Cele mai mari depozite de combustibili fosili folositori, cum ar fi petrolul din Peninsula Arabică, cărbunele din Donbas, Kuzbass, Ruhr și alte depozite de mai mulți ani, dacă nu mai mult, oferă omenirii energie. Pe lângă rezervele deja cunoscute de astfel de minerale, există și stocuri neexplorate care sunt estimate pe baza anumitor date științifice. Și energia solară care încălzește Pământul în doar trei săptămâni este egală cu toate rezervele de combustibil de pe planeta noastră. De aceea, mai des oamenii se gândesc la surse alternative de energie.
Cum să aplicați energia Soarelui?
După cum se folosea deja fosilele organice și în trecut, și pretinsa nedescoperită. Dar radiația solară este distribuită inegal pe suprafața Pământului, deoarece depinde de timpul zilei. Este, de asemenea, împrăștiată în interiorul conturului planetei noastre. Totuși, în ciuda unui concentrator solar foarte mic, care poate deveni o lupă, este posibil să se atingă o temperatură de sute de grade Celsius.
Eficacitatea utilizării radiației solare depinde numai de vreme și de designul concentratorului. Cu cât este mai mare suprafața luminată de razele soarelui și cu cât dimensiunea spațiilor solare este mai mică atunci când sunt reflectate sau refractate, cu atât este mai mare temperatura obținută în acest loc. În același timp, pierderile de energie apar în aer și în materialul concentratorului.
Pe baza efectului de reflexie, zona iluminată de Soare se dovedește a fi mult mai mare, comparativ cu ceea ce se poate face cu utilizarea lentilelor. Prin urmare, concentratorii solare moderni sunt oglinzi de diferite modele. Pentru a colecta o mulțime de oglinzi de energie solară este necesar un număr mare. Din acest motiv, este dificil să utilizați oglinzile concave concentrate. Ia design prea scump. Este mai ușor să faceți mai multe oglinzi plate plate mici.
Turn cu oglinzi
Fiecare dintre ele va crea un spot luminos cu dimensiunea unei oglinzi. Acestea vor fi aproximativ aceleași într-o gamă largă de distanțe față de reflector. Sistemul de control al poziției oglinzii, în funcție de deplasarea luminii pe cer, va păstra spotul luminos în același loc. O astfel de oglindă se numește "heliostat". Temperatura ridicată obținută prin combinarea reflexiilor dintr-un număr mare de oglinzi este utilizată pentru a obține aburul din apă. Asta este, schema este exact la fel ca și în centralele termice.
Dar nici un combustibil nu este consumat. Iar cea mai puternică dintre aceste centrale electrice se numește "Ivanppa". Acesta este situat în SUA, în apropiere de orașul Las Vegas și produce aproape 400 de megawați pe oră de energie electrică într-o zi insorită din California. Se compune din 350.000 de heliostați. Dimensiunile fiecăruia sunt similare cu porțile unui garaj standard. Acestea sunt împărțite în trei grupe în funcție de numărul de generatoare de aburi instalate pe vârfurile turnurilor (imaginile de mai jos).
Schimbătorul de căldură în focalizare
Există un alt tip de centrale electrice deja funcționale care utilizează concentratori solari cu un design diferit sub formă de jgheaburi de formă parabolică. Ei încălzesc lichidul de răcire la o temperatură care face posibilă obținerea de vapori de apă supraîncălzită. Aceasta este, aproape la 400 de grade Celsius. Acest agent de răcire circulă printr-un tub aflat în centrul jgheabului (în imaginea de mai jos).
Încălzirea directă a apei în locul transportorului de căldură este imposibilă - în apropierea turbinei se obține abur supraîncălzit pentru cea mai mare eficiență a transformării energiei aburului în energia mecanică a turbinei. Dar concentratorul solar, sub forma unei jgheaburi, conține o legătură suplimentară în lanțul de conversie a energiei solare> turbina de răcire> apă-abur>. Circuitul de conversie sol-apă-abur> turbina din concentrator cu turnul este mai eficientă. Prin urmare, întreaga instalație ocupă mai puțin spațiu.
Motorul Stirling cu încălzire solară
Cea mai înaltă temperatură cu cea mai mică suprafață care reflectă suprafața concentratorului solar se obține în centrul structurii discului. Acest design poate consta fie dintr-un reflector mare, fie din mai multe oglinzi concave rotunde mici. Multe oglinzi mici sunt mult mai ușor de fabricat și transportat decât o oglindă mare. Dar cu aceleași dimensiuni externe, mai multe oglinzi au o suprafață reflectorizantă totală mai mică și sunt mai puțin eficiente decât o oglindă mare.
Dar, datorită eficienței sale unice, concentratoarele de tavă sunt dificil de unificat pentru a crește puterea. Motivul pentru aceasta este existența unui accent în fiecare reflector. Dacă ne bazăm pe un model de turn care folosește sute de mii de oglinzi plate relativ mici, oglinzile concave vor necesita aproximativ aceeași sumă. Dar, în același timp, este necesar să le facem astfel încât distanța focală să fie diferită.
Va fi necesar să realizați câteva mii de grupuri de reflectori cu aceeași formă de concavitate în grup. Dar fiecare grup va diferi unul de altul. Este, de asemenea, imposibil să combinați concentratorii cu un lichid de răcire. Distanța dintre focurile fiecărei oglinzi este prea mare și lichidul de răcire se va răci când se va deplasa între ele. Din aceste două motive, fiecare concentrator de discuri este o centrală electrică bazată pe un mic motor Stirling.
Acest motor, împreună cu o turbină și un generator, este localizat în fiecare oglindă a discului aproape de focalizarea sa cu generatorul de abur. Aceste mini centrale electrice sunt integrate într-un singur sistem electric. Această soluție tehnică asigură cea mai mare eficiență din partea tuturor concentratorilor solare. Este aproape treizeci la sută. Puterea fiecărui generator electric instalat într-un concentrator de tip disc este de 10 - 25 kilowați.
Realizări și perspective de utilizare a concentratoarelor solare
Din păcate, ca și în cazul navelor de navigație pentru noduri solare, vremea este importantă. Acesta este principalul dezavantaj al utilizării forțelor vântului și a soarelui. Chiar și zboară cu un avion cu jet și o pistă pe cer, care rămâne timp de câteva ore, afectează în mod semnificativ activitatea concentratorilor solare, reducând transferul de căldură. Prin urmare, construcția unor astfel de centrale electrice necesită locuri cu un număr mare de zile însorite, care se repetă în mod constant de la an la an.
Dar chiar și în latitudinile mediane vara și în alte luni, zilele însorite pot fi folosite cu profit pentru economia lor, reîncărcându-se de lumina soarelui. Pentru a face acest lucru, într-o casă particulară sau la cabana cel mai bun este un concentrator solar al bolului. Ar trebui să fie pus doar într-un loc însorit. Nu trebuie să faceți altceva. Și recent au apărut noi modele de "plăci" solare, care sunt foarte convenabile pentru uz personal. Ele sunt asamblate din părțile mici în loc de o oglindă mare. O astfel de construcție le face ușoare și "nu suflate" sub influența unui vânt puternic.
Astfel de instalații reprezintă o adăugare eficientă pentru energia domestică. În viitor, ca o creștere inevitabilă a prețurilor la gaz și electricitate, utilizarea lor se va extinde tot mai mult.
Vinil-vinilul este gol, nu flexibil. Restul este adevărat.
Treci cu fire
Am fost ajutat foarte mult de informațiile dvs. în descrierea articolelor muzeului (cordon de la o mașină de ras electric Kharkov 44.