Хабр Курсы для всех
РЕКЛАМА
Практикум, Хекслет, SkyPro, авторские курсы — собрали всех и попросили скидки. Осталось выбрать!
Хабр доступен 24/7 благодаря поддержке друзей
Комментарии 104
perpetuum mobile?
Ну, если не учитывать солнце, и не учитывать доставку воды на вершину, и… а так, в общем то, да — вечный двигатель.
Вы забили про воду, её где то надо получать прежде чем доставлять на вершину. И она не как не возвращается.
Получить источник пресной воды в пустыне достаточно сложный вопрос.
Получить источник пресной воды в пустыне достаточно сложный вопрос.
Артезианские скважины уже не в моде?
Можно и соленую. Заодно внизу на халяву можно получить техническую соль.
Они ж ее распыляют ) в трубе будет идти дождь постоянно. Собирай и наверх обратно. или планируется что все испарится?
А так же остается вопрос как к трубе подойти, если там ветрище будет дуть от нее во все стороны )
А так же остается вопрос как к трубе подойти, если там ветрище будет дуть от нее во все стороны )
Дождь идти там не будет, вода в оптимально работающей трубе полностью испаряется.
Кроме того рециркуляция воды в такой системе заведомо бессмысленна, т.к. энергия в ней снимается с потока тепла от горячего воздуха к более холодной воде :). Вода в этой системе необратимо нагревается, это «холодильник» тепловой машины. На то чтобы её обратно охладить понадобится не меньшее количество энергии чем будет выработано в такой системе :)
Кроме того рециркуляция воды в такой системе заведомо бессмысленна, т.к. энергия в ней снимается с потока тепла от горячего воздуха к более холодной воде :). Вода в этой системе необратимо нагревается, это «холодильник» тепловой машины. На то чтобы её обратно охладить понадобится не меньшее количество энергии чем будет выработано в такой системе :)
можно доставлять на вершину только водород. за счёт сжигания его на вершине. остаётся проблема — где брать столько водорода.
Для этого у подножия можно построить АЭС, там с водородом всё ок)
(нейтроны, которых в урановом реакторе выделяется очень много, превращаются в протоны (суть ядра водорода) с периодом полураспада 11.2 мин).
Заодно и с электричеством проблем не будет)
(нейтроны, которых в урановом реакторе выделяется очень много, превращаются в протоны (суть ядра водорода) с периодом полураспада 11.2 мин).
Заодно и с электричеством проблем не будет)
Тогда можно построить АЭС и на этом остановиться :)
Хотя под Финиксом уже есть одна.
Хотя под Финиксом уже есть одна.
Тогда понадобится уран и его можно попробовать найти и добывать в Аризоне. Для добычи урана нужна инфраструктура для людей — небольшой город. Для города понадобится электричество и всё остальное. Для получения электричества можно будет построить электростанцию сжигающую уголь.
Небольшой городок может питать Siemens SGT — вот такая, например.
Нейтроны в протоны?
А как охлаждать этот пар?
Понадобится огромный холодильник. А если есть такой холодильник, то вода уже необязательна.
Понадобится огромный холодильник. А если есть такой холодильник, то вода уже необязательна.
Какая-то ошибка — 1.5 миллиарда долларов на 100 киловаттную электростанцию?
Это альтернативная энергетика, там логика отсутствует.
Возможно, они надеются, что энергия подорожает, строительство подешевеет, а в пустыне глобально потеплеет.
«can produce up to 1,250 megawatts per hour» — это больше чем 1 блок «миллионник» в АЭС. Круто.
www.solarwindenergytower.com/index.html
Кстати, солнце когда светит, выработка больше. Т.е. пики производства и потребления совпадают, не надо ГАЭС строить.
www.solarwindenergytower.com/index.html
Кстати, солнце когда светит, выработка больше. Т.е. пики производства и потребления совпадают, не надо ГАЭС строить.
Фигня какая-то. Начать с того, что megawatts per hour — вообще бессмысленная величина.
Кстати, в источнике
Я так понимаю, что в среднем по 435 МВтч за год, а летом так вообще больше 1200 МВтч. Вот только МВтч — это не мощность, а энергия, поэтому так и не понятно, какая ж у нее все-таки мощность.
Кстати, в источнике
The 2,250-feet (686-meter) project, which resembles a nuclear plant’s cooling tower, would be capable of generating at a average rate of about 435 megawatt-hours over the course of a year, Ron Pickett, chief executive officer of the three-year-old Annapolis, Maryland-based company, said in a phone interview today. In July and August, the Southwest’s hottest and driest months, the plant could produce more than 1,200 megawatt-hours.
Я так понимаю, что в среднем по 435 МВтч за год, а летом так вообще больше 1200 МВтч. Вот только МВтч — это не мощность, а энергия, поэтому так и не понятно, какая ж у нее все-таки мощность.
Если верить официальным цифрам в 435 мвт-часов в год, то данная станция за год вырабатывает в 2 раза меньше энергии, чем АЭС за час.
При этом цена строительства блока АЭС сопоставимая — несколько млрд$.
Ну либо цифы перевраны, что тоже возможно.
При этом цена строительства блока АЭС сопоставимая — несколько млрд$.
Ну либо цифы перевраны, что тоже возможно.
А сегодняшний софт может рассчитать модель работы такой конструкции во всех деталях?
Отличная идея, я считаю. Особенно учитывая то, что в Аризоне одна из проблем #1 — это вода.
А как быть с перепадом давления на концах трубы и тягой снизу вверх — тем, благодаря чему работают вытяжные трубы?
<sarcasm>Отлично! Значит, вместо распылителей воды сверху размещаем еще один огромный вентилятор, а нижние будут просто крутиться в обратную сторону. У вас не найдется $1.5 млн?</sarcasm>
А с чем бороться? Холодный воздух всегда опускается вниз, горячий должен попадать внутрь трубы, чтобы с ним бороться. Он, конечно, создает неудобства — перепад давлений уменьшает (просто за счет своего присутствия снаружи), но не критично.
Тут же:
1. Горячий воздух сверху охлаждается (t↓)
2. Уменьшается его удельный объем (v↓)
3. Плотный и холодный воздух опускается вниз, увеличивая скорость (c↑, фактически увеличивая свою кинетическую энергию — Eк↑)
4. Воздух попадает на лопасти, вращает вал чем и вырабатывает энергию. Количество выработанной (сработанной кинетической) энергии зависит от разницы давлений внизу трубы внутри и снаружи.
Вот видео об этом способе производства энергии www.youtube.com/watch?v=2japP5d0qCI
Тут же:
1. Горячий воздух сверху охлаждается (t↓)
2. Уменьшается его удельный объем (v↓)
3. Плотный и холодный воздух опускается вниз, увеличивая скорость (c↑, фактически увеличивая свою кинетическую энергию — Eк↑)
4. Воздух попадает на лопасти, вращает вал чем и вырабатывает энергию. Количество выработанной (сработанной кинетической) энергии зависит от разницы давлений внизу трубы внутри и снаружи.
Вот видео об этом способе производства энергии www.youtube.com/watch?v=2japP5d0qCI
А ветер они учитывают при расчетах? На таких высотах ветер будет дуть постоянно и с большими скоростями. Ну а по закону Бернулли, чем больше скорость ветра тем меньше давление в трубе, что будет вызывать тягу.
Можно ловушку для ветра поставить. Раструб-флюгер. Тогда это будет ещё и ветроэлектростанция.
Ветер создает эту тягу везде а не только в трубе. Воздух банально будет подниматься вверх везде до тех пор пока не установится новый равновесный градиент. На работу станции это никак не влияет.
Скорость движения воздуха в трубе меньше скорости ветра снаружи, из-за этого и возникает тяга. Это одна из фишек трубы, только тяга не будет зависеть от длины трубы, вторая фишка трубы поддерживать разность температур столба воздуха внутри и снаружи трубы, за счет этого тоже возникает тяга, эта фишка зависит от длины трубы. Обычно эти две тяги складываются. В данном случае обе тяги будут разнонаправленные.
Но, скорее всего, это решается установкой раструб-флюгер, как предлагает Chamie.
Но, скорее всего, это решается установкой раструб-флюгер, как предлагает Chamie.
Да. ведь можно эту тягу и использовать. Без всякой воды.
Вытяжные трубы (для всевозможных печей и т.д.) работают за счет того что труба заполнена более горячим воздухом чем воздух снаружи. Более горячий воздух => плотность ниже => градиент давления меньше => на верхнем конце трубы имеем избыток давления по сравнению с окружающим воздухом.
Данная станция работает ровно наоборот заполняя трубу холодным воздухом. Для холодного воздуха та же труба по тому же принципу создаст тягу вниз.
Данная станция работает ровно наоборот заполняя трубу холодным воздухом. Для холодного воздуха та же труба по тому же принципу создаст тягу вниз.
Разница в давлении создаётся, если мне не изменяет память, прежде всего за счёт высоты трубы.
Убедиться в тяге можно на трубе без горячего воздуха.
Зачем вы объясняете суть планируемой к строительству станции — мне не ясно, я читать умею.
Другое дело, что неясным остаётся насколько тяга снизу вверх будет влиять на планируемое движение охлаждаемого воздуха сверху вниз, в описании и на видео про это не говорят, а наверняка должны были учитывать.
Убедиться в тяге можно на трубе без горячего воздуха.
Зачем вы объясняете суть планируемой к строительству станции — мне не ясно, я читать умею.
Другое дело, что неясным остаётся насколько тяга снизу вверх будет влиять на планируемое движение охлаждаемого воздуха сверху вниз, в описании и на видео про это не говорят, а наверняка должны были учитывать.
