211service.com
Saules enerģija tumšiem klimatiem
Forša enerģija , jaunizveidots uzņēmums Boulder, CO, izstrādā sistēmu, kas ražo siltumu un elektrību no saules. Tas varētu palīdzēt padarīt saules enerģiju konkurētspējīgu ar tradicionālajiem enerģijas avotiem salīdzinoši tumšā un aukstā klimatā, piemēram, ASV ziemeļu pusē un tādās valstīs kā Kanāda un Vācija.
Saules ģenerators: Stirlinga dzinēja prototips, ko darbina saules ūdens sildītājs.
Uzņēmuma sistēma apvieno parasto saules ūdens sildītāju ar jaunu Stirlinga dzinēju ģeneratoru, ko tas izstrādā. Vēsos mēnešos saules sildītājs nodrošina karstu ūdeni un telpas apkuri. Siltākos mēnešos lieko siltumu izmanto Stirlinga dzinēja darbināšanai un elektroenerģijas ražošanai.
Uzņēmuma prezidents un izpilddirektors Samuels Vēvers saka, ka sistēma ir ekonomiskāka nekā tikai saules ūdens sildītāji, jo tā izmanto siltumu, kas pretējā gadījumā vasaras mēnešos tiktu iztērēts. Viņš saka, ka sistēma arī atmaksāsies apmēram divas reizes ātrāk nekā parastā saules fotoelementa. Daļēji tas ir tāpēc, ka tas var efektīvi kompensēt apkures rēķinus ziemā — kaut ko nevar izdarīt ar fotoelementiem — un daļēji tāpēc, ka evakuētās caurules, ko izmanto siltuma savākšanai no saules, labāk izmanto izkliedēto gaismu nekā parastie saules paneļi.
Sistēma ir izstrādāta, lai nodrošinātu gandrīz visas mājas apkures vajadzības. Taču ar ģeneratoru, kas saražos tikai 1,5 kilovatus, nepietiks, lai māju darbinātu atsevišķi. Sistēma ir paredzēta darbam ar strāvu no tīkla, lai gan jauda ir pietiekama, lai darbinātu ledusskapi un dažas gaismas strāvas padeves pārtraukuma gadījumā.
Uzņēmuma galvenais jauninājums ir Stirlinga dzinējs, kas paredzēts darbam daudz zemākā temperatūrā nekā parastie Stirlinga dzinēji. Šajos dzinējos virzuli darbina, uzsildot vienu dzinēja pusi, vienlaikus saglabājot vēsu pretējo pusi. Parasti dzinējiem nepieciešama temperatūra, kas pārsniedz 500 °C, bet Cool Energy dzinējs ir paredzēts darbam ar 200 grādiem, ko nodrošina saules ūdens sildītāji.
Tomēr tehnoloģijas panākumi ir atkarīgi no efektivitātes mērķu sasniegšanas, saka Dīns Kamens , Segway izgudrotājs, kurš izstrādā augstas temperatūras Stirling dzinējus citiem lietojumiem, tostarp transportēšanai. Mums ir vajadzīgi dati, viņš saka. Uzņēmuma otrais prototips bija tikai 10 procentu efektīvs, pārvēršot siltumu elektroenerģijā. Tās inženieri cer sasniegt 20 procentus ar jaunu prototipu.
Stirlinga dzinēja efektivitāti ierobežo temperatūras atšķirība starp auksto un karsto pusi. Parasti, lai sasniegtu nepieciešamo augstu temperatūru, izmantojot saules gaismu, ir nepieciešami spoguļi un lēcas gaismas koncentrēšanai un izsekošanas sistēmas, lai koncentratori būtu vērsti pret sauli. Koncentratoriem ir nepieciešama tieša saules gaisma, tāpēc tie nedarbojas mākoņainās dienās un ir pārāk apjomīgi, lai tos uzstādītu uz mājas jumta.
Lai izveidotu praktisku Stirlinga dzinēju, kas darbojas zemā temperatūrā un kam nav nepieciešami koncentratori, Cool Energy inženieri risināja problēmu ar parastajiem dzinējiem, kas noved pie enerģijas izšķērdēšanas: siltuma noplūde no sistēmas karstās puses uz vēso pusi, nolaižoties. temperatūras starpība starp tām. Tas notiek tāpēc, ka materiāli, kas nepieciešami augstām temperatūrām un spiedieniem, parasti metāli, vada siltumu. Inženieri secināja, ka darbs pie zemākas temperatūras ļauj izmantot tādus materiālus kā plastmasa un noteikta keramika, kas nevada siltumu, tādējādi samazinot šos zudumus. Šie materiāli arī palīdz samazināt izmaksas: tie ir lētāki nekā daži parasti izmantotie metāli, un tiem nav nepieciešama eļļošana, uzlabojot dzinēju uzticamību un samazinot uzturēšanas izmaksas.
Cool Energy inženieri pašlaik montē uzņēmuma trešo prototipu, kas, pēc viņu domām, ļaus sasniegt savus efektivitātes mērķus līdz šīs vasaras beigām, pēc tam viņi plāno pārbaudīt izmēģinājuma sistēmas ārpus laboratorijas. Divu gadu laikā viņi plāno ražot pietiekami daudz sistēmu, lai samazinātu izmaksas un sasniegtu savus atmaksāšanās mērķus.