Welcome to
May 25, 2017  
 .:Billing


 .:Language
Выберете язык интерфейса:



 .:О нас

Home. Наши предложения

Этапы развития наших исследований

Ген.д-р, к.т.н.,
Евгений Дмитриевич Сорокодум


Контакты

Пресса о нас

Видео о нашей лаборатории


Солнечная аэро-вихревая электростанция





Документ Без Имени

Актуальность


Солнечные воздушные электростанции могут решить проблемы обеспечения электроэнергией удаленные районы. Состояние разработок Сейчас, в связи с увеличением глобального энергетического и экологического кризиса, в ряде стран (Австралия, Германия, США, России, Канада и др.) вновь начали разрабатывать и строить солнечные воздушные электростанции. Солнечные воздушные электростанции имеют ряд достоинств по сравнению с традиционными возобновляемыми источниками энергии (ветро- и гидрогенераторами, солнечными с использованием фотоэлементов и др.). Но известные типы солнечных воздушных электростанций имеют также ряд серьезных недостатков: - очень большие габариты, особенно высокие башни (до 1 км);
- большая стоимость строительства электростанции;
- очень низкий коэффициент полезного действия по экстракции тепловой энергии от солнца;
- зависимость от наличия солнца и проблемы обеспечения круглосуточно электроэнергией потребителя;
- необходимость очищать большие площади прозрачной крыши от пыли или снега.
Солнечные воздушные электростанции уже были сделаны в Испании 30 лет назад. Но они оказались малорентабельными и не пошли в массовое производство из-за недостатков перечисленных выше. Если эти недостатки не устранить, то и сейчас, несмотря с энергетический кризис, солнечные воздушные электростанции не будут производиться в большом количестве.
У разработчиков создается иллюзия, что с помощью формирования сложных траекторий воздушного потока и изобретения различных конструктивных особенностей можно создать высокоэффективные и дешевые солнечные воздушные электростанции. Все эти усилия могут только приблизить кпд электростанции к величине кпд идеального теплового двигателя. Величина этого кпд будет оставаться по-прежнему малой. Причем этот путь будет вызывать усложнение и удорожание электростанции. Глубинная причина выше перечисленных недостатков современных типов солнечных воздушных электростанций кроется в том, что сделана ставка на экстракцию только части тепловой энергии от солнца, на применение только цикла теплового двигателя и не экстрагируются другие виды энергии атмосферы. Надо расширить виды энергий, которые можно экстрагировать из атмосферы и оторваться от конструктивных стереотипов в части съема энергии, ее преобразования и подачи в форме электрической энергии. Если этого не сделать, то все финансы и время будут потрачены впустую. Внедрения и бизнеса с этими источниками энергии не будет.


Для создания высокоэффективных и дешевых солнечных воздушных электростанций необходимо сделать следующие этапы:

1. Разработать общие принципы экстракции низкопотенцильной энергии окружающей среды.
2. Наряду с использованием принципа теплового двигателя экстрагирующим энергию с воздушных потоков, нагретых солнцем, начинать использовать другие источники низкопотенциальной энергии атмосферы (низкопотенциальную тепловую энергию и энергию давления атмосферы, гравитационную энергию). Разработать физические и математические модели экстракции низкопотенциальной энергии атмосферы с помощью различных физических процессов, не противоречащих фундаментальной физике.
3. Разработать общие принципы конструирования механизмов по созданию необходимых аэродинамических, термодинамических и других режимов, обеспечивающих выполнение задачи по экстракции энергию с воздушных потоков, нагретых солнцем с одновременной экстракцией низкопотенциальной тепловой энергии и энергии давления атмосферы, гравитационной энергии.
4. Необходимо делать предпроектную оценку различных вариантов солнечных воздушных электростанций по использованию различных физических процессов и различных вариантов конструкций. Определить варианты, обеспечивающие максимальную экстракцию энергии атмосферы при минимальной стоимости и размеров электростанции.
5. Сделать действующий макет и на нем апробировать и ввести корректировки в выше перечисленные исследования и разработки.
6. Разработать программы инженерных расчетов и конструкторских разработок солнечных воздушных электростанций.
7. После выполнения работ по пп. 1-6 начать проектировать и изготавливать солнечные воздушные электростанции различной мощности и назначения для потребителей.