Разница в давлении создаётся, если мне не изменяет память, прежде всего за счёт высоты трубы.Хотите сказать, что воздух в трубе будет двигаться куда-то только от того, что он в трубе, а не от того, что он чем-то отличается от такого же воздуха снаружи трубы?
Убедиться в тяге можно на трубе без горячего воздуха.
Разница в давлении создаётся, если мне не изменяет память, прежде всего за счёт высоты трубы.
Ошибаетесь. Почитайте про ту же «обратную тягу» у каминов aka downdraft. Если вытяжная труба камина заполнена холодным воздухом (например на улице холодно а камин закрыт задвижкой у основания) то открытие задвижки дает поток холодного воздуха вниз по дымоходу в более теплое помещение.
Убедиться в тяге можно на трубе без горячего воздуха.
В трубе без горячего воздуха тяги нет, иначе это бы был вечный двигатель ;-). Учитывайте что сама труба часто нагревает воздух за счет того что она нагревается солнцем.
Гм. Вроде в Австралии хотели построить такую же трубу, только наоборот!
Идея была в том, что самый тёплый воздух на поверхности земли, выше — холоднее. Поэтому любая высокая теплоизолированная труба будет работать как вытяжная труба. Вентилятор и вперёд.
lenta.ru/world/2003/01/07/tower/
Новость 2003 года. Вроде не построили. Но там есть ссылка на какой-то испанский эксперимент с 200-метровой трубой, якобы работало.
Идея была в том, что самый тёплый воздух на поверхности земли, выше — холоднее. Поэтому любая высокая теплоизолированная труба будет работать как вытяжная труба. Вентилятор и вперёд.
lenta.ru/world/2003/01/07/tower/
Новость 2003 года. Вроде не построили. Но там есть ссылка на какой-то испанский эксперимент с 200-метровой трубой, якобы работало.
Предлагаю вспомнить отечественную фантастику на эту тему.
Александр Петрович Казанцев, «Дар Каиссы».
Александр Петрович Казанцев, «Дар Каиссы».
А разве современные ТЭЦ не так же устроены?
Мне кажется, что автор оригинальной статьи путается в единицах измерения. Уважаемого переводчика, к сожалению, тоже не смутили эти цифры:
На самом деле неразбериха идет с официального сайта проекта. Там написано:
Зачем здесь слово hour, непонятно. Видимо, написанием текста занимались совсем не инженеры. Или должен быть указан период времени, за которое получается это количество энергии, или слова hour не должно быть вообще, так как речь идет о мощности. Я уверен, что речь все же о мощности, тогда цифры с оф.сайта становятся разумными: пиковая мощность станции в летние месяцы — 1250МВт, средняя мощность за год — 435МВт.
… при помощи которой планируется получать 435 МВт·ч энергии в год
На самом деле неразбериха идет с официального сайта проекта. Там написано:
can produce up to 1,250 megawatts per hour
Зачем здесь слово hour, непонятно. Видимо, написанием текста занимались совсем не инженеры. Или должен быть указан период времени, за которое получается это количество энергии, или слова hour не должно быть вообще, так как речь идет о мощности. Я уверен, что речь все же о мощности, тогда цифры с оф.сайта становятся разумными: пиковая мощность станции в летние месяцы — 1250МВт, средняя мощность за год — 435МВт.
В другом месте написано про среднегодовую мощность то ли 435 МВт, то ли 435 МВт·ч в день (то есть 18 МВт):
Due to lower capacities during winter days, the average hourly output per day for sale to the grid for the entire year averages approximately 435 megawatt hours/hr.По всему сайту мешанина понятий и единиц измерения.
Похоже автор уверенно взялся за превращение хабра в «Популярную механику».
Первые высотные башни для производства солнечной энергии завершены в 2015 году. Построенные новой компанией EnviroMission, купившей участок земли в штате Аризона, США, они имеют высоту 800 метров, что вдвое выше небоскреба Эмпайр-стейт-билдинг. Каждая генерирует 200 мегаватт чистой, возобновляемой энергии, достаточной для обслуживания 150 000 семей, что эквивалентно изъятию 220 000 загрязняющих окружающую среду автомобилей с шоссе.
Солнечные башни действуют, комбинируя три старых проверенных технологии: самотягу, парниковый эффект и ветротурбины. Воздух нагревается Солнцем и попадает в очень большой резервуар у основы башни, похожий на парник, в результате конвекции воздух поднимается вверх по трубе. Данный поток воздуха вращает турбины, производя электричество.
У башен есть ряд преимуществ:
— Поскольку они используют перепад температур, а не абсолютную температуру, они работают в любую погоду;
— Поскольку дневные температуры сильно нагревают поверхность, они продолжают работать ночью;
— Поскольку наилучших результатов можно добиться на пустынных территориях, их можно строить на неудобицах и необитаемых территориях посреди пустыни;
— Они не используют ресурсы вроде угля или урана, только воздух и солнечный свет;
— Они не загрязняют окружающую среду. Единственным «выбросом» является поток горячего воздуха, исходящий из трубы башни. Фактически, благодаря наличию парников, они также могут использоваться для выращивания растений;
— Они почти не требуют обслуживания и имеют почти столетний период эксплуатации;
— Они также могут служить достопримечательностью для туристов, предоставляя возможность посещения смотровых площадок на вершине.
