Солнечные ТЭГ с концентраторами

Термоэлектрические преобразователи. Солнечные термоэлектрогенераторы разрабатываются двух типов [160] без солнечных концентраторов [c.192]

Поэтому можно предположить, что такие рабочие тела могут быть с успехом использованы в двигателях Стирлинга, работающих от низкотемпературных источников теплоты, т. е. от энергии отработавших газов поршневых двигателей и газовых турбин, а также от относительно простых по конструкции, а следовательно, имеющих более низкую стоимость солнечных концентраторов. В случае холодильных машин оптимальной областью их применения являются кондиционеры воздуха, тепловые насосы, установки для [c.151]

Солнечные преобразователи энергии. Свободнопоршневой двигатель, соединенный с генератором, является одним из возможных механических преобразователей для крупномасштабной электроэнергетической системы, состоящей из большого числа относительно малых блоков мощностью 20 кВт, установленных в фокусе параболического солнечного концентратора. Предварительные исследования показывают, что возможное максимальное значение КПД такой системы равно примерно 30 % (при применении уже проверенных элементов конструкции). Для систем преобразования солнечной энергии в электрическую высокий КПД является важным показателем, так как основную часть их стоимости определяют концентраторы, по сравнению с которыми стоимость двигателя и генератора составляет лишь незначительную долю. Массовое производство и применение таких двигателей могут дать существенную экономию электроэнергии. [c.227]

Весьма простая по конструкции демонстрационная модель двигателя 10-В с кольцевым регенератором в цилиндре может быть использована в качестве учебного пособия. Мощность и КПД двигателя низкие, но вполне достаточные для демонстрации принципа его действия. Модель приспособлена для работы с солнечным концентратором, состоящим из линз Френеля. В качестве нагрузки двигателя используется электрический генератор переменного тока и различные типы инерционных насосов. [c.228]

В случае преобразования солнечной энергии в электрическую в системах может быть использовано аналогичное сочетание свободнопоршневого двигателя Стирлинга, линейного электрогенератора переменного тока, поглотителя и солнечного концентратора (рис. 17.6) [261]. [c.366]

Газопроницаемая стенка из полупрозрачного тугоплавкого материала, расположенная в фокусе параболоидного концентратора солнечной энергии, может быть использована в качестве высокотемпературного источника теплоты, в частности, для непосредственного нагрева рабочего тела в ракетных двигателях [7]. Концентрированное солнечное излучение, проходящее через прозрачную кварцевую линзу 1 (рис. 1.7), погло-10 [c.10]

Перспективным является применение в солнечных термоэлектрогенераторах концентраторов с покрытием на теневой стороне, обладающим высоким значением степени черноты, что увеличивает температурный перепад и повышает к. л. д. [c.196]

Рис. 8-14. Общий вид единичного блока солнечного термоэлектрического генератора с концентратором-радиатором.

Для металлов (гелиоприемники, как правило, изготовлены из металла) с увеличением длины волны спектральная лучеиспускательная способность падает, а отражательная способность увеличивается. В длинноволновой области спектра металл обладает значительным отражением. Если на металле создать тонкую пленку, сильно поглощающую длинноволновые лучи, то можно получить идеальную для теплового гелиоприемника поверхность, так как видимые и близкие инфракрасные лучи, на которые приходится большая часть солнечной энергии, поглощаются пленкой (покрытие имеет высокое значение е, а/гл ). Учитывая то, что температуры гелиоприемников при использовании концентраторов солнечной энергии достигают 1000 К, для этих целен необходимо применять высокотемпературный класс покрытий. [c.217]

СЭУ большой мощности (рис. 4.32) состоит из четырех подсистем зеркал-концентраторов 1 солнечных лучей, коллектора-приемника 2 теплоты, аккумулятора теплоты 4 (в указанном случае), ПТУ или ГТУ 5 и системы управления 3. Теплоноситель, применяемый в СЭУ, может быть нагрет до высокой температуры при применении концентраторов различного типа. Для мощных солнечных СЭУ целесообразно применение системы зеркал-гелиостатов, располагаемых на Земле вокруг приемного коллектора. Зеркала должны автоматически поворачиваться вслед за Солнцем. Ввиду малой плотности солнечной энергии, попадающей на Землю, площади зеркал-гелиостатов получаются очень большими, например, зеркала-гелиостаты СЭУ мощностью 200 МВт должны занимать площадь около 10 км . Коллекторы-приемники теплоты для нагрева теплоносителя всегда должны находиться в фокусе зеркал, располагаясь на вершинах башен высотой до 100 — 400 м, чтобы воспринимать лучи, отраженные от всех зеркал. [c.216]

