|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese|
SEJARAH TEKNOLOGI, TEKNOLOGI, OBJEK DI SEKITAR KITA
Loji kuasa solar. Sejarah ciptaan dan pengeluaran
Buku Panduan / Sejarah teknologi, teknologi, objek di sekeliling kita Loji tenaga solar ialah struktur kejuruteraan yang menukar sinaran suria kepada tenaga elektrik. Cara menukar sinaran suria adalah berbeza dan bergantung kepada reka bentuk loji kuasa.
Sinaran suria adalah sumber tenaga yang mesra alam dan boleh diperbaharui. Rizab tenaga suria adalah besar. Menjelang permulaan abad ke-XNUMX, manusia telah membangun dan menguasai beberapa prinsip untuk menukar tenaga haba kepada tenaga elektrik. Mereka boleh dibahagikan secara bersyarat kepada kaedah mesin dan tanpa mesin. Yang terakhir ini sering dirujuk sebagai kaedah penukaran tenaga langsung kerana ia tidak mempunyai peringkat menukar tenaga haba kepada kerja mekanikal. Antara penukar mesin, yang paling terkenal ialah loji turbin wap dan gas yang beroperasi di semua loji kuasa haba dan nuklear tanah. Gambar rajah skema loji turbin gas tertutup kelihatan seperti ini. Sinaran suria, yang dikumpul oleh penumpu pada permukaan dandang suria, memanaskan bendalir kerja - gas lengai kepada suhu 1200-1500 darjah Kelvin dan, di bawah tekanan yang dicipta oleh pemampat, membekalkan gas panas ke bilah turbin gas, yang memacu penjana arus ulang alik. Gas yang habis dalam turbin mula-mula memasuki penjana semula, di mana ia memanaskan gas kerja selepas pemampat. Oleh itu, ia memudahkan kerja pemanas utama - dandang solar. Kemudian gas disejukkan dalam penyejuk-radiator. Ujian loji turbin gas tiga kilowatt, yang dijalankan pada tahun 1977 pada penumpu parabola muka lima meter di Institut Fizikal-Teknikal Akademi Sains Uzbekistan, menunjukkan bahawa tumbuhan jenis ini sangat mudah dikendalikan. Keluaran kepada kelajuan nominal adalah tidak lebih daripada satu minit dari saat titik matahari dihalakan pada rongga dandang silinder. Kecekapan pemasangan ini ialah 11 peratus. Dalam loji janakuasa dengan penukar turbin stim, tenaga suria yang dikumpul oleh penumpu memanaskan bendalir kerja dalam dandang solar, yang bertukar menjadi tepu dan kemudian menjadi wap panas lampau, yang mengembang dalam turbin yang disambungkan kepada penjana elektrik. Selepas pemeluwapan dalam penyejuk-radiator stim yang habis dalam turbin, kondensatnya, dimampatkan oleh pam, sekali lagi memasuki dandang. Oleh kerana pembekalan dan penyingkiran haba dalam pemasangan ini dijalankan secara isoterma, purata suhu bekalan dan penyingkiran adalah lebih tinggi daripada dalam pemasangan turbin gas, dan kawasan khusus radiator dan penumpu mungkin menjadi lebih kecil. Pemasangan sedemikian, beroperasi pada cecair kerja organik, mempunyai kecekapan 15-20 peratus pada suhu bekalan haba yang agak rendah - hanya 600-650 darjah Kelvin. Gambarajah skematik loji turbin gas tertutup (CGTU) ditunjukkan dalam rajah. Di sini, sinaran suria, yang dikumpul oleh penumpu 1 pada permukaan dandang suria 2, memanaskan bendalir kerja - gas lengai kepada suhu tertib 1200- 1500 K dan, di bawah tekanan yang dicipta oleh pemampat 3, membekalkan gas panas ke turbin gas bilah 4, yang memacu penjana arus ulang-alik 5. Gas yang habis dalam turbin mula-mula memasuki penjana semula 6, di mana ia memanaskan gas kerja selepas pemampat. , dengan itu memudahkan operasi pemanas utama - dandang solar, dan kemudian menyejukkan di dalam peti sejuk - radiator 7. Seperti yang ditunjukkan ujian tanah loji turbin gas tiga kilowatt, yang dijalankan pada tahun 1977 pada penumpu parabola muka lima meter di Institut Fiziko-Teknikal Akademi Sains Uzbekistan, pemasangan jenis ini sangat mudah dikendalikan, mencapai kelajuan nominal (36000 rpm) mengambil masa tidak lebih daripada 1 minit dari saat tompok matahari diarahkan pada rongga dandang silinder. Kecekapan pemasangan ini ialah 11%. Nampaknya untuk loji janakuasa suria yang menggunakan tenaga bebas, kecekapannya tidak begitu ketara seperti untuk enjin terma tradisional yang menggunakan bahan api organik. Walau bagaimanapun, ini tidak begitu, kerana dimensi dan berat bahagian yang paling besar dan berat loji kuasa ruang suria - penumpu dan peti sejuk - pemancar - bergantung terutamanya pada kecekapan pemasangan. Ia adalah mungkin untuk mencipta loji kuasa dengan penukar turbin stim. Menukar sinaran suria kepada arus elektrik