Данная технология открывает новые возможности во времена, когда мир столкнулся с грядущим энергетическим кризисом. После того как данный проект подтвердит свою коммерческую эффективность, эта методика будет широко использоваться в 2020-ые годы.
Солнечные башни действуют, комбинируя три старых проверенных технологии: самотягу, парниковый эффект и ветротурбины. Воздух нагревается Солнцем и попадает в очень большой резервуар у основы башни, похожий на парник, в результате конвекции воздух поднимается вверх по трубе. Данный поток воздуха вращает турбины, производя электричество.
У башен есть ряд преимуществ:
— Поскольку они используют перепад температур, а не абсолютную температуру, они работают в любую погоду;
— Поскольку дневные температуры сильно нагревают поверхность, они продолжают работать ночью;
— Поскольку наилучших результатов можно добиться на пустынных территориях, их можно строить на неудобицах и необитаемых территориях посреди пустыни;
— Они не используют ресурсы вроде угля или урана, только воздух и солнечный свет;
— Они не загрязняют окружающую среду. Единственным «выбросом» является поток горячего воздуха, исходящий из трубы башни. Фактически, благодаря наличию парников, они также могут использоваться для выращивания растений;
— Они почти не требуют обслуживания и имеют почти столетний период эксплуатации;
— Они также могут служить достопримечательностью для туристов, предоставляя возможность посещения смотровых площадок на вершине.
Данная технология открывает новые возможности во времена, когда мир столкнулся с грядущим энергетическим кризисом. После того как данный проект подтвердит свою коммерческую эффективность, эта методика будет широко использоваться в 2020-ые годы.
Напомнило проекты 10-ти летней давности: "…Мы с профессором Чабановым разработали концепцию гелиоаэробарической теплоэлектростанции (ГАБ ТЭС). Она отличается от других тем, что состоит из легкого каркаса, на который натянута прозрачная прочная кварцевая пленка. Это ажурное сооружение, похожее на морскую звезду, имеет «лучи» длиной в сотни метров. На концах «лучей» есть входы – большие отверстия, через которые воздух проходит под пленку; двигаясь к центру «звезды», он нагревается солнцем, как в парнике. Став теплее и легче, воздух устремляется вверх, в трубу, тоже сделанную из пленки, диаметром 60 метров и высотой 350‑500 метров, дающую дополнительную тягу за счет перепада давления по высоте. Сильный поток воздуха вращает лопасти ветротурбины, установленной в нижней части трубы. Мощность такой электростанции будет от 50 до 200 тысяч киловатт. Затраты на строительство такой ажурной станции будут просто смешными по сравнению с гигантскими сооружениями из железа и бетона, имеющими такую же мощность. "
Уточнить бы, что с «профессором» РАЕН Чабановым. И сразу повеет тёплым ветерком солнечной энергии лженауки и мошенничества.
Есть рац.предложение объединить и создать Hybrid (STCT) = Solar Thermal Tower + Solar Сonversion Tower
В сети не видел пока такой идеи…
на видео Solar Thermal Tower:
В сети не видел пока такой идеи…
на видео Solar Thermal Tower:
Что то я не понял.
Всю жизнь думал что вытяжка работает за счет разницы давления у основания и у вершины трубы, а отнюдь не от перепеда температур.
Потом воздух у основания по любому будет горячее чем воздух у вершины трубы. Зачем охлаждать воздух водой у вершины, когда проще покрасить низ трубы в черный, а верх просто выкрасить серебрянкой?
Всю жизнь думал что вытяжка работает за счет разницы давления у основания и у вершины трубы, а отнюдь не от перепеда температур.
Потом воздух у основания по любому будет горячее чем воздух у вершины трубы. Зачем охлаждать воздух водой у вершины, когда проще покрасить низ трубы в черный, а верх просто выкрасить серебрянкой?
Совершенно верно и опять же не нужна ни какая вода. Проект в новости вызывает большие вопросы. Мне кажется есть куда более эффективные технологии.
Ну вы хоть видео посмотрите, если статью лень читать. Они хотят использовать движение воздуха не вверх, а вниз. Никакой самотяги — процесс прямо противоположный. Горячий воздух «затекает» сверху в отверстие трубы, охлаждается распыленной водой, его давление падает и сам он опускается вниз, до дна, где и выходит через турбины.
Ничего не могу сказать про эффективность, но принцип именно такой.
Ничего не могу сказать про эффективность, но принцип именно такой.
Всю жизнь думал что вытяжка работает за счет разницы давления у основания и у вершины трубы, а отнюдь не от перепеда температур.
