|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese|
TEKNOLOJİ TARİHİ, TEKNOLOJİ, ÇEVREMİZDEKİ NESNELER
Güneş enerjili elektrik santrali. Buluş ve üretim tarihi
Rehber / Teknolojinin, teknolojinin, çevremizdeki nesnelerin tarihi Güneş enerjisi santrali, güneş ışınımını elektrik enerjisine çeviren bir mühendislik yapısıdır. Güneş ışınımını dönüştürme yöntemleri farklıdır ve santralin tasarımına bağlıdır.
Güneş radyasyonu çevre dostu ve yenilenebilir bir enerji kaynağıdır. Güneş enerjisi rezervleri çok büyük. XNUMX. yüzyılın başlarında insanlık, termal enerjiyi elektrik enerjisine dönüştürmek için bir dizi ilke geliştirdi ve bu ilkelerde uzmanlaştı. Koşullu olarak makineli ve makinesiz yöntemlere ayrılabilirler. İkincisi, termal enerjiyi mekanik işe dönüştürme aşamasından yoksun oldukları için genellikle doğrudan enerji dönüştürme yöntemleri olarak adlandırılır. Makine konvertörleri arasında en ünlüsü, tüm yerüstü termik ve nükleer santrallerde çalışan buhar ve gaz türbini santralleridir. Kapalı bir gaz türbini tesisinin şematik diyagramı buna benzer. Konsantratör tarafından güneş enerjisi kazanının yüzeyinde toplanan güneş radyasyonu, inert bir gaz olan çalışma sıvısını 1200-1500 derece Kelvin derecelerine kadar ısıtır ve kompresör tarafından oluşturulan basınç altında, kanatlara sıcak gaz sağlar. bir alternatif akım jeneratörünü çalıştıran bir gaz türbini. Türbinde egzoz edilen gaz önce rejeneratöre girer ve burada kompresörden sonra çalışma gazını ısıtır. Böylece ana ısıtıcı olan güneş enerjisi kazanının çalışmasını kolaylaştırır. Daha sonra gaz soğutucu-radyatörde soğutulur. 1977'de Özbekistan Bilimler Akademisi Fizik-Teknik Enstitüsünde beş metrelik yönlü bir parabolik yoğunlaştırıcı üzerinde gerçekleştirilen üç kilovatlık bir gaz türbini tesisinin testleri, bu tür tesislerin çok manevra kabiliyetine sahip olduğunu gösterdi. Nominal hıza çıkış, güneş lekesinin silindirik kazanın boşluğuna işaret edildiği andan itibaren bir dakikadan fazla olmadı. Bu kurulumun verimliliği yüzde 11'dir. Buhar türbini dönüştürücülü bir elektrik santralinde, yoğunlaştırıcı tarafından toplanan güneş enerjisi, güneş kazanındaki çalışma sıvısını ısıtır, bu sıvı doymuş hale gelir ve daha sonra bir elektrik jeneratörüne bağlı bir türbinde genleşen aşırı ısıtılmış buhara dönüşür. Türbinde dışarı atılan buharın soğutucu-radyatördeki yoğuşmasından sonra, pompa tarafından sıkıştırılan yoğuşma suyu tekrar kazana girer. Bu tesiste ısı izotermik olarak sağlandığından ve uzaklaştırıldığından, ortalama besleme ve çıkarma sıcaklıkları bir gaz türbini tesisindekinden daha yüksek olabilir ve radyatörün ve yoğunlaştırıcının belirli alanları daha küçük olabilir. Organik bir çalışma sıvısı üzerinde çalışan böyle bir kurulum, nispeten düşük ısı besleme sıcaklıklarında - yalnızca 15-20 derece Kelvin'de yüzde 600-650'lik bir verime sahiptir. Şekilde kapalı bir gaz türbini tesisinin (CGTU) şematik bir diyagramı gösterilmektedir Burada, yoğunlaştırıcı 1 tarafından güneş enerjisi kazanının 2 yüzeyinde toplanan güneş radyasyonu, çalışma sıvısını - inert bir gaz - 1200 derecelik sıcaklıklara ısıtır. -1500 K ve kompresör 3 tarafından oluşturulan basınç altında, bir alternatif akım üretecini 4 çalıştıran gaz türbini 5 kanatlarına sıcak gaz sağlar. kompresör, böylece ana ısıtıcının - güneş kazanının çalışmasını kolaylaştırır ve ardından buzdolabında - radyatör 6'de soğutur. Gösterildiği gibi, 7'de beş metrelik yönlü bir parabolik yoğunlaştırıcı üzerinde gerçekleştirilen üç kilovatlık bir gaz türbini tesisinin yer testleri Özbekistan Bilimler Akademisi Fiziko-Teknik Enstitüsünde, bu tür kurulumlar çok manevra kabiliyetine sahiptir ve nominal hıza (1977 rpm) ulaşması, güneş lekesinin silindirik bir kazan boşluğuna getirildiği andan itibaren 36000 dakikadan fazla sürmemiştir. Bu kurulumun verimliliği %1 idi. Bedava enerji kullanan güneş enerjisi santralleri için verim, organik yakıtla çalışan geleneksel termik motorlar kadar önemli değilmiş gibi görünebilir. Bununla birlikte, bu böyle değildir, çünkü güneş enerjisi santrallerinin en hacimli ve ağır parçalarının - yoğunlaştırıcı ve buzdolabı - emitör - boyutları ve ağırlığı, öncelikle kurulumun verimliliğine bağlıdır. Buhar türbini konvertörü ile bir enerji santrali oluşturmak mümkündür. Güneş radyasyonunu elektrik akımına dönüştürmek
Burada, yoğunlaştırıcı 1 tarafından toplanan güneş enerjisi, güneş enerjisi kazanı 2'deki çalışma sıvısını ısıtır, bu da doymuş hale gelir ve daha sonra elektrik jeneratörüne 4 bağlanan türbin 5'te genleşen aşırı ısıtılmış buhara dönüşür. Soğutucudaki yoğuşmadan sonra - türbinde dışarı atılan buharın radyatörü 7, pompa 8 tarafından sıkıştırılan yoğuşma suyu tekrar kazana girer. Bu kurulumda ısı temini ve tahliyesi izotermik olarak gerçekleştirildiğinden, ortalama besleme ve tahliye sıcaklıkları, bir gaz türbini tesisinde (aynı ısı besleme sıcaklıklarında) ve radyatörün belirli alanlarında ve yoğunlaştırıcı bir CCGT'den daha az olabilir. Makine dönüştürücülerin doğasında bulunan eksikliklerin çoğundan, sözde makinesiz dönüştürücülere sahip enerji santralleri ücretsizdir: güneş radyasyonu enerjisini doğrudan elektrik akımına dönüştüren termoelektrik, termiyonik ve fotovoltaik. L.M., "Termoelektrik jeneratörler, 1821'de Alman fizikçi T.I. Seebeck tarafından keşfedilen ve bu iletkenlerin uçları farklı sıcaklıklardaysa, iki farklı iletkenin uçlarında termo-EMF'nin görünümünden oluşan termoelektrik etkiye dayanmaktadır" diye yazıyor L.M. Soros Eğitim Dergisi Drabkin'de - Açık etki başlangıçta sıcaklıkları ölçmek için termometride kullanıldı. Bu tür cihazların enerji verimliliği - yükte salınan elektrik gücünün sağlanan ısıya oranını ifade eden termokupllar, yüzde bir fraksiyondu. Ancak Akademisyen A.F. Ioffe, termoelementlerin üretimi için metaller yerine yarı iletkenlerin kullanılmasını önerdi, termoelektrik etkinin enerji kullanımı mümkün hale geldi ve 1940-1941'de Leningrad Fizik ve Teknoloji Enstitüsü'nde dünyanın ilk yarı iletken termoelektrik jeneratörü yaratıldı. 