Di sini, tenaga suria yang dikumpul oleh penumpu 1 memanaskan bendalir kerja dalam dandang suria 2, yang bertukar menjadi tepu dan kemudian menjadi wap panas lampau, yang mengembang dalam turbin 4, yang menyambung kepada penjana elektrik 5. Selepas pemeluwapan dalam penyejuk. -radiator 7 daripada stim yang habis dalam turbin, kondensatnya, dimampatkan oleh pam 8, sekali lagi memasuki dandang. Oleh kerana pembekalan dan penyingkiran haba dalam pemasangan ini dijalankan secara isoterma, suhu purata bekalan dan penyingkiran ternyata lebih tinggi daripada di loji turbin gas (pada suhu bekalan haba yang sama), dan kawasan khusus radiator dan penumpu mungkin berubah menjadi kurang daripada dalam CCGT. Daripada banyak kelemahan yang wujud dalam penukar mesin, loji kuasa dengan apa yang dipanggil penukar tanpa mesin adalah percuma: termoelektrik, termionik dan fotovoltaik, yang secara langsung menukar tenaga sinaran suria kepada arus elektrik. "Penjana termoelektrik adalah berdasarkan kesan termoelektrik yang ditemui pada tahun 1821 oleh ahli fizik Jerman T.I. Seebeck, yang terdiri daripada penampilan termo-EMF pada hujung dua konduktor yang berbeza, jika hujung konduktor ini berada pada suhu yang berbeza, " tulis L.M. dalam Soros Educational Journal Drabkin - Kesan terbuka pada asalnya digunakan dalam termometri untuk mengukur suhu. Kecekapan tenaga peranti sedemikian - termokopel, membayangkan nisbah kuasa elektrik yang dilepaskan pada beban kepada haba yang dibekalkan, adalah pecahan peratus. Hanya selepas Academician A.F. Ioffe mencadangkan untuk menggunakan semikonduktor dan bukannya logam untuk pembuatan termoelektrik, penggunaan tenaga kesan termoelektrik menjadi mungkin, dan pada 1940-1941 penjana termoelektrik semikonduktor pertama di dunia telah dicipta di Institut Fizik dan Teknologi Leningrad. Pada tahun 40-an dan 50-an, teori kesan termoelektrik dalam semikonduktor telah dibangunkan oleh karya sekolahnya dan juga sangat berkesan (hingga hari ini) bahan termoelektrik telah disintesis. Dengan menyambungkan termoelemen individu, adalah mungkin untuk mencipta termopile yang cukup kuat. Sebuah loji kuasa 10 GW boleh menimbang sehingga 200 tan. Mengurangkan berat loji janakuasa secara langsung berkaitan dengan peningkatan kecekapan menukar tenaga solar kepada elektrik. Ini boleh dicapai dalam dua cara: dengan meningkatkan kecekapan terma penukar dan dengan mengurangkan kehilangan tenaga tidak dapat dipulihkan dalam semua elemen loji kuasa. Dalam kes pertama, sinaran pekat memungkinkan untuk mendapatkan suhu yang sangat tinggi. Tetapi pada masa yang sama, keperluan untuk ketepatan sistem penjejakan suria sangat meningkat, yang tidak mungkin untuk menumpukan sistem bersaiz besar. Oleh itu, usaha penyelidik sentiasa bertujuan untuk mengurangkan kerugian yang tidak dapat dipulihkan. Mereka cuba mengurangkan aliran haba dari simpang panas ke simpang sejuk melalui pengaliran. Untuk menyelesaikan masalah ini, adalah perlu untuk mencapai peningkatan dalam faktor kualiti bahan semikonduktor. Walau bagaimanapun, selepas beberapa tahun percubaan untuk mensintesis bahan semikonduktor dengan faktor kualiti yang tinggi, menjadi jelas bahawa nilai yang dicapai hari ini adalah hadnya. Kemudian timbul idea untuk memisahkan persimpangan panas dan sejuk dengan jurang udara, seperti lampu dua elektrod - diod. Jika dalam lampu sedemikian satu elektrod, katod, dipanaskan dan pada masa yang sama elektrod lain, anod, disejukkan, maka arus terus akan muncul dalam litar elektrik luaran. Fenomena ini pertama kali diperhatikan pada tahun 1883 oleh Thomas Edison. "Fenomena yang ditemui oleh Edison dipanggil pelepasan termionik," tulis L.M. Drabkin. "Seperti termoelektrik, ia digunakan untuk masa yang lama dalam teknik arus rendah. pelepasan adalah berbeza, tetapi ungkapan untuk kecekapan adalah sama. Komponen utama kehilangan tidak boleh balik dalam TEC dikaitkan dengan sifat bukan isoterma bekalan haba dan penyingkiran di katod dan anod, pemindahan haba dari katod ke anod melalui unsur-unsur struktur TEC, serta dengan kehilangan ohmik dalam elemen sambungan siri modul individu. Untuk mencapai kecekapan tinggi kitaran Carnot, TEC moden direka untuk suhu operasi katod 1700-1900 K, yang, pada suhu anod yang disejukkan kira-kira 700 K, memungkinkan untuk memperoleh kecekapan kira-kira 10 peratus. Oleh itu, disebabkan oleh pengurangan kehilangan tidak boleh balik dalam penukar itu sendiri dan dengan peningkatan serentak dalam suhu bekalan haba, kecekapan TEC ternyata dua kali lebih tinggi daripada TEG yang diterangkan di atas, tetapi pada bekalan haba yang jauh lebih tinggi. suhu.
