Zarejestruj się teraz

Zaloguj sie

Zgubione hasło

Zgubiłeś swoje hasło? Wprowadź swój adres e-mail. Otrzymasz link i utworzysz nowe hasło e-mailem.

Dodaj post

Musisz się zalogować, aby dodać post .

Dodaj pytanie

Aby zadać pytanie, musisz się zalogować.

Zaloguj sie

Zarejestruj się teraz

Witamy na stronie Scholarsark.com! Twoja rejestracja zapewni Ci dostęp do większej liczby funkcji tej platformy. Możesz zadawać pytania, wnosić wkład lub udzielać odpowiedzi, przeglądaj profile innych użytkowników i wiele więcej. Zarejestruj się teraz!

Nowy materiał, proces produkcyjny wykorzystuje energię słoneczną do tańszej energii odnawialnej

WEST LAFAYETTE, Ind. — Energia słoneczna uwzględnia mniej niż 2 procent z nas. prąd, ale mógłby nadrobić więcej, gdyby koszty wytwarzania energii elektrycznej i magazynowania energii do użytku w pochmurne dni i w nocy były tańsze. Zespół kierowany przez Uniwersytet Purdue opracował nowy materiał i proces produkcyjny, który sprawi, że jeden sposób wykorzystania energii słonecznej – jako energii cieplnej – będzie bardziej wydajny w wytwarzaniu energii elektrycznej.

Innowacja jest ważnym krokiem w kierunku umieszczenia wytwarzania energii słonecznej na energię elektryczną w bezpośredniej konkurencji kosztowej z paliwami kopalnymi, które generują więcej niż 60 procent energii elektrycznej w USA.

„Przechowywanie energii słonecznej jako ciepła może być już tańsze niż przechowywanie energii za pomocą baterii, więc następnym krokiem jest zmniejszenie kosztów wytwarzania energii elektrycznej z ciepła słonecznego z dodatkową korzyścią zerowej emisji gazów cieplarnianych," powiedział Kenneth Sandhage, Purdue’s Reilly Professor of Inżynieria materiałowa.

Badanie, co zostało zrobione w Purdue we współpracy z Georgia Institute of Technology, University of Wisconsin-Madison i Oak Ridge National Laboratory, opublikowane w czasopiśmie Natura.

Ceramiczny metalNiedawny rozwój sprawi, że wytwarzanie energii elektrycznej z ciepła słonecznego będzie bardziej wydajne, poprzez zastosowanie płyt ceramiczno-metalowych do wymiany ciepła w wyższych temperaturach i przy podwyższonych ciśnieniach. (Ilustracja z Uniwersytetu Purdue/Raymond Hassan)Pobierz obraz

Ta praca jest zgodna z pracą Purdue Gigantyczne skokiuroczystość, uznając globalne postępy uniwersytetu dokonane na rzecz zrównoważonej gospodarki i planety w ramach 150. rocznicy Purdue. To jeden z czterech tematów całorocznych obchodów Pomysły na festiwal, zaprojektowany, aby zaprezentować Purdue jako centrum intelektualne rozwiązujące rzeczywiste problemy.

Energia słoneczna wytwarza energię elektryczną nie tylko z paneli w gospodarstwach rolnych czy na dachach. Inną opcją są skoncentrowane elektrownie, które działają na energię cieplną.

Skoncentrowane elektrownie słoneczne przetwarzają energię słoneczną na energię elektryczną za pomocą luster lub soczewek, aby skoncentrować dużo światła na małym obszarze, który wytwarza ciepło, które jest przekazywane do stopionej soli. Ciepło ze stopionej soli jest następnie przekazywane do “pracujący” płyn, dwutlenek węgla w stanie nadkrytycznym, który rozszerza się i działa, aby zakręcić turbinę do wytwarzania energii elektrycznej.

Aby energia elektryczna zasilana energią słoneczną była tańsza, silnik turbinowy musiałby generować jeszcze więcej energii elektrycznej przy tej samej ilości ciepła, co oznacza, że ​​silnik musi być cieplejszy.

Problem w tym, że wymienniki ciepła, które przenoszą ciepło z gorącej stopionej soli do płynu roboczego, obecnie wykonywane są ze stali nierdzewnej lub stopów na bazie niklu, które w pożądanych wyższych temperaturach i pod podwyższonym ciśnieniem nadkrytycznego dwutlenku węgla stają się zbyt miękkie.

Zainspirowany materiałami, które jego grupa wcześniej połączyła, aby stworzyć “złożony” materiały, które mogą wytrzymać wysokie temperatury i ciśnienie do zastosowań, takich jak dysze rakietowe na paliwo stałe, Pracował z Sandhage Asegun Henryk, obecnie w Massachusetts Institute of Technology, wyobrazić sobie podobny kompozyt dla bardziej wytrzymałych wymienników ciepła.

Dwa materiały razem jako kompozyt okazały się obiecujące: Ceramiczny węglik cyrkonu, i metalowy wolfram.

Badacze Purdue stworzyli płyty z kompozytu ceramiczno-metalowego. Na płytach znajdują się konfigurowalne kanały umożliwiające dostosowanie wymiany ciepła, na podstawie symulacji kanałów przeprowadzonych w Georgia Tech przez Devesh Ranjan'parowy.

Testy mechaniczne wg Edgar Lara- Curziozespół w Oak Ridge National Laboratory oraz testy korozyjne wykonane przez Mark Andersonzespół z Wisconsin-Madison pomógł wykazać, że ten nowy materiał kompozytowy można dostosować tak, aby skutecznie wytrzymywał wyższą temperaturę, wysokociśnieniowy nadkrytyczny dwutlenek węgla potrzebny do wytwarzania energii elektrycznej wydajniej niż dzisiejsze wymienniki ciepła.

Analiza ekonomiczna przeprowadzona przez naukowców Georgia Tech i Purdue wykazała również, że produkcja tych wymienników ciepła na większą skalę może być prowadzona przy porównywalnych lub niższych kosztach niż w przypadku wymienników ze stali nierdzewnej lub stopów niklu.

"Ostatecznie, z ciągłym rozwojem, technologia ta pozwoliłaby na penetrację na dużą skalę odnawialnej energii słonecznej do sieci elektroenergetycznej,” Sandhage powiedział. „Oznaczałoby to radykalne zmniejszenie emisji dwutlenku węgla spowodowanych przez człowieka z produkcji energii elektrycznej”.

Złożono wniosek patentowy dotyczący tego postępu. Praca jest wspierana przez USA. Departament Energii, który również niedawno przyznał dodatkowe fundusze na dalszy rozwój i zwiększenie skali technologii.


Źródło: www.purdue.edu autorstwa Kayli Wiles

 

Zostaw odpowiedź