Для того чтобы поднять на высоту воздух надо совершить определенную работу (воздух имеет массу и мы эту массу поднимаем). Перепад давлений внизу и наверху трубы при одинаковых температурах будет ровно таким, при котором совершаемая за счет этого перепада работа будет в точности равна работе необходимой для подъема воздуха вверх. Проще говоря тяга — это энергия, а труба — это не вечный двигатель чтобы эту энергию выкачивать из ниоткуда :)
Потом воздух у основания по любому будет горячее чем воздух у вершины трубы.
Ньюанс состоит в том что при подъеме вверх давление падает, воздух расширяется и его температура снижается, но извлечь из этой разницы температур энергию если не менять природный градиент не удастся :)
Зачем охлаждать воздух водой у вершины, когда проще покрасить низ трубы в черный, а верх просто выкрасить серебрянкой?
Нужды красить верх серебрянкой нет, т.к. столб воздуха над трубой поглощает энергию солнца еще хуже чем труба выкрашенная серебрянкой. Можно сделать просто черную трубу — тогда она будет нагревать находящийся внутри её воздух и создавать за счет этого тягу. Но вырабатываемая мощность будет очень низкой — такая труба будет перерабатывать в работу только поглощенную ею тепловую энергию солнца и делать она это будет с низким КПД
Зачем охлаждать воздух водой у вершины
Затем что такая система выкачивает тепловую энергию из всего теплого воздуха нагретого солнцем (вода выступает в роли холодильника к которому идет поток тепловой энергии) а не только из воздуха нагретого теплом башни (где холодильником работает чуть более холодная окружающая атмосфера). Благодаря этому мощность и КПД получаются намного выше.
Если у кого-то под рукой найдется проточная вода, то можно построить «вечный двигатель», на основе вот такого насоса, в котором нет ни единой движущейся детали, и который может поднимать воду на любую высоту. Ставим несколько таких стометровых башен на ручье, вытекающем из болота на даче, и крутим динамо :)
Что-то не так с цифрами только у меня, или 435 МВт*ч в ГОД — это около 50 кват мощности?
И на это полтора милиарда?
Оценка осмысленности примерно такая:
Пусть есть 500-метровая труба. Распыление воды снижает температуру градусов на 5-10, максимум — это можно посмотреть по психрометрической таблице.
Для оценки представим, что мы охладили столб воздуха 500-метровой высоты на 5 градусов. Для оценки забьем пока на динамику и т.п., Будем считать что в верхней части трубы давления равны. Тогда скачок плотности — те же 5/300, что и скачок температуры, плотность воздуха 1.2 кг/м3, Тогда разность давлений внизу — порядка 5*1.2/300 * 10 *500 = 100 Па. На таком давлении уже можно ставить какие-никакие турбины — работать оно будет. Труба, очевидно, нужна большая, чтобы на хорошей скорости давление не убивалось трением о трубу и чтобы нагрев от стен трубы не портил жизнь.
Про «сколько нужно воды» — надо бы отдельно посчитать.
И на это полтора милиарда?
Оценка осмысленности примерно такая:
Пусть есть 500-метровая труба. Распыление воды снижает температуру градусов на 5-10, максимум — это можно посмотреть по психрометрической таблице.
Для оценки представим, что мы охладили столб воздуха 500-метровой высоты на 5 градусов. Для оценки забьем пока на динамику и т.п., Будем считать что в верхней части трубы давления равны. Тогда скачок плотности — те же 5/300, что и скачок температуры, плотность воздуха 1.2 кг/м3, Тогда разность давлений внизу — порядка 5*1.2/300 * 10 *500 = 100 Па. На таком давлении уже можно ставить какие-никакие турбины — работать оно будет. Труба, очевидно, нужна большая, чтобы на хорошей скорости давление не убивалось трением о трубу и чтобы нагрев от стен трубы не портил жизнь.
Про «сколько нужно воды» — надо бы отдельно посчитать.
Что-то не так с цифрами только у меня, или 435 МВт*ч в ГОД — это около 50 кват мощности?
И на это полтора милиарда?
Так разобрались уже, что тут путаница с единицами.
По идее, нужный объем воды грубо вычисляется даже без термодинамических сложностей — у водяного пара есть своя плотность, и этот пар должен заполнить определенный объем в башне. Таблица плотностей водяного пара при разных температурах есть тут. Остается только понять, какой объем в этой трубе нужно заполнять для эффективного охлаждения теплого воздуха пустыни. Хотя, с учетом теплоемкости воды и воздуха, точный ответ будет немного другим. Было бы интересно построить модельку в Математике, вычисляющую оптимальные параметры…
del
>> Распыление воды снижает температуру градусов на 5-10, максимум — это можно посмотреть по психрометрической таблице.
