ساخت یك موتور حرارتی بدون قطعات متحرك
جایگزین موتورهای بخار سنتی بالاخره ساخته شد!
به گزارش ساخت اپل آی دی محققان یک موتور حرارتی جدید بدون قطعات متحرک ساخته اند و می گویند، ترکیب عناصر یک موتور حرارتی با سلول های فتوولتائیک امکان دارد کلید جایگزینی موتورهای بخار سنتی باشد.
به گزارش ساخت اپل آی دی به نقل از ایسنا و به نقل از آی ای، محققان موسسه فناوری ماساچوست(MIT) و آزمایشگاه ملی انرژی آمریکا(NREL) بتازگی اطلاعاتی در مورد نوع جدیدی از موتور حرارتی بدون قطعات متحرک منتشر نموده اند. این موتور تقریباً ۴۰ درصد کارایی دارد و می تواند روزی جایگزین توربین های بخار معمولی شود.
این موتور جدید که "سلول ترموفوتوولتائیک"(TPV) نامیده می شود، خاصیت های مشترکی با سلول های فتوولتائیک سنتی دارد، اما فوتون های پرانرژی را از یک منبع داغ سفید برای تولید برق می گیرد. این موتور جدید قادر می باشد از دمای بین ۳۴۰۰ تا ۴۳۰۰ درجه فارنهایت(۱۹۰۰ تا ۲۴۰۰ درجه سانتیگراد) نیرو تولید نماید.
طرح آینده برای این موتور حرارتی این است که سلول ها را در یک باتری حرارتی در مقیاس شبکه قرار دهند که بتواند انرژی حرارتی اضافی را از منابعی مانند خورشید جذب نماید و آن انرژی را در بانکهای عایق شده از گرافیت داغ ذخیره کند.
هنگامی که انرژی مورد نیاز باشد، سلول های TPV می توانند گرما را به برق تبدیل نموده و آنرا به شبکه عرضه کنند تا شکاف های عرضه انرژی های تجدیدپذیر را در زمانی که قادر به پاسخگویی به تقاضا نیستند، پر کنند.
با این وجود، این چیزی است که در آینده محقق خواهد شد. هم اکنون، این تیم تحقیقاتی موفق شده است که اجزای اصلی تشکیل دهنده چنین سیستمی را با موفقیت، اما در مقیاس کوچک نشان دهد. آنها هم اکنون روی راهی کار می کنند تا همه قسمت ها را کنار هم بگذارند تا یک آزمایش نمایشی از یک دستگاه کامل انجام دهند.
آنها بعد از دستیابی به این هدف امیدوارند که با هدف بلندمدت جایگزینی نیروگاه های سوخت فسیلی، کار خودرا توسعه دهند.
پروفسور "آسگون هنری" استاد مهندسی مکانیک در MIT توضیح می دهد: سلول های ترموفوتوولتائیک آخرین گام کلیدی برای نشان دادن این هستند که باتری های حرارتی یک مفهوم قابل دوام هستند. این یک گام کاملاً حیاتی در راه توسعه انرژی های تجدیدپذیر و رسیدن به یک شبکه کاملاً کربن زدا است.
وی ادامه داد: این می تواند یک انقلاب در صنعت انرژی باشد.
هم اکنون، سهم عمده تولید انرژی جهانی از منابعی مانند زغال سنگ و گاز طبیعی و همین طور برخی منابع تجدیدپذیر در مقیاس بزرگ مانند انرژی هسته ای و خورشیدی متمرکز حاصل می شود. فناوری اصلی که این روش ها را به حرکت در می آورد، توربین های بخار هستند که هنوز هم ابزار اصلی و کاربردی تبدیل گرما به برق هستند.
این فناوری موثر بودن خودرا اثبات نموده است، اما برای بیش از یک قرن است که تغییر و تحول بسیار کمی داشته است و الان دیگر چندان کارآمد نیست.
بطور معمول، توربین های بخار می توانند حدود ۳۵ درصد از انرژی تامین شده توسط منبع گرمایی خودرا به الکتریسیته مفید استفاده کنند، در صورتیکه تعدادی از موتورها می توانند تا ۶۰ درصد بازدهی داشته باشند. این عالی است، اما توربین های بخار از یک ضعف عمده رنج می برند، آنها به قطعات متحرکی نیاز دارند که می توانند در طول زمان خراب شوند. همین طور این قطعات باید قادر به تحمل دمای بالا برای مدت زمان طولانی باشند که در نهایت فرسوده شدن آنها را به مرور زمان سبب می شود و این، هزینه تعمیر و نگهداری را به بار می آورد که بودجه زیادی را می بلعد.
تعدادی از پژوهشگران برای مقابله با این موضوع، در پی توسعه موتورهای ترموفوتوولتائیک جدید هستند که می توانند جایگزین مستقیمی برای موتورهای بخار سنتی باشند.
"هنری" اضافه کرد: یکی از مزایای مبدل های انرژی حالت جامد این است که می توانند در دماهای بالاتر با هزینه های تعمیر و نگهداری کمتر کار کنند، برای اینکه قطعات متحرک ندارند. آنها فقط در محل مورد نظر نصب می شوند و بطور قابل اعتماد، برق تولید می کنند.
"هنری" می گوید: یک نکته مثبت خالص از نظر پایداری برای این فناوری وجود دارد. این فناوری در چرخه زندگی خود و از نظر زیست محیطی بی خطر است و می تواند تأثیر فوق العاده ای بر کاهش انتشار کربن دی اکسید از تولید برق داشته باشد.
وزارت انرژی ایالات متحده یکی از پشتیبانان این تحقیقات است و نتایج این تیم بتازگی در مجله "نیچر"(Nature) انتشار یافته است.
منبع: idstore.ir
این مطلب را می پسندید؟
(1)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب