרמוכימיות "Tepidus" מפותח בשוודיה. צמח זה משתמש בתהליך של שחרור חום במהלך הידרציה של נתרן גופרתי.

לצורך הצטברות בטמפרטורה בינונית, כמו גם כנוזל קירור, נעשה שימוש במלחים ובאאוקטיקה שלהם, המאופיינים בנקודת התכה של כמה מאות מעלות וחום סמוי גדול של מעבר פאזה.

הידרטות של תחמוצות של מתכות אדמה אלקליות מבטיחות מאוד להצטברות בטמפרטורה בינונית. לשימוש בתהליכי הצטברות של תגובות הידרציה תחמוצת יש מספר יתרונות. אלו הן צפיפות גבוהה של אנרגיה מאוחסנת, הצטברות פשוטה לטווח ארוך בטמפרטורת הסביבה, קומפקטיות של חומר אגירת אנרגיה מוצקה, עלותו הנמוכה והשגת חום בעל פוטנציאל גבוה מספיק בשלב ההידרציה.

הצטברות בטמפרטורה גבוהה מתבצעת באמצעות תגובות אקזו-אנדותרמיות הפיכות. במקרה זה ניתן לחלק את התגובות לשתי קבוצות: תגובות פירוק קטליטי, שלא ניתן להפריד ולאחסן את תוצריהן יחד, ותגובות המתרחשות ללא זרזים, שתוצריהם חייבים להיות מופרדים בטמפרטורת המקלט הסולארי על מנת למנוע תגובה הפוכה.

הבחירה בסוג המחזור התרמודינמי ואופי נוזל העבודה נקבעים על ידי טווח טמפרטורת הפעולה של מנוע החום, כלומר, המאפיינים של מערכת הריכוז, הפרמטרים של המצבר והמחזור קשורים זה בזה. במתקנים סולאריים עם ריכוז מועדפים מחזורי קיטור-מים.

מחבר: Magomedov A.M.

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

עץ חזק יותר מפלדה 08.02.2018

טכנולוגיה המאפשרת להפוך מעץ לחומר חזק יותר מפלדה הוצגה על ידי מומחים מאוניברסיטת מרילנד. ציפוי חסין כדורים של עץ כזה יהיה יעיל למדי, תוך עלות נמוכה.

בשלב הראשוני, יצירת עץ סופר חזק דומה לייצור תאית - העץ מבושל בתמיסה של נתרן הידרוקסיד ונתרן סולפיט. לאחר מכן ניתן לדחוס את העץ ביעילות, ואם יופעל הלחץ הנכון והטמפרטורה מוגברת בהדרגה, הדחיסה תגרום להיווצרות של מערך עצום של קשרי מימן בין שרשראות תאית סמוכות. כל אחד מהקשרים הללו חלש בפני עצמו, אך לשבור את כולם בו זמנית, כאמור, קשה מאוד. כתוצאה מכך, העץ הופך קשיח פי עשרה וכמעט בלתי פגיע ללחות.

מומחים מציינים כי במיכלים עם לחות גבוהה עובי העץ הדחוס גדל ב-10 אחוזים בלבד, וציפויו בשכבת צבע אפשרו לבטל לחלוטין את האפקט הזה.

כחומר לתחמושת מגן חסינת כדורים, עץ דחוס נחות במידה מסוימת מאיכותו של קוולר, אך הוא חסכוני פי 20.

עוד חדשות מעניינות:

▪ השתלת התקפים

▪ טרנזיסטור גרפן נוזלי להשתלה

▪ מאדים היה מכוסה פעמיים באוקיינוסים

▪ מסוף מעקב מבוסס על Q2686 ושבב C-GPS

▪ סדרה חדשה של קבלי טנטלום רטוב עם קיבול מרבי

עדכון חדשות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה

חומרים מעניינים של הספרייה הטכנית החופשית:

▪ חלק מהאתר סדנת בית. מבחר מאמרים

▪ מאמר פיסת נייר. ביטוי עממי

▪ מאמר מדוע צ'רצ'יל טעה פעם במכתבו של רוזוולט כמסמך טיפוגרפי? תשובה מפורטת

▪ מאמר מנטה. אגדות, טיפוח, שיטות יישום

▪ מאמר פעמון מוזיקלי על מיקרו-בקר עם יכולת לשנות מנגינות ללא שימוש במתכנת. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

▪ כתבה מתגי תיריסטור מסדרות KR1125KP2 ו-KR1125KPZ. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

השאר את תגובתך למאמר זה:

כל השפות של דף זה

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