Между тем именно так обычно и делается. Отказ от широкого использования возобновляемых ИЭ объясняется нерентабельностью соответствующих установок, вернее — экономической нецелесообразностью больших затрат на освоение новой техники. Действительно, надо заново создавать новую отрасль энергомашиностроения, выпускающую мелкие и средние гидро- и ветродвигатели с соответствующими электрогенераторами, солнечные электро- и теплогенераторы, а также различные аккумуляторы, концентраторы, распределители энергии и другое оборудование. Не учитывается при этом, что уже теперь стоимость 1 кВт-ч. электроэнергии на ТЭС в 4—7 раз выше, чем на ГЭС (в 1968 г. в среднем по всем ГЭС СССР 0,14 коп/кВт-ч.), а по мере истощения ресурсов и удорожания органического топлива она будет возрастать, приближаясь к значению, при котором выгоднее будет начать использование новой техники, чем продолжать всюду внедрять дорогостоящую старую. [c.155]

Возможно, что когда-то удастся создать концентратор, который позволит хотя бы в южных широтах подогревать на ТА РТ (газ, воду) до высокой температуры, обеспечивая работу обычного теплового двигателя за счет солнечного тепла. [c.190]

Рис. 5-5. Солнечные фотоэлектрические установки с концентраторами.

Оценка перспектив применения солнечных ПТУ с ОРТ требует особого подхода, основанного на общих принципах оптимизации солнечных тепловых энергетических установок, сформулированных в [25]. В солнечных теплоэнергетических установках за счет концентрации излучения и применения селективных покрытий на приемниках можно повысить уровень температуры подвода теплоты к преобразователю энергии, что позволяет поднять энергетическую эффективность последнего и соответственно уменьшить требуемую площадь концентратора, а следовательно, и капитальные затраты на его создание. Однако при этом одновременно возрастают стоимость единицы площади концентратора и эксплуатационные расходы, связанные с необходимостью его ориентации на Солнце. Так, по данным работы [113], при повышении средней температуры подвода теплоты в цикле ПТУ от 370 до 570 К стоимость квадратного метра концентратора возрастает в четыре раза. [c.21]

В солнечных ПТУ термодинамические и расходные параметры циклов влияют не только на холодильник-излучатель, но и оказывают существенное воздействие на концентратор солнечного излучения, масса которого составляет до 20 % от массы установки. Поэтому параметры совокупности Z солнечных ПТУ без системы аккумулирования тепла оптимизируются по минимуму удельной [c.43]

I Целесообразность создания солнечных энергетических установок на основе паротурбинных преобразователей с ОРТ обусловливается высокой энергетической эффективностью этих ПТП при умеренных верхних температурах цикла не превосходящих 650 К- Сочетание высокой энергетической эффективности ПТП с низкими значениями позволяет уменьшить расходы на создание системы концентрации солнечной энергии (на долю которой приходится более 60 % капитальных затрат на установку в целом), за счет снижения площади концентратора и степени концентрации лучистой энергии, т. е. применения более дешевых коллекторов. [c.184]

Соответственно космические радиоизотопные ЭХУ оптимизируются по минимуму удельной (на единицу при заданных X и Грф) тепловой мощности радиоизотопного источника теплоты, ядерные — по минимуму удельной суммарной площади холодильников-излучателей, стоящих в контурах прямого и обратного циклов, солнечные — по минимуму удельной суммарной площади проекции концентратора на плоскость, перпендикулярную солнечным лучам, и площади холодильников-излучателей контуров прямого и обратного циклов. [c.189]

Выведем соотношения, связывающие термодинамические и расходные параметры циклов ЭХУ с удельной суммарной площадью ее холодильников-излучателей и концентратора солнечной энергии. [c.201]

Прямая солнечная радиация представляет собой пучок почти параллельных лучей, не претерпевающих изменения направления при прохождении через атмосферу, что позволяет использовать для ее концентрации зеркальные и линзовые концентраторы. [c.479]

В 1600 г. во Франции был создан первый солнечный двигатель, работавший на нагретом воздухе и использовавшийся для перекачки воды. В конце XVIII в. ведущий французский химик А. Лавуазье создал первую солнечную печь, в которой достигалась температура в 1650 °С и нагревались образцы исследуемых материалов в вакууме и защитной атмосфере, а также были изучены свойства углерода и платины. В 1866 г. француз А. Му-шо построил в Алжире несколько крупных солнечных концентраторов и использовал их для дистилляции воды и привода насосов. На всемирной выставке в Париже в 1878 г. А. Мушо продемонстрировал солнечную печь для приготовления пищи, в которой 0,5 кг мяса можно было сварить за 20 минут. В 1833 г. в США Дж. Эриксон построил солнечный воздушный двигатель с пароболоцилиндрическим концентратором размером 4,8X3,3 м. Тогда е француз А. Пифф построил паровой двигатель мощностью 500 Вт с концентратором площадью около 10 м , который приводил в действие печатный станок в типографии, где издавалась газета Ле Солей ( Солнце ). [c.6]

