Kaip sukurti saulės generatorių

Saulės energijos paklausa sparčiai auga (žr. Naujos saulės energijos technologijos, kurias skatina karštosios rinkos). Tačiau didelių fotovoltinių plokščių statyba ir įdiegimas elektros energijai gaminti tebėra brangus. Dabar dvi MIT grupės tiria alternatyvius saulės energijos gamybos būdus, kurie galėtų žymiai sumažinti išlaidas, o galimybę gauti elektros energiją iš saulės atiduoti neturtingų šalių kaimo gyventojams ir kiemo meistrams.

Lesote sumontuotas saulės koncentratorių prototipų rinkinys. (Amy Mueller sutikimu.)

Dirbdamas Taikos korpuse Lesote pietų Afrikoje, MIT magistrantas Matthew Orosz, kuriam patarė civilinės ir aplinkos inžinerijos profesorius Haroldas Hemondas, sužinojo, kad atspindintys paraboliniai loviai gali kepti duoną. Dabar jis planuoja panaudoti tuos pačius gudrybes, kad tiektų energiją į saulėje kepamas, bet elektros ištroškusias Afrikos dalis. Jo saulės generatorius, sujungtus iš automobilių dalių ir santechnikos reikmenų, galima lengvai pastatyti kieme.

Pagrindinė Orosz saulės generatoriaus sistemos konstrukcija yra paprasta: parabolinis lovelis (šiuo atveju užima 15 kvadratinių metrų) nukreipia šviesą į vamzdį, kuriame yra variklio alyvos. Alyva cirkuliuoja per šilumokaitį, paversdama šaltnešį garais, kurie varo turbiną, kuri savo ruožtu varo generatorių.

Tada šaltnešis aušinamas dviem etapais. Pirmajame etape šiluma atgaunama karštam vandeniui ruošti arba, viename projekte, maitinti absorbcinio proceso aušintuvą, pavyzdžiui, propanu varomus šaldytuvus RV. Saulės sukurta šiluma pakeistų arba padidintų šiuose įrenginiuose naudojamą propano liepsną. Antrasis etapas dar labiau atvėsina šaltnešį, o tai pagerina sistemos efektyvumą, sako Oroszas. Šiame etape tikriausiai bus naudojamas vėsus gruntinis vanduo, pumpuojamas į paviršių naudojant generatoriaus energiją. Tada vanduo gali būti laikomas geriamojo vandens rezervuare.

Projektuojant naudojamos lengvai prieinamos dalys ir įrankiai. Pavyzdžiui, tiekimo siurblys ir garo turbina iš tikrųjų yra vairo stiprintuvo siurbliai, naudojami automobiliuose ir sunkvežimiuose. Elektrai gaminti komanda naudoja kintamosios srovės generatorių, kuris nėra toks efektyvus kaip įprastas generatorius, tačiau jau yra sukurtas įkrauti akumuliatorių, o tai sumažina sistemos sudėtingumą. Ir, kaip ir vairo stiprintuvo siurblius, generatorius, įskaitant pigesnius atnaujintus, lengva įsigyti.

Dėl to visą sistemą, gaminančią vieną kilovatą elektros ir 10 kilovatų šilumos, įskaitant bateriją pagamintai galiai kaupti, galima pastatyti už porą tūkstančių dolerių, sako Oroszas, o tai yra mažiau nei pusė vieno kilovato kainos. fotovoltinių plokščių.

Negalite sau leisti to, kas sukurta saulės energijai. Turite nusipirkti tai, kas gaminama masiškai, už ką nors kita – tokiu būdu kaina yra pagrįsta, sako Duane'as Johnsonas, Red Rock Energy savininkas White Bear Lake, MN, kuris sukūrė ir parduoda tūkstančius nebrangių LED saulės spindulių. sekimo prietaisai, kuriuos Orosz naudoja saulės koncentratoriams orientuoti. Pasak jo, dauguma prietaisų yra naudojami fotovoltinėms plokštėms išdėstyti, tačiau kai kurie žmonės juos naudoja su senomis palydovinėmis antenomis, kad sutelktų šilumą ir gamintų garus. Jo prietaisų pardavimas kasmet auga 25 procentais, panašiai kaip saulės fotovoltinės pramonės.

Atnaujintos automobilių dalys nėra vienintelis būdas. Amy Sun, MIT žiniasklaidos laboratorijos magistrantė, sukūrė nebrangią sistemą, kuri naudoja saulės koncentratoriaus šilumą, kad galėtų valdyti turbiną, kurią iš pradžių patentavo Nicola Tesla. Užuot gaminusi sudėtingas, sunkiai pagaminamas turbinas, „Sun“ kreipėsi į „Tesla“ turbiną, kurią sudaro paprastesni plokšti diskai, sukrauti kaip įrašai ant centrinio veleno. Diskai yra atsargiai išdėstyti tarp jų, kad tarp jų galėtų tekėti garai. Garams tekant, trintis tarp garų ir diskų paviršiaus priverčia juos suktis. Atlikęs sukimosi veleno darbą, galiu jį sujungti su beveik bet kuo – oro siurbliu, kompresoriumi, ventiliatoriumi, maišytuvu, šlifuokliu, siuvimo mašina, šaldymo kompresoriumi ir, kad galėčiau maitinti tuos labai keletą dalykų, kurie iš tikrųjų yra elektriniai, elektriniu. generatorius. Ji skaičiuoja, kad ši sistema, kurią, jos teigimu, yra pakankamai paprasta pagaminti aštuonmečiui, gali gaminti pigiai energiją.

Žinoma, bendra šių saulės energijos generatorių sistemų ekonomika priklauso nuo to, kiek laiko jos tarnaus ir kiek reikės priežiūros. Oroszo sistemos eksploatavimo laikas gali būti gana ilgas, nes joje naudojamos dalys, skirtos tvirtai eksploatuoti transporto priemonėse. Jis taip pat veikia esant santykinai žemai temperatūrai, kuri ne tik daro jį saugesnį ir lengvesnį darbą, bet ir neapkrauna naudojamos santechnikos veikimo ribų.

Jau sukūręs veikiantį prototipą, kitas Oroszo žingsnis, kurį jis tikisi atlikti nuo šių metų rugsėjo Lesote, yra optimizuoti gamybą ir sukurti finansavimo sistemą, pasinaudojant neseniai Pasaulio banko 100 000 USD dotacija, kad sistema būtų prieinama kaimo gyventojams, greičiausiai naudotų generatorių bendruomenės centre ir kaip akumuliatoriaus įkrovimo stotelę.

Nors jų sistema iš pradžių buvo sukurta Lesotui, Oroszas ir jo kolegos mano, kad ji gali patikti mėgėjams kitur. Kiemo meistrai galėtų jį pasistatyti patys. Nėra jokių abejonių, sako Amy Mueller, MIT magistrantė, kuri ėmėsi pagrindinio vaidmens Oroszo projekte. Mato tėtis turi vieną iš jų, kurį pastatėme norėdami šildyti jo sūkurinę vonią.

paslėpti