Использование выше перечисленной последовательности действий может позволить сократить во много раз временные и финансовые затраты и избавить от разработки тех вариантов, которые обречены на провал. Нами предлагается провести разработку солнечных воздушных электростанций, которые бы не имели вышеперечисленные недостатки. Предлагается провести кардинальное улучшение характеристик солнечных воздушных электростанций на основе использования наших теоретических, экспериментальных, расчетных, конструкторских результатов и опыта. Наши научные, методические результаты и методы конструирования опираются на основы фундаментальной физики разных областей науки.


Источники низкопотенциальной энергия из атмосферы


(Физические и математические модели экстракции низкопотенциальной энергии атмосферы с помощью различных физических процессов).
Из атмосферы можно экстрагировать следующие виды энергии:
1. Тепловая.
2. Давления атмосферы.
3. Гравитационная.

1. Экстракция тепловой энергии атмосферы.
1.1. Ситуации сейчас. Аналог.
Используется механизм нагрева атмосферного воздуха энергией солнца и всплывание нагретого воздуха в вертикальной трубе под воздействием солнечной энергии.

На пути движения вверх воздуха ставится электрогенератор с турбиной, который забирает часть механической энергии поднимающегося вверх воздуха. Предельное кпд экстракции энергии определяется циклом теплового двигателя Карно.
Около поверхности земли можно создать физические условия, при которых температура воздуха будет больше чем в верхних слоях. Благодаря этому плотность воздуха около поверхности будет больше, чем вверху и нижние области воздуха будут всплывать под действием архимедовой силы.
Тепловую энергию посредством всплывающей теплой области воздуха можно преобразовать в механическую энергию. По сути это будет тепловой двигатель. Коэффициент полезного действия такого преобразователя для идеального (предельного) случая будет определяться циклом Карно.
На графиках показано кпд для идеального преобразователя с перепадом температур между нагретым воздухом и холодными верхними слоями в 10, 20 и 30 градусов.
Для получения электрической из тепла атмосферы по этому способу строится конструкция состоящая из прозрачной крыши и высокой башни. Под крышей нагревается воздух под действием солнечных лучей и поднимается в башне вверх. На пути поднимающегося вверх воздуха ставят электрогенератор с лопастями. Поднимающийся воздух вращает лопасти и генератор вырабатывает электрическую энергию.
Такие солнечные воздушные электростанции имеют реальное кпд намного меньше идеального и имеет его не более 2%.
В солнечных воздушных станциях, которые строились ранее и сейчас используется выше описанный способ. Эти электростанции не нашли широкого применения, потому что имеют серьезные недостатки:


1. Очень низкое кпд.
2. Большая стоимость строительства.
3. Очень большие габариты.
4. Сложности при эксплуатации, в т.ч. необходимость постоянной очистки большой поверхности крыши от пыли и снега.


Для устранения вышеперечисленных недостатков и повышение эффективности солнечных воздушных электростанций нами предлагаются различные способы дополнительной экстракции энергии низкопотенциальной окружающей среды.

1.2. Способ экстракции тепловой энергии из низкопотенциальной тепловой энергии атмосферы с помощью вихря (KNOW HOW):

На рисунках показана схема экстракции кинетической энергии воздушного потока и низкопотенциальной тепловой энергии:
- конвективная передача (рисунок слева);
- диффузионная передача энергии (рисунок справа).



1.3. Способ экстракции тепловой энергии из низкопотенциальной тепловой энергии и из энергии при конденсации воды из атмосферы с помощью вихря (KNOW HOW):

На рисунках показана схема экстракции кинетической энергии воздушного потока и низкопотенциальной тепловой энергии и конденсации воды из атмосферы:



1.4. Способ усиления кинетической энергии струи за счет экстракции низкопотенциальной тепловой энергии и энергии конденсации воды из атмосферы с помощью вихря (KNOW HOW)

2. Экстракция тепловой энергии атмосферы.

Энергии давления спокойной окружающей среды, при определенных физических условиях (Know How), может экстрагироваться и может быть в несколько десятков раз больше энергии устройства создавшего вихрь. Следует подчеркнуть, что наши исследования опираются на классическую фундаментальную физику и являются продолжением работ Константина Циолковского, Никола Тесла, Виктора Шаубергера, профессора Александра Предводителева, нобелевского лауреата Ильи Пригожина и многих других.


2.1. Получение дополнительной кинетической энергии струи за счет экстракции энергии давления атмосферы (KNOW HOW).