40'larda ve 50'lerde yarı iletkenlerdeki termoelektrik etki teorisi, okulunun çalışmaları ile geliştirildi ve ayrıca (bugüne kadar) çok etkili termoelektrik malzemeler sentezlendi. Bireysel termoelementleri birbirine bağlayarak, yeterince güçlü termopiller oluşturmak mümkündür. 10 GW'lık bir elektrik santralinin ağırlığı 200 tona kadar çıkabilir. Santralin ağırlığının azaltılması, güneş enerjisini elektriğe dönüştürme verimliliğinin artmasıyla doğrudan ilişkilidir. Bu, iki şekilde elde edilebilir: dönüştürücünün ısıl verimini artırarak ve santralin tüm elemanlarındaki geri dönüşü olmayan enerji kayıplarını azaltarak. İlk durumda, konsantre radyasyon çok yüksek sıcaklıklar elde etmeyi mümkün kılar. Ancak aynı zamanda, güneş izleme sistemlerinin doğruluğuna yönelik gereksinimler büyük ölçüde artmaktadır ve bu, çok büyük boyuttaki konsantre sistemler için olası değildir. Bu nedenle, araştırmacıların çabaları her zaman geri dönüşü olmayan kayıpları azaltmayı amaçlıyordu. Sıcak bağlantı noktalarından soğuk bağlantı noktalarına ısı akışını iletim yoluyla azaltmaya çalıştılar. Bu sorunu çözmek için yarı iletken malzemelerin kalite faktöründe bir artış elde etmek gerekiyordu. Ancak, yüksek kalite faktörüne sahip yarı iletken malzemeleri sentezlemek için uzun yıllar süren girişimlerden sonra, bugün ulaşılan değerin sınır olduğu anlaşıldı. Ardından, sıcak ve soğuk bağlantıları iki elektrotlu bir lamba - bir diyot gibi bir hava boşluğu ile ayırma fikri ortaya çıktı. Böyle bir lambada bir elektrot olan katot ısıtılırsa ve diğer elektrot olan anot soğutulursa, dış elektrik devresinde bir doğru akım görünecektir. Bu fenomen ilk olarak 1883'te Thomas Edison tarafından gözlemlendi. L.M. Drabkin, "Edison tarafından keşfedilen fenomene termiyonik emisyon adı verildi" diye yazıyor, "Termoelektrik gibi, düşük akım tekniğinde uzun süre kullanıldı. Emisyonlar farklıdır, ancak verimlilik ifadeleri aynıdır. TEC'deki geri döndürülemez kayıpların ana bileşenleri, ısı beslemesinin izotermal olmayan doğası ve katot ve anotta çıkarılması, TEC'in yapısal elemanları yoluyla katottan anoda ısı transferi ve ayrıca bireysel modüllerin seri bağlantı elemanlarındaki omik kayıplar. Carnot döngüsünün yüksek verimini elde etmek için modern TEC'ler, yaklaşık 1700 K soğutulmuş anot sıcaklıklarında yaklaşık yüzde 1900'luk bir verimlilik elde etmeyi mümkün kılan 700-10 K katot çalışma sıcaklıkları için tasarlanmıştır. Bu nedenle, dönüştürücünün kendisindeki geri döndürülemez kayıpların azalması ve aynı anda ısı kaynağı sıcaklığındaki artış nedeniyle, TEC'in verimliliği, yukarıda açıklanan TEG'inkinden iki kat daha yüksek, ancak önemli ölçüde daha yüksek ısı kaynağında ortaya çıkıyor. sıcaklıklar.
