Volleyball Madness Scene - LARVA ISLAND (2019)
Purdue universitātes vadītā komanda atklāja jaunu saules kompozītu, kas varētu būtiski uzlabot koncentrētas saules enerģijas spēkstacijas gan efektivitātes, gan izmaksu ziņā, saskaņā ar jaunu pētījumu, kas publicēts Daba pagājušajā nedēļā. Šī sadarbība starp Gruzijas Tehnoloģiju institūtu, Viskonsinas Universitāti, Madisonu un Oak Ridge National Laboratory cer palielināt pašreizējo saules enerģijas patēriņu ASV, kas joprojām ir mazāks par 2% no mūsu elektroenerģijas ražošanas. Bet komandas jaunais materiāls var revolucionizēt koncentrēto saules enerģijas nozari.
"Es domāju, ka mēs esam tantalizingly tuvu," Purdue profesors Kenneth Sandhage stāsta Apgrieztā.
Kompozīts, kas izgatavots no cinka cirkonija karbīda un met volframa, ietilpst materiālu kategorijā, ko sauc par "kermetiem", kas pazīstams ar spēju izturēt augstas temperatūras un spiedienu. Pēc Otrā pasaules kara popularizēts to izmantojums reaktīvajos dzinējos, ASV Gaisa spēki (tie, kas radīja terminu), ir kļuvuši par lidmašīnu un kosmosa raķešu pāreju. Un gūžas locītavas.
Purdue komanda atzīmēja cermeta īpašības un atklāja jaunu augstas temperatūras vidi, lai to pārbaudītu: koncentrētas spēkstacijas.
Pretstatā tipiskai saules enerģijas ražošanas sistēmai ar tukšgaitas paneļiem, kas uzstādīti zemnieku saimniecībās vai jumtos, koncentrētās saules enerģijas spēkstacijas būtībā ir liela mēroga, labi iecerēta degošu skudru versija, kas atrodas zem palielināmā stikla. Šie augi izmanto spoguļus vai lēcas, lai koncentrētu enerģiju no saules. Mirušo skudru vietā mēs iegūstam siltumu, kas tiek pārnests uz izkausētiem sāļiem. Plāksnes, kas izgatavotas no nerūsējošā tērauda vai niķeļa sakausējumiem, tiek izmantotas, lai nodotu siltumu no sāļiem uz šķidrumu, kas paplašinās, lai izgrieztu turbīnu, kas beidzot dod jums elektrību. Purdue izmantoja šķidrumu ar superkritisko CO2, proti, CO2 tādās augstās temperatūrās un spiedienos, kas pastāv kaut kur starp šķidrumu vai gāzi.
Šis paņēmiens, kā savākt siltumu no saules, nozīmē, ka koncentrētas spēkstacijas iegūst karsts. Siltuma pārsūtīšanai izmantoto plākšņu materiāls ir viena no sistēmām - pašreizējais nerūsējošā tērauda vai niķeļa sakausējumi pirms spilgtuma sasniegšanas sasniedz aptuveni 550 grādus pēc Celsija, nedaudz mazāk par 100 grādiem karstāk nekā karstākā planēta mūsu Saules sistēmā, Venus.
Pēc mehānisko testu veikšanas Oak Ridge National Laboratory, komanda atklāja, ka jaunais kompozīts ļauj mums iet pat karstāk, līdz aptuveni 750 grādiem pēc Celsija, kas ir lavas vēsā pusē. Purdue kermets ir arī divas līdz trīs reizes vadošāks kā pašreizējais nozares standarts.
Līdztekus tam, lai sasniegtu siltuma līmeni, šī temperatūras starpība ļauj rūpnīcai palielināt siltuma daudzumu līdz 20%. Palielināts, jaunatklātais efektivitāte no keramikas-metāla kompozītmateriāla būtu lētāks nekā pašreizējie materiāli, un tas varētu ievērojami samazināt oglekļa dioksīda emisijas.
Iespaidīgs kā keramikas metāls, komanda pirmo reizi saskārās ar koroziju, jo superkritiskais CO2 oksidētu plāksnes, samazinot to produktivitāti. Bet, balstoties uz pamata ķīmijas koncepcijām, sapratu, ka vara slāņa pievienošana kermeta plākšņu virsmai un 50 daļiņu oglekļa monoksīda pievienošana superkritiskajam CO2 samazina šo problēmu. Komanda ir iesniegusi patentu jaunajam materiālam.
No 2018. gada koncentrētās saules enerģijas ražotnes ASV saražo aptuveni 1400 MW enerģijas gadā. Lai gan pašlaik ir lētākais laiks saules staru novākšanai, izmantojot tradicionālās fotoelementus, baterijas to uzglabāšanai ir dārgas - patiesībā lētāk ir uzglabāt siltumu, kā tas tiek darīts ar koncentrētu saules enerģiju. Ar šo jauno kompozītu siltuma savākšanas izmaksas samazinās. Kopā ar spēju palīdzēt pārvarēt saules enerģijas trūkumu nakts laikā, tas padara koncentrētu saules enerģiju daudz konkurētspējīgāku.
"Es domāju, ka tas ir aizraujošs laiks būt materiālu inženierijā," komentē Sandhage. „Mums ir ļoti nopietnas problēmas, ar kurām saskaramies, bet tas ir jautājums, kas saistīts ar smago darbu, kas nepieciešams, lai radītu pareizos materiālus, lai radītu pareizu dizainu un saglabātu problēmas. Mēs esam sajūsmā par lomu, ko mēs varam spēlēt. ”
Kāpēc atjaunojamie enerģijas avoti ir kļuvuši par visstraujāk augošo enerģijas avotu
Atjaunojamā enerģija no citiem avotiem, kas nav hidroelektroenerģija, ir nākamo divu gadu laikā un, iespējams, ilgāk, būs Amerikas Savienoto Valstu visstraujāk augošais enerģijas avots. Avoti, piemēram, vēja un saules enerģijas, līdz 2020. gadam nodrošinās 13 procentus no valsts kopējās enerģijas.
Saules enerģija: Tesla jaunākais produkts var pasargāt no enerģijas padeves
Tesla izvērš jaunu rezerves vārteju, kas var palīdzēt saules enerģiju darbojošām mājām saglabāt gaismas ieslēgšanu. Backup Gateway 2 pāri ar uzņēmuma Powerwall akumulatoru, kas savāc enerģiju no tādiem avotiem kā jumta saules paneļi. Kad vārteja uztver tīkla strāvas zudumu, tā pārslēdz strāvas jaudu.
Saules enerģija: kā „Saules starplaika” dizains var izmantot Saules spēku
Tā kā saules paneļi ir izgatavoti no silīcija, tie ir apjomīgi, cieti un trausli, tāpēc tos nevar izmantot tikai jebkur. Tomēr profesors vai nanoinženieris un viņa pētnieku komanda strādā, lai izstrādātu "saules tarps", ko varētu izplatīt līdz istabas lielumam, radīt elektrību no saules, un to var uzvilkt ar i ...