Психрометрическая таблица показывает что на 40-градусной жаре и при нулевой влажности можно и 15 градусов получить в психрометре — и это не предельный результат, т.к. там мы охлаждаем до этой температуры целый термометр
Прикинем расчет для воздуха. 1 грамм воды при полном испарении забирает 2.25 кДж тепла. Для охлаждения 1 кг воздуха на 1 градус требуется примерно 1 кДж. Распылив 7 грамм воды на 1 кг воздуха, при полном испарении воды мы понизим температуру воздуха на 16 градусов. Если исходный воздух имел температуру t=30 градусов, то после охлаждения температура составит t=14 градусов. При такой температуре и нулевой начальной влажности воздуха распыленные 7 грамм воды на 1 кг воздуха дадут влажность воздуха на выходе ~70%. Это значительно меньше 100%, поэтому при достаточно большой трубе это вполне достижимый результат.
На практике впрочем надо учитывать гравитационные эффекты и там все будет чуть сложнее. Коротко говоря, для влажного воздуха температура с падением высоты будет расти гораздо медленнее => будет больше градиент давления => воздух будет разгоняться трубой. На выходе трубы будет наблюдаться отнюдь не избыток давления, а напротив, будет газ с меньшим давлением но большой кинетической энергией.
Психрометрическая таблица показывает что на 40-градусной жаре и при нулевой влажности можно и 15 градусов получить в психрометре — и это не предельный результат, т.к. там мы охлаждаем до этой температуры целый термометр
Прикинем расчет для воздуха. 1 грамм воды при полном испарении забирает 2.25 кДж тепла. Для охлаждения 1 кг воздуха на 1 градус требуется примерно 1 кДж. Распылив 7 грамм воды на 1 кг воздуха, при полном испарении воды мы понизим температуру воздуха на 16 градусов. Если исходный воздух имел температуру t=30 градусов, то после охлаждения температура составит t=14 градусов. При такой температуре и нулевой начальной влажности воздуха распыленные 7 грамм воды на 1 кг воздуха дадут влажность воздуха на выходе ~70%. Это значительно меньше 100%, поэтому при достаточно большой трубе это вполне достижимый результат.
На практике впрочем надо учитывать гравитационные эффекты и там все будет чуть сложнее. Коротко говоря, для влажного воздуха температура с падением высоты будет расти гораздо медленнее => будет больше градиент давления => воздух будет разгоняться трубой. На выходе трубы будет наблюдаться отнюдь не избыток давления, а напротив, будет газ с меньшим давлением но большой кинетической энергией.
Изобретение велосипеда. Это Гелиоаэробарическая станция профессора Соболева, только наоборот.
ГАБ ТЭС в Бердске
ГАБ ТЭС в Бердске
Чем оправдана такая более сложная конструкция «парников»? «ГАБ ТЭС в Бердске» информации в сети совсем ничего… Из материалов 2011 года публикации:
Поразительные показатели и такие безымянные…
Интересное решение для городов.
По словам ученых, им удалось сконструировать гелиоаэробарическую станцию (ГАБ ТЭС), КПД которой уже сейчас достигает 20‑28 процентов (к примеру, гелиостанция в Испании имеет КПД 0,26%, в Австралии – 1,5%) при вырабатываемой мощности от 500 до 5000 кВт.
Поразительные показатели и такие безымянные…
Кроме того, гелиоэробарическая станция перерабатывает в электроэнергию избыточное тепло, поступающее от других составляющих инфраструктуры поселка, – пекарни, столовой, птицефермы и т. д.
Интересное решение для городов.
К сожаления сам не в курсе чем закончилась красивая идея, имел к ней очень отдаленное отношение.
Особо интересное решение для ЦОД, ибо частенько они находятся далеко от городов, а мегаватты тепла там девать некуда. Да и получается естественное охлаждение этих ЦОД, поскольку за счёт башни возникнет хорошая тяга.
В общем и целом получается, что идея с подогревом воздуха внизу гораздо продуктивнее того, что представлено в топике.
В общем и целом получается, что идея с подогревом воздуха внизу гораздо продуктивнее того, что представлено в топике.
В общем и целом получается, что идея с подогревом воздуха внизу гораздо продуктивнее того, что представлено в топике.
Не-а. При подогреве снизу энергия забирается у подогретого воздуха и отдается окружающему воздуху. Разница температур невелика — КДП низок, умножаем на то что тепла доступно сравнительно мало — получаем малую мощность.
Башня с водой работает совершенно иначе. Там тепло забирается у окружающего воздуха и отдается воде. Разница температур больше а тепло снимается со всей атмосферы => КПД больше и мощность при тех же размерах тоже больше.
Точно, упустил этот момент, благодарю за разъяснение! Совсем забыл, что теплоёмкость воды значительно выше.