2.2. Получение дополнительной кинетической энергии струи за счет экстракции энергии давления атмосферы (KNOW HOW) с помощью вихря (KNOW HOW).

2.3. Получение дополнительной кинетической энергии струи за счет экстракции энергии давления атмосферы с помощью спирального вихря (KNOW HOW).

2.4. Способ экстракции тепловой энергии из низкопотенциальной энергии давления атмосферы с помощью вихря (KNOW HOW):

На рисунках показана схема экстракции кинетической энергии воздушного потока и низкопотенциальной тепловой энергии и конденсации воды из атмосферы:



2.5. Разработаны способы экстракции низкопотенциальной тепловой и потенциальной (давления) энергии с помощью вихря (KNOW HOW):

На рисунках показан общий случай, - одновременной экстракции кинетической энергии ветра и течений и низкопотенциальной энергии.

На основе наших теоретических и экспериментальных исследований мы можем провести научно-исследовательскую и опытно-конструкторскую работу по созданию первых образцов новой высокоэффективной техники. Мы ищем инвесторов и партнеров для создания первых образцов этой новой техники.

Наши предложения


1. Сделать предпроектную оценку различных вариантов солнечных воздушных электростанций по использованию различных физических процессов и различных вариантов конструкций. Определить варианты, обеспечивающие максимальную экстракцию энергии атмосферы при минимальной стоимости и размеров электростанции.
2. Сделать действующий макет и на нем апробировать и ввести корректировки в выше перечисленные исследования и разработки.
3. Разработать программы инженерных расчетов и конструкторских разработок солнечных воздушных электростанций.
4. Спроектировать и изготавливать солнечные воздушные электростанции различной мощности и назначения для потребителей.
5. В качестве первого варианта использования предлагаемых нами высоких технологий смотрите ниже солнечную воздушную вихревую электростанцию.
На основании выше предложенных нами способов экстракции энергии атмосферы предлагается солнечная аэро вихревая электростанция нового типа.







Вид сверху (видны четыре воздуховода отводящие за пределы крыши электростанции холодный воздух).


Общие принципы работы:

1. Воздух нагретый солнцем поднимается вверх в центральной части электростанции.
2. Затем воздух захватывается вихрем и направляется вниз (а не вверх как в обычных солнечных электростанциях).
3. В теле вихря от прокачиваемого через вихрь атмосферного воздуха отбирается энергия: - тепловая энергия от солнца; - скрытая тепловая энергия при самоохлаждения струи и перехода тепловой энергии в дополнительную кинетическую энергию (дополнительную скорость струи); - скрытая тепловая энергия при конденсации влаги из атмосферы и перехода тепловой энергии в дополнительную кинетическую энергию (дополнительную скорость струи); - энергия давления атмосферы.
4. Холодный воздух после вихря выбрасывает через четыре трубы, проложенные вдоль земли за габариты электростанции (см. вид на электростанцию сверху)


Предлагаемые солнечные электростанции:

1. Высота башни понизится с 1 км до 50 метров (возможны бесбашенные варианты).
2. Упростятся все части конструкции.
3. Могут работать круглосуточно вообще без наличия солнца. Ночью они будут иметь меньшую мощность, а дней, большую.
4. Иметь гораздо меньшие размеры и стоимость.
5. Кпд может быть 15-50%.
6. Коэффициент преобразования (коэффициент усиления энергии) теоретический может быть до 140 (тепловые насосы имеют только 4).
7. Будут давать чистую воду в промышленных масштабах, не расходуя энергию на получения воды из атмосферы.


Предлагаемые солнечные воздушные электростанции предназначены:

- для обеспечения электроэнергией потребителей (индивидуальные потребители, фермы, фирмы, города, транспорт и др.);
- для обеспечения чистой водой потребителей (индивидуальные потребители, фермы, фирмы, города, транспорт и др.);
- использование в различных технологических процессах.











Copyright © "Vortex Oscillation Technology Ltd" Все права защищены.

Опубликовано на: 2009-04-11 (12540 Прочтено)

[ Вернуться назад ]
Content ©

 
Копирование и перепечатка материалов, статей и файлов с данного сайта допускается только с письменного согласия Сорокодума Е.Д. и ООО "Вихре-Колебательные Технологии" (С) 2000-2013
Copying and reprinting materials, articles and files from this site is permitted only with the written consent of Sorokodum Evgeny and "Vortex Oscillation Technology Ltd." (C) 2000-2013