Şimdi fotoelektrik enerji dönüştürme yöntemini düşünün. Güneş pilleri, ışıkla aydınlatıldığında bir yarı iletkende pn kavşağında kendini gösteren harici bir fotoelektrik etki olgusunu kullanır. Bir pn (veya np) bağlantısı, tek kristalli yarı iletken bir temel malzemeye zıt iletkenlik işaretine sahip bir safsızlık verilerek oluşturulur. Güneş radyasyonu pn bağlantısına çarptığında, değerlik bandının elektronları uyarılır ve dış devrede bir elektrik akımı üretilir. Modern güneş panellerinin verimliliği yüzde 13-15'e ulaşıyor.
Güneş enerjisi santrallerinin bir ama çok önemli bir sorunu var. Atmosfer, Dünya yüzeyinde "temiz" güneş enerjisinin elde edilmesine ve kullanılmasına müdahale eder. Peki ya güneş enerjisi santrallerini uzaya, Dünya'ya yakın yörüngeye yerleştirirsek? Atmosferik parazit olmayacak, ağırlıksızlık, Güneş enerjisini "toplamak" için gerekli olan çok kilometrelik yapılar oluşturmanıza izin verecektir. Bu tür istasyonların büyük değeri vardır. Bir tür enerjinin diğerine dönüşmesine kaçınılmaz olarak ısının salınması eşlik eder ve bunun uzaya salınması dünya atmosferinin tehlikeli bir şekilde aşırı ısınmasını önleyecektir. Tasarımcılar bu tür enerji santrallerini 1960'ların sonlarında tasarlamaya başlasa da, bugün güneş enerjisi santrallerinin gerçekte nasıl görüneceğini kesin olarak söylemek imkansız. Bir güneş enerjisi santrali projesinin herhangi bir versiyonu, bunun devasa bir yapı olduğunu varsayar. En küçük uzay elektrik santrali bile on binlerce ton ağırlığında olmalıdır. Ve bu devasa kütlenin Dünya'dan uzak bir yörüngeye fırlatılması gerekecek.
Modern fırlatma araçları, gerekli sayıda blok, düğüm ve güneş pili panelini düşük referanslı bir yörüngeye teslim edebilir. Güneş ışığını yoğunlaştıran devasa aynaların kütlesini azaltmak için, bunlar en ince ayna filminden, örneğin şişirilebilir yapılar şeklinde yapılabilir. Güneş enerjisi santralinin birleştirilmiş parçaları yüksek yörüngeye getirilmeli ve oraya yanaşmalıdır. Ve güneş enerjisi santralinin bölümü kendi gücüyle "iş yerine" uçabilecek, üzerine sadece düşük itmeli elektrikli roket motorları takmak gerekiyor. Ama bu gelecekte. Şimdiye kadar, güneş panelleri uzay istasyonlarına başarıyla güç sağlıyor. Yazar: Musskiy S.A.
▪ Diş ipi
Dokunma emülasyonu için suni deri
15.04.2024 Petgugu Global kedi kumu
15.04.2024 Bakımlı erkeklerin çekiciliği
14.04.2024
▪ SAMSUNG ilk DVD kayıt cihazlarını tanıttı ▪ Statik elektrik kum fırtınalarını güçlendirir ▪ Erken Antibiyotik Kullanımının Tehlikeleri ▪ Müzik en iyi çocukluktan itibaren uygulanır
▪ Palindromes sitesinin bölümü. Makale seçimi ▪ Epicurus'un makalesi. Ünlü aforizmalar ▪ Mısır yay makalesi. Efsaneler, yetiştirme, uygulama yöntemleri ▪ makale Geçen madeni para. Odak sırrı
Ana sayfa | Kütüphane | Makaleler | Site haritası | Site incelemeleri
www.diagram.com.ua |
İlginç makaleler öneriyoruz bölüm 
Diğer makalelere bakın bölüm 
En son bilim ve teknoloji haberleri, yeni elektronikler:
Bu sayfanın tüm dilleri