Sekarang pertimbangkan kaedah fotoelektrik penukaran tenaga. Sel suria menggunakan fenomena kesan fotoelektrik luaran, yang menunjukkan dirinya pada persimpangan pn dalam semikonduktor apabila ia diterangi dengan cahaya. Persimpangan pn (atau np) dicipta dengan memasukkan bendasing dengan tanda kekonduksian yang bertentangan ke dalam bahan asas semikonduktor kristal tunggal. Apabila sinaran suria mencecah simpang pn, elektron jalur valens teruja dan arus elektrik terhasil dalam litar luar. Kecekapan panel solar moden mencapai 13-15 peratus.
Loji tenaga solar mempunyai satu, tetapi masalah yang sangat ketara. Atmosfera mengganggu mendapatkan dan menggunakan tenaga suria "bersih" di permukaan bumi. Dan bagaimana jika kita meletakkan stesen janakuasa solar di angkasa, di orbit berhampiran Bumi. Tidak akan ada gangguan atmosfera, tanpa berat akan membolehkan anda membuat struktur berbilang kilometer yang diperlukan untuk "mengumpul" tenaga Matahari. Stesen sedemikian mempunyai merit yang besar. Perubahan satu jenis tenaga kepada yang lain tidak dapat dielakkan disertai dengan pembebasan haba, dan pembebasannya ke angkasa akan menghalang pemanasan melampau berbahaya atmosfera bumi. Hari ini, adalah mustahil untuk mengatakan dengan pasti rupa loji janakuasa angkasa suria sebenarnya, walaupun pereka mula mereka bentuk loji janakuasa sedemikian pada akhir 1960-an. Mana-mana versi projek loji kuasa ruang suria menganggap bahawa ini adalah struktur yang sangat besar. Malah loji janakuasa angkasa yang paling kecil mesti mempunyai berat puluhan ribu tan. Dan jisim raksasa ini perlu dilancarkan ke orbit jauh dari Bumi.
Kenderaan pelancar moden mampu menghantar bilangan blok, nod dan panel bateri solar yang diperlukan ke orbit rujukan rendah. Untuk mengurangkan jisim cermin besar yang menumpukan cahaya matahari, ia boleh dibuat daripada filem cermin paling nipis, contohnya, dalam bentuk struktur kembung. Serpihan yang dipasang loji kuasa angkasa suria mesti dihantar ke orbit tinggi dan berlabuh di sana. Dan bahagian loji tenaga solar akan dapat terbang ke "tempat kerja" di bawah kuasanya sendiri, seseorang hanya perlu memasang enjin roket elektrik tujahan rendah di atasnya. Tetapi itu pada masa hadapan. Setakat ini, panel solar telah berjaya menjana kuasa stesen angkasa. Pengarang: Musskiy S.A.
Kulit tiruan untuk emulasi sentuhan
15.04.2024 Petgugu Global kotoran kucing
15.04.2024 Daya tarikan lelaki penyayang
14.04.2024
▪ SAMSUNG memperkenalkan perakam DVD pertama ▪ Elektrik statik menguatkan ribut pasir ▪ Bahaya Penggunaan Antibiotik Awal ▪ Muzik paling baik diamalkan dari zaman kanak-kanak
▪ Bahagian palindrom tapak. Pemilihan artikel ▪ artikel oleh Epicurus. Kata-kata mutiara yang terkenal ▪ pasal busur Mesir. Legenda, penanaman, kaedah aplikasi ▪ artikel Lulus syiling. Fokus rahsia
Laman utama | Perpustakaan | artikel | Peta Laman | Ulasan laman web
www.diagram.com.ua |
Kami mengesyorkan artikel yang menarik bahagian 
Lihat artikel lain bahagian 
Berita terkini sains dan teknologi, elektronik baharu:
Semua bahasa halaman ini