Английский изобретатель А. Г. Инеас построил в штате Аризона (США) большие солнечные концентраторы для производства водяного пара давлением 10 бар, использовавшегося для перекачки воды с расходом до 320 м /ч. Концентратор параболической формы имел диаметр 10,2 м в верхней части и 4,5 м внизу, 1788 зер- [c.6]

Ухудшение характеристик ФП под действием радиационного облучения является главным препятствием к использованию СБ на КА с длительным сроком активного существования (табл. 5.8). Ведутся поиски способов уменьшения влияния радиации и методов восстановления прежних характеристик ФП, находившихся под действием радиационного облучения. Так, фирма "Вестингауз" рекомендует нагревать ФП до 450°С и выдерживать в течение нескольких минут эту температуру. Нагрев предполагается производить с помощью солнечных концентраторов (линз), которые по командам с Земли будут последовательно фокусировать солнечные лучи наразличных участках панелей солнечных батарей. [c.225]

ТМК включал следующие отсеки жилой, рабочий (со шнюзом для выхода в открытый космос), биологический и агрегатный. В состав комплекса также входили спускаемый аппарат и корректирующая двигательная установка. Носле выведения на траекторию полета на корабле развертывались солнечные концентраторы и батареи электропитания, а также антенны связи с Землей. [c.389]

Солнечные концентраторы вызьшают большие по площади затенения земель, что приводит к сильным изменениям почвенных условий, растительности и т. д. Нежелательное экологическое действие в районе расположения станции вызьшает нагрев воздуха при прохождении через него солнечного излучения, сконцентрированного зеркальными отражателями. Это приводит к изменению теплового баланса, влажности, направления ветров в некоторых случаях возможны перегрев и возгорание систем, использующих концентраторы, со всеми вытекающими отсюда последствиями. Нрименение низкокипящих жидкостей и неизбежные их утечки в солнечных энергетических системах во время длительной эксплуатации могут привести к значительному загрязнению питьевой воды. Особую опасность представляют жидкости, содержащие хромать и нитриты, являющиеся высокотоксичными веществами. [c.163]

Вероятно, единственной областью применения двигателей Мелоуна являются солнечные энергетические установки, состоящие из двигателей Стирлинга и водяных насосов. Насос, использующий воду как рабочее тело, имеет значительные преимущества. Кроме того, увеличение удельных объемов рабочего тела в двигателе происходит при умеренных изменениях температур (см. рис. 20). Поэтому для таких двигателей могут быть использованы относительно простые и имеющие небольшую стоимость солнечные концентраторы однако удельные мощности и КПД двигателей будут иметь очень низкие значения. [c.160]

Свободнопоршневые двигатели Стирлинга самопускающиеся, Чтб для тепловых двигателей является уникальным свойством. Эта особенность позволяет применять их в тех случаях, когда самопуск необходим. Так, например, они весьма удачно могут применяться для работ с солнечным концентратором энергии. В утренние часы при соответствующем положении солнца концентратор обеспечивает пуск и дальнейшую работу двигателя, продолжающуюся далеко за полдень. Другая возможная область применения самопускающихся двигателей Стирлинга — в системах, включающих различные виды печей, работа которых вызывает необходимость определенных мощностей для привода вентилятора или водяного насоса для циркуляции воды. [c.174]

На рис. 8-12 показаны значения к. п. д. солнечного термоэлектрогенератора при различных значениях Ti, Т2, К, где K—AaJA —коэффициент концентратора солнечной радиации. [c.195]

Солнечные водо- и воздухонагреватели. Солнечные водо- и воздухонагреватели широко применяются практически во всех странах мира с благоприятными для этого климатическими условиями [210—213]. Как правило, для понижения стоимости такие установки работают без концентраторов, с гелиоприемниками типа горячий ящик , где лучистая [c.226]

Савченко И. Г., Смирнова А. Н., Тарнижевский Б. В. О температурном режиме фотоэлектрических генбр атор Ов с концентратора,.м,и солнечного излучения при воздушном охлажден, и. — Гелиотехника , 4968,. Vo 4, с. 19—25, [c.253]