Вещество ______________ Агрегатное состояние ___ Удельная теплоёмкость, кДж/(кг·K)
воздух (сухой) ___________ газ ___________________ 1,005
воздух (100 % влажность) _ газ ___________________ 1,0301
вода __________________ жидкость ______________ 4,187
Вещество ______________ Агрегатное состояние ___ Удельная теплоёмкость, кДж/(кг·K)
воздух (сухой) ___________ газ ___________________ 1,005
воздух (100 % влажность) _ газ ___________________ 1,0301
вода __________________ жидкость ______________ 4,187
И тут остается понять чей КПД лучше с учётом закачки воды наверх…
На подъем 1 кг воды на 700 метров нужно совершить работу в 7 кДж. С учетом потерь — 10 кДж.
Один поднятый вверх кг воды при собственной t=15 градусов способен поглотить из атмосферы с t=30 градусов порядка 2300 кДж тепла.
Даже при КПД тепловой машины в 3% получается что затратив 10 кДж на подъем воды можно снять 70 кДж работы с атмосферы.
Плюс затраченная работа она же не уходит в никуда. Падающая вниз вода конвертирует затраченную на ее подъем работу в кинетическую энергию дующего вниз ветра. Снять эту энергию с ветра полностью конечно не удастся, но рекуперировать процентов 40 наверное можно.
Один поднятый вверх кг воды при собственной t=15 градусов способен поглотить из атмосферы с t=30 градусов порядка 2300 кДж тепла.
Даже при КПД тепловой машины в 3% получается что затратив 10 кДж на подъем воды можно снять 70 кДж работы с атмосферы.
Плюс затраченная работа она же не уходит в никуда. Падающая вниз вода конвертирует затраченную на ее подъем работу в кинетическую энергию дующего вниз ветра. Снять эту энергию с ветра полностью конечно не удастся, но рекуперировать процентов 40 наверное можно.
А можно по подробнее… очень интерестный проект + Это же отечествеенный разработки — следствие не нужно забугорные патенты
Довелось зайти в основание высокой трубы на заброшенном заводе — потом камешки из-под одежды вытряхивал. Очень приличная тяга, как в очень ветреный день. Очень интересно, какие мощности можно получить только на ней?
Хорошо Аризоне, не то что у нас в Мурманске лето пару недель:
Хм… Есть такое устройство, называется «градирня» (если лень искать — ru.wikipedia.org/w/index.php?search=градирня ).
Классическая схема выглядит именно так — есть «труба», в которой распыляется вода (с целью охлаждения) и… кто хочет — найдёт и почитает как сие работает.
Только у меня дежавю?
Классическая схема выглядит именно так — есть «труба», в которой распыляется вода (с целью охлаждения) и… кто хочет — найдёт и почитает как сие работает.
Только у меня дежавю?
Ну именно, вода распыляется вниз, воздуух течет вверх (его еще могут вентиляторами нагнетать). Цель охладить воду. Причем на это еще затрачивается энергия дабы воду нагнать. Откуда там энергию снимать?
Энергию снимают из перепада температур между горячим воздухом и более холодной водой, фактически «выкачивают» тепло из воздуха.
Энергия израсходованная на подъем воды даже на такую высоту сравнительно невелика по сравнению с тепловой энергией этой воды и вдобавок частично рекуперируется (т.к. поднятая вверх вода затем падает вниз и увлекая с собой воздух, преобразуя накопленную потенциальную энергию в энергию направленного вниз ветра).
Энергия израсходованная на подъем воды даже на такую высоту сравнительно невелика по сравнению с тепловой энергией этой воды и вдобавок частично рекуперируется (т.к. поднятая вверх вода затем падает вниз и увлекая с собой воздух, преобразуя накопленную потенциальную энергию в энергию направленного вниз ветра).
Я боюсь больших объектов и меня очень пугает эта огромная труба
Забавно. А если бы небоскребы строили полыми в центре, а у основания (под землей, например) были бы вентиляторы, которые при вращении вырабатывали бы энергию. Тогда такой небоскреб мог бы быть автономным в плане электричества.
Вы такой «автономный небоскреб» можете у себя дома постоить. Особенно ежели живете в панельной многоэтажке на нижних этажах: в вентиляцию ставите вентилятор (только попроще чтобы никаких «регуляторов скорости», только магнит на роторе и катушка на статоре, или как там эта схема правильно называется). К нему лампочку (а лучше светодиодик). Распахиваете окошки и вуаля — тяга есть, вентилятор крутит, ламочка светит. Можно еще сквозняк попробовать использовать :).
Только по моим субъективным ощущениям — эффективней просто ветряк на крышу забабахать. У этой трубы одно преимущество — постоянное направление тока воздуха.
Только по моим субъективным ощущениям — эффективней просто ветряк на крышу забабахать. У этой трубы одно преимущество — постоянное направление тока воздуха.
А на верх такой трубы можно поставить вращающуюся четверть-сферу, которая будет подстраиваться под ветер чтобы он создавал дополнительное движение воздуха вниз.
