Русский
Русский
English
Статистика
Реклама

Технологии

Хранить энергию солнца и ветра в подводных резервуарах в виде сжатого воздуха предложили британские ученые

04.07.2020 17:51:10 | Автор: admin

Исследователи из Эдинбургского университета разрабатывают технологию накопления и хранения возобновляемой электроэнергии в виде сжатого воздуха в резервуарах, расположенных в прибрежных водоносных горизонтах.

По расчетам ученых, только у побережья Великобритании такое решение позволит хранить от 77 до 96 ТВт/ч энергии в течение 2 месяцев, чтобы использовать ее при пиковых нагрузках в энергосистеме. Для обустройства 6300-7800 резервуаров потребуется 16-59 млн долларов. Хранилища будут работать с эффективностью 54-59%. Стоимость получаемого при использовании сжатого воздуха электричества составит 0,42-4,71 доллара за квт/ч.

Заметная неопределенность в оценке себестоимости обусловлена сомнениями в экономической эффективности технологии, известной как PM CAES и основанной на закачке сжатого воздуха пористые породы дна водоемов. Однако авторы исследования в своей статье, опубликованной в Nature Energy, утверждают, что у нее имеются коммерческие перспективы.

Технология CAES подразумевает использование избыточной электроэнергии для производства сжатого воздуха, который хранится под землей. За счет получаемого тепла впоследствии можно вырабатывать электричество с помощью газовой турбины. При этом образуется 228 г CO2 на 1 квт/ч. Оборудование традиционных газовых электростанций производит 388 г CO2 на 1 квт/ч.

По словам руководителя исследовательской группы Жюльена Моули-Кастилло, единственное испытание описанной технологии было проведено в США в 1970-х годах. Для оценки потенциала PM CAES ученые применили методы Монте-Карло, состоящие в многократном обсчете математической модели с помощью генератора случайных чисел с последующим анализом вероятностных характеристик. Исследователи пришли к выводу о том, что прибрежные хранилища сжатого воздуха можно использовать в странах с большим населением, испытывающих нехватку прибрежных территорий или покрывающих 80% потребности в электроэнергии за счет энергии солнца, ветра и других возобновляемых источников. При этом неправильная эксплуатация резервуаров без анализа целостности окружающих горных пород может привести к их повреждению или разрушению.

Формирование окончательного мнения о целесообразности применения технологии PM CAES потребует дополнительного анализа ее влияния на окружающую среду. Например, выделяемое в процессе сжатия воздуха тепло может уничтожить микроорганизмы, обитающие в скважинах. Необходимо также изучить подходящие для хранилищ места и оценить влияние различных химических реакций на целостность резервуаров.

Источник: ed.ac.uk

Подробнее..
Категории: Технологии

Водородные топливные элементы с турбонаддувом от HyPoint обеспечат аэротакси дальность полета 650 км

04.07.2020 17:51:10 | Автор: admin

Водородное летающее такси

Калифорнийская компания HyPoint, основанная российскими инженерами, представила водородный топливный элемент новой конструкции. По ее заявлениям, он в три раза мощнее и в четыре раза долговечнее стандартных устройств такого типа.

Ожидается, что эта разработка будет способствовать развитию электрических летательных аппаратов, в том числе используемых в качестве аэротакси. С таким источником энергии они смогут пролетать без дозаправки 550650 км при скорости до 300 км/ч.

Турбированные водородные топливные элементы

Чтобы решить проблемы привода на водородном топливе, такие как низкая мощность, малый срок службы и ограниченный температурный диапазон применения, HyPoint создала топливный элемент, охлаждаемый воздухом с применением турбонаддува.

В этом устройстве водородные топливные ячейки находятся в закрытом пространстве, в котором с помощью нагнетающего давление 23 бар компрессора обеспечивается постоянная циркуляция воздуха. В результате этого водородный элемент постоянно работает при оптимальных значениях влажности и температуры. Когда концентрация кислорода внутри устройства понижается до 1216%, воздух частично выпускается через специальный клапан и заменяется свежим, поступающим через компрессор.

Удельная мощность новых топливных элементов

Благодаря повышенному давлению, обеспечивающему увеличенное содержание кислорода на катодной стороне топливной ячейки, и применению инновационной высокотемпературной протонообменной мембраны (HTPEM) внутрь элемента HyPoint попадает в три раза больше водорода, чем при традиционной конструкции.

В результате система обладает удельной мощностью 2000 Вт/кг. У стандартных водородных ячеек этот показатель составляет 150-800 Вт/кг. Плотность энергии элементов HyPoint достигает 960 Втч/кг. Это примерно в 3 раза больше, чем у литий-ионных аккумуляторов и почти в 2 раза превышает значения, типичные для других топливных элементов.

Водородные топливные ячейки для летательных аппаратов

Дополнительное преимущество устройства способность работать на водороде, содержащем до 1% примесей, в то время как обычно допускается не более 0,001% загрязнений. Топливные элементы HyPoint могут использоваться при температуре от 50 до +50 C. Предполагается, что им не потребуется обслуживание в течение 20000 часов.

HyPoint сотрудничает с рядом крупных компаний, занимающихся разработкой электрических летательных аппаратов, в том числе ZeroAvia и Bartini. Сейчас топливные элементы HyPoint созданы только в версии для лабораторных испытаний. Однако уже в этом году разработчики планируют собрать рабочий прототип мощностью 1520 кВт, а в 2022 году создать полноценную систему на 150200 кВт.