Солнечная энергия уже используется в миллионах индивидуальных солнечных водонагревателей, главным образом в Японии, Австралии, Израиле, США и СССР. Здесь не требуется применения каких-либо научных достижений, которые необходимы для реализации крупномасштабных проектов, особенно в отношении хранения энергии. Не исключено, однако, что крупномасштабные проекты вовсе не так уж нужны возможно, что наилучшее применение солнечной энергии для блага человечества будет достигнуто путем использования малых установок. Примерно 20 % общего потребления энергии в США расходуется на отопление и кондиционирование жилых и коммерческих зданий. Примерно 80 % населения Земли живет между сороковыми градусами северной и южной широты, и кондиционирование воздуха в тропических и субтропических странах будет важным направлением в улучшении условий жизни. Поэтому распространение малых приборов для использования солнечной энергии может сыграть такую же существенную роль, как распространение керосиновых ламп во второй половине прошлого столетия. В 1979 г. насчитывалось [47] почти 200 фирм в южных районах США, готовых производить концентраторы солнечной энергии и системы для ее хранения с рабочими температурами до 325 °С для отопления и кондиционирования, а для промышленного нагрева одна из фирм поставляет оборудование, с помощью которого можно достигнуть температуры 483°С. В Одейло (Франция) имеется уникальная солнечная печь, в которой температура достигает 3800°С. [c.218]

Она обусловлена характерным для этих преобразований сочетанием низких верхних температур цикла, не превосходящих 670 К, и высоких эффективных КПД, достигающих 30 %. Рассмотрим этот вопрос более подробно для солнечных, радиоизо-топных и ядерных источников теплоты. Для солнечного источника теплоты паротурбинные преобразователи с ОРТ благодаря высокому эффективному КПД обеспечивают небольшие размеры концентраторов, а низкие верхние температуры цикла существенно уменьшают требуемую точность ориентации (до 1. .. 2°), сокращая тем самым затраты мощности на привод системы ориентации концентратора. Кроме того, при низких температурах необходимую степень концентрации может обеспечить отражатель, имеющий форму отличную от параболоида, например, эллипсоид или сфероид [25]. Практически это означает, что при низких верхних температурах цикла сильно удешевляется производство концентраторов или появляется возможность изготовления концентраторов из отдельных элементов (плоских или одинарной кривизны). Последнее обстоятельство имеет большое значение в космической энергетике для создания крупных разворачивающихся концентраторов. [c.16]

Коэффициент полезного действия солнечной ПТУ "Паф определяется как отношение тепловой мощности лучистой энергии, падающей на концентратор, к полезной электрической мощности установки. Этот КПД по сравнению с г эф. птп учитывает КПД собственно концентратора, а также в общем случае затраты мощности на ориентацию последнего и передачу теплоты сконцентрированного солнечного излучения к рабочему телу ПТП. Указанные потери существенно снижают КПД солнечной установки Т1дф по сравнению с КПД ПТП г зф. тп (рис. 9.19) [113]. При расчетах г)эф предполагалось, что температура коллекторов Гкол на 5 % меньше Т- . Наличие максимумов на этих кривых объясняется снижением КПД концентраторов с ростом Ткол- Исходя из рис. 9.19, можно выделить три характерных диапазона верхних температур (К) цикла солнечных ПТУ с различными типами концентраторов 360. .. 380 410. .. 500 и более 580. При выборе конкретного типа солнечной ПТУ необходимо учитывать уровень ее мощности, факт возрастания удельной (на единицу площади) [c.185]

В то же время специфические условия создания и эксплуатации автономных ЭХУ определяют целесообразность их оптимизации по к 1териям астным по отношению к минимуму 3. В ряде практически важных случаев можно провести достаточно четкую аналогию между частными критериями качества одноцелевых электроэнергетических установок и ЭХУ. В гл. 3 отмечалось, что термодинамические параметры циклов космических радиоизотоп-ных ПТУ оптимизируются по максимуму эффективного КПД, ядерных — по минимуму удельной (на единицу мощности Л эл) площади холодильника-излучателя, а солнечных — по минимуму удельной суммарной площади проекции концентратора на плоскость, перпендикулярную солнечным лучам, и площади холодильника-излучателя. [c.189]

Работы по созданию солнечных ЭХУ с плоскими концентраторами на основе паротурбинных преобразователей и парокомпрессионных холодильных машин с ОРТ начаты с середины 80-х гг. В таких ЭХУ благодаря низким верхним температурам прямого цикла (порядка 370. .. 400 К) отсутствует опасность термического разложения ОРТ и создаются предпосылки для обеспечения высокой надежности, относительно широкого рабочего диапазона температур рефрижерации и низкой стоимости. [c.208]

Энергохолодильный блок без концентратора лучистой энергии имеет массу 610 кг и габаритные размеры 1 X 1,05 х 1,12 м. По предварительным оценкам, его стоимость составит 2500. .. 3000 долл. Указанные технико-экономические характеристики обеспечивают возможности широкого практического использования солнечных ЭХУ. [c.210]

Последние можно разделить на два подвида. Первый базируется в основном на системе преобразования солнечного излучения в тепло, которое далее чаще всего используется в обычных схемах тепловых электростанций. К ним относятся башенные солнечные электростанции (СЭС), солнечные пруды, солнечные энергетические установки с параболоцилиндрическими концентраторами. [c.146]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...