насколько я понял (пересмотрев различные источники), речь идет об установочной мощности 1200 MВт. И у авторов идеи есть надежда, что в среднем за год мощность будет 435 МВт (т.е. за год будет производиться 3,8 ТВт*ч)
по пока это все лишь прожекты (капитализация компании Solar Wind Energy Tower Inc. 5 млн. долларов — видимо вся стоимость в этом разрешении на строительство)
по пока это все лишь прожекты (капитализация компании Solar Wind Energy Tower Inc. 5 млн. долларов — видимо вся стоимость в этом разрешении на строительство)
Я что-то не совсем понима принцип — самый горячий воздух у земли, ведь воздух нагревается не от солнца, а от почвы, на верху как раз должно быть холоднее. А тут получается что на 600 метрах температура воздуха выше чему раскаленной солнцем земли.
Опускающийся вниз воздух обычно нагревается за счет возрастающего давления (которое возрастает за счет существования силы тяжести). Без трубы и при стабильной атмосфере градиент температур выравнивается таким образом что если какой-то участок воздуха спускается ниже, то он нагревается при спуске ровно до температуры окружающего воздуха на этой меньшей высоте. Если этот участок нагреется меньше чем окажется температура окружающего его воздуха, то он окажется плотнее и в силу этого тяжелее окружающего его воздуха и продолжит спуск.
Берем теперь высокую трубу изначально заполненную тем же воздухом. Начинаем распылять у её вершины воду. Испаряющаяся вода охлаждает воздух, его плотность растет (как за счет снижения температуры так и за счет добавления водяного пара) и он начинает опускаться вниз.
Допустим теперь что у нас с какого-то момента в башне установится равновесие. Т.к. башня заполнена более тяжелым (мокрым и холодным) воздухом, то градиент давления в ней окажется выше чем в окружающем воздухе и давление у основания башни внутри будет больше давления воздуха снаружи (столб воздуха в башне весит больше и следовательно «сильнее давит» на основание). Этот перепад давлений означает что воздух будет выходить из башни и этот перепад можно использовать для генерирования электроэнергии.
Правда отбор воздуха из низа башни означает что воздух должен в ней двигаться, а это даст чуть другую картину — давление «внизу» будет по башне чуть ниже чем предписано «статикой» и воздух будет из-за этого меньшего давления непрерывно разгоняться вниз. Это даст стабильный ветер в башне направленный вниз и снизит статическое давление внизу. И тут можно поиграть меняющимся сечением башни чтобы этот ветер максимально усилить. Не знаю что из этого можно по максимуму выжать, там уже не очень тривиальный расчет получается :)
Берем теперь высокую трубу изначально заполненную тем же воздухом. Начинаем распылять у её вершины воду. Испаряющаяся вода охлаждает воздух, его плотность растет (как за счет снижения температуры так и за счет добавления водяного пара) и он начинает опускаться вниз.
Допустим теперь что у нас с какого-то момента в башне установится равновесие. Т.к. башня заполнена более тяжелым (мокрым и холодным) воздухом, то градиент давления в ней окажется выше чем в окружающем воздухе и давление у основания башни внутри будет больше давления воздуха снаружи (столб воздуха в башне весит больше и следовательно «сильнее давит» на основание). Этот перепад давлений означает что воздух будет выходить из башни и этот перепад можно использовать для генерирования электроэнергии.
Правда отбор воздуха из низа башни означает что воздух должен в ней двигаться, а это даст чуть другую картину — давление «внизу» будет по башне чуть ниже чем предписано «статикой» и воздух будет из-за этого меньшего давления непрерывно разгоняться вниз. Это даст стабильный ветер в башне направленный вниз и снизит статическое давление внизу. И тут можно поиграть меняющимся сечением башни чтобы этот ветер максимально усилить. Не знаю что из этого можно по максимуму выжать, там уже не очень тривиальный расчет получается :)
Берем теперь высокую трубу изначально заполненную тем же воздухом. Начинаем распылять у её вершины воду. Испаряющаяся вода охлаждает воздух, его плотность растет (как за счет снижения температуры так и за счет добавления водяного пара) и он начинает опускаться вниз.Проблема в том, что у вершины воздух не сильно-то и охладится — он там и так холодный, и вода будет испаряться плохо.
Для 700-метровой башни в равновесной атмосфере воздух у вершины всего на 7 градусов холоднее чем у подножия. В пустыне там запросто может быть и 20 и 30 градусов. Вода при такой температуре испаряется достаточно интенсивно чтобы распыленная вода заметно охлаждала воздух. С холодной водой (скажем подземной) возможно охлаждающий эффект будет еще заметнее. Что не испарится сразу — испарится по пути вниз пока воздух будет прогреваться спуском.
Я предлагаю ещё выше трубу построить — до космоса. Там вакуум, здесть — нет. Перепад ровно одна атмосфера. Посредине турбина. По-моему эффективность будет заметно выше.
Окупать проект можно за счёт туристических экскурсий рекламируя как чудо инженерной мысли.
Зарегистрируйтесь на Хабре, чтобы оставить комментарий
В Аризоне планируют построить гигантскую бетонную трубу для получения электроэнергии