Источник: newatlas.com

Подробнее..
Категории: Технологии

Самый маленький ионный двигатель корона из вольфрама и жидкий индий

04.07.2020 17:51:10 | Автор: admin

Нано ионный двигатель

Indium FEEP Multiemitter (IFM) Nano Thruster это самый маленький высокоточный ракетный двигатель, созданный в Европе. Он отлично подходит для поддержания и корректировки положения в космосе малых спутников формата CubeSat, а также сведения их с орбиты. Двигательная установка летательного аппарата может состоять как из одного, так и из нескольких таких устройств.

IFM Nano Thruster представляет собой миниатюрный ионный двигатель. Тяга в нем создается потоком ионизированного газа, состоящего из заряженных электрическим полем атомов индия. Конструкция двигателя предусматривает использование этого металла в жидком состоянии. При комнатной температуре индий твердое вещество, поэтому перед поступлением в двигатель он нагревается.

Центральная деталь Nano Thruster зубчатая вольфрамовая корона диаметром всего 1 см. Все 28 зубцов короны это отдельные полые иглы, по которым жидкий индий под влиянием капиллярного эффекта движется от основания к кончику.

В обычном состоянии за счет силы поверхностного натяжения жидкость не вытекает, а удерживается в микроскопических отверстиях на концах игл. Но когда на индий воздействует электрическое поле, на поверхности жидкости образуются мельчайшие конусы, из которых в сторону от основания короны выстреливают положительные ионы, создающие тягу.

Миниатюрный ионный двигатель для спутников

Ее сила очень мала, что позволяет с высокой точностью корректировать положение спутника. У IFM Nano Thruster тяга составляет от 10 до 400 микроньютон, пиковое усилие может достигать 1000 микроньютон (1 миллиньютон). Для сравнения, типичный ионный двигатель развивает 20250 миллиньютон.

Indium FEEP Multiemitter Nano Thruster это результат 15-летней совместной работы Европейского космического агентства (ЕКА) и австрийской организации FOTEC. В основе устройства лежит изобретение главного технологического центра ЕКА электростатический ракетный двигатель с термоэмиттером (FEEP). Надежность тонких игл короны подтверждена многими тысячами часов тестов, проведенных в рамках программы ЕКА Technology Development Element. Nano Thruster уже испытан в космосе и теперь продается фирмой ENPULSION дочерней компанией FOTEC.

Изначально IFM Nano Thruster разрабатывался для проведения высокоточных гравитационных измерений в верхних слоях атмосферы, где приборам необходимо компенсировать небольшое аэродинамическое сопротивление. Сейчас Indium FEEP Multiemitter Nano Thruster используется польско-финским производителем спутников ICEYE. Также рассматривается возможность применения двигателя в будущих проектах ЕКА.

Источник: esa.int

Подробнее..
Категории: Технологии

Эффективность беспроводной зарядки не уступает кабелям в устройствах Momentum Dynamics

04.07.2020 17:51:10 | Автор: admin

Беспроводная зарядка электробуса

Американская компания Momentum Dynamics утверждает, что беспроводные зарядные устройства не уступают по эффективности передаче энергии по кабелю, при условии соблюдения оптимального расстояния между зарядной станцией и принимающим устройством.

Так, беспроводная станция мощностью 300 кВт обеспечивает общий КПД передачи электроэнергии 9294% при воздушном зазоре около 19 см. Такие характеристики типичны для стандартной зарядки постоянного тока на 50 кВт.

Как объясняет Momentum Dynamics, большинство потерь энергии происходит в кабелях и силовой электронике. Воздух не участвует непосредственно в проведении тока, поэтому энергоэффективность как систем, не использующих проводов, так и обычных зарядок примерно одинакова.

Беспроводная зарядка электротранспорта

В проводных зарядных устройствах потери растут при увеличении мощности. То есть при использовании одинакового оснащения зарядка на 350 кВт обладает меньшим КПД, чем система на 50 кВт. При этом при работе более мощного устройства необходимы дополнительные затраты на охлаждение кабеля.

В зарядной станции Momentum Dynamics мощность 300 кВт достигается за счет применения модульной системы. Зарядное устройство состоит из четырех модулей (площадок), каждый из которых обладает мощностью 75 кВт и использует ток до 125 ампер. Увеличивая количество таких зарядных площадок можно достичь высокой общей мощности зарядки без снижения энергоэффективности. Если провести аналогию с подачей питания по проводам, это выглядит, как если бы вместо одного кабеля подключали сразу четыре.

Быстрая беспроводная зарядка электромобиля

В эксплуатируемых компанией Link Transit электробусах BYD K9S, оснащенных системой от Momentum Dynamics, применяются четыре модуля на 50 кВт каждый, обеспечивающие суммарную мощность 200 кВт. Совсем недавно перевозчик заказал 10 новых автобусов, поддерживающих 300-киловаттную зарядку.

По утверждениям Momentum Dynamics, беспроводные зарядные станции безопасны с точки зрения электромагнитного излучения и не нагреваются до высокой температуры. А стоимость установки беспроводных решений примерно такая же, как и для обычных зарядных станций.

Зарядка электрических автобусов по воздуху

Главное преимущества беспроводной зарядки простота эксплуатации. Причем не нужно заботиться как о подключении кабелей, так и об их размещении. Возможность быстро подзаряжать автобус во время остановок по маршруту избавляет от необходимости прекращать рейсы для восстановления заряда аккумулятора и позволяет снизить размеры, и, следовательно, массу батарей. Это позволяет электробусу перевозить больше пассажиров и оставаться на маршруте в течение всего дня.

Источник: momentumdynamics.com

Подробнее..
Категории: Технологии

Последние комментарии

© 2006-2020, tuvatforum.ru