В США установлен рекорд КПД солнечной электростанции | Новости общества | Известия
Общество
Американская национальная лаборатория Сандия и её партнёры поставили мировой рекорд КПД конверсии солнечного света в электричество, отправленное в сеть.
Опытное «поле» зеркал со стирлингами (фото Stirling Energy Systems)
Читать iz.ru в
Озвучить текст
Выделить главное
вкл
выкл
Американская национальная лаборатория Сандия и её партнёры поставили мировой рекорд КПД конверсии солнечного света в электричество, отправленное в сеть. На днях в испытательном центре Sandia в Нью-Мексико хорошая погода позволила установить рекорд по эффективности преобразования энергии солнечных лучей в ток — 31,25%. Причём в этом числе учтены потери системы на вспомогательные нужды: работу управляющих компьютеров, водяных насосов и систем слежения за солнцем.
Такого внушительного показателя добилось «поле» из нескольких параболических зеркал, в фокусе каждого из которых смонтированы двигатель Стирлинга и электрогенератор. Различные вариации этих установок Сандия испытывает несколько лет.
Рекордный же показатель был достигнут благодаря сочетанию ряда факторов. И высокий теоретический КПД двигателя Стирлинга — лишь один из них. Очень солнечное (освещённость была на 8% выше, чем обычно) и чистое зимнее небо, сочетавшееся с холодным окружающим воздухом («на улице» было около нуля по Цельсию), позволило стирлингу достичь высокой эффективности на практике. Ещё более важным фактором оказалась замена оптической части. Новые зеркала с серебряной подложкой, сделанные из стекла с низким содержанием железа, теперь отражают 94% падающего света. А существенно увеличившаяся точность их формы позволила сфокусировать свет в пятно меньшего диаметра (всего 18 см), что повысило температуру горячей части агрегата. Кроме того, партнёры установили более эффективные радиаторы и новые генераторы с более высоким КПД.
Другой способ превращения света в ток — солнечные батареи — может быть ещё более эффективным. Мировой рекорд КПД для фотоэлектрических панелей равен 42,8%. Но дело в том, что достижение, показанное в лаборатории экспериментальной солнечной батарейкой, к которой подсоединили вольтметр и амперметр, это далеко не то же самое, что достижение установки, работающей на местности и подключённой к сети. Массовые же «поля» солнечных батарей пока не столь эффективны. Ныне проект «солнечных стирлингов» от Sandia и SES добрался до коммерциализации. SES подписала контракт с двумя крупными энергокомпаниями Южной Калифорнии, предусматривающий развёртывание на юге США целых 70 тыс. «блюдцев» со стирлингами-генераторами суммарной электрической мощностью в 1,75 гигаватта. SES будет управлять этими «полями», а энергосети — покупать готовый продукт — электричество.
Реклама
Toyota начала тестировать водородные двигатели в гоночных автомобилях
Лариса Зиндер новостной редактор
В японском концерне Toyota заявили, что тестируют водородные двигатели внутреннего сгорания в гоночных автомобилях, поскольку работают над использованием этой технологии в коммерческих продуктах.
Читайте «Хайтек» в
Японский производитель прокомментировал, что тестирование на гоночных автомобилях позволяет ему понимать и устранять проблемы на месте.
«Мы хотим предложить несколько вариантов для удовлетворения региональных потребностей», — сказал Наоюки Сакамото, главный инженер модели Corolla с водородным двигателем, на онлайн пресс-конференции.
Сакамото отказался сообщить, когда водородный двигатель внутреннего сгорания может стать коммерческим продуктом, признав, что им еще необходимы дальнейшие разработки.
Отсутствие инфраструктуры для заправки таких транспортных средств является еще одним препятствием. Toyota не опубликовала диапазон или пробег для этой технологии, сделав акцент на преимуществах. Назвав экологичность при использовании, высокий КПД, бесшумную работу двигателя, быструю заправку.
В компании также заявили о производстве водорода на геотермальной электростанции на юге Японии.
Но водородный двигатель не является на 100% безотходным, он выделяет небольшое количество углекислого газа из моторного масла. В концерне заявили, что разработали технологию очистки выбросов оксида азота.
Вокруг водородных двигателей много дискуссий. Их сторонники верят в их будущее — например, Арнольд Шварценеггер еще в 2004 году, будучи губернатором Калифорнии, пообещал что к 2010 году весь штат будет покрыт «водородными шоссе».
Но этого не произошло. В этом отчасти виноват глобальный экономический кризис: автопроизводителям пришлось выживать в тяжелейших финансовых условиях, а подобные технологии требуют больших и долгосрочных вложений.
Другие, напротив, критикуют технологию за ее очевидные недостатки. Так, основатель Tesla Илон Маск назвал водородные двигатели «ошеломляюще тупой технологией», которая по эффективности заметно уступает электрическим аккумуляторам. Сегодня водородным автомобилям приходится конкурировать с электрокарами, гибридами, транспортом на сжатом воздухе и жидком азоте.
Но у водородного топлива есть существенное преимущество перед электрическими аккумуляторами — долговечность. Если аккумулятора в электрокаре хватает на три-пять лет, то водородной топливной ячейки — уже на восемь-десять лет. При этом водородные аккумуляторы лучше приспособлены для сурового климата: не теряют заряд на морозе, как это происходит с электрокарами.
Читать далее:
Строится самый большой и мощный ветрогенератор.
Он обеспечит энергией 20 тысяч домов
Эксперимент с атомными часами подтвердил явление гравитационного красного смещения
Удаленный cкрининг легких оказался таким же эффективным, как и очное обследование
F1 представляет новый бренд для продвижения «самого эффективного двигателя в мире» · RaceFans
Сезон F1 2021
Написано Китом КоллантайномФормула-1 будет продвигать свои гибридные турбодвигатели V6 как «самый эффективный двигатель в мире», используя новый брендинг Гран-при Сан-Паулу в эти выходные.
Объявление | Станьте сторонником и избавьтесь от рекламы
Серия стремится подчеркнуть эффективность блоков питания, которые, по их мнению, не были успешно сообщены с момента их появления в 2014 году.
F1 ранее использовала безнаддувные двигатели V8, представленные в 2006 году, которые с 2009 года включали гибридный элемент, известный как система рекуперации кинетической энергии.
Они были заменены нынешними, более совершенными гибридами, которые получают энергию как от кинетических, так и от тепловых источников с использованием MGU-K и MGU-H.
Берни Экклстоун, генеральный директор Формулы-1 во время введения новых правил, был яростным критиком подразделений и решительно выступал против усилий президента FIA Жана Тодта по их привлечению. Стефано Доменикали, ранее сменивший преемника Экклстоуна Чейза Кэри на посту генерального директора. В этом году в Мексике заявили: «Мы собираемся начать напоминать всем нам, кто мы есть» с новой графикой.
«Сегодня, с 2014 года, у нас самый эффективный гибридный двигатель, и это то, что нам нужно помнить».
По прошествии восьмого года после появления силовых агрегатов их тепловой КПД составляет около 52 % по сравнению с примерно 30 % для обычных двигателей. Это означает, что гораздо меньше тепловой энергии, производимой двигателями F1, тратится впустую.
F1 планирует дальнейшие изменения для повышения эффективности и надежности своих силовых агрегатов.
Это будет включать введение новых технических регламентов в 2026 г. и переход на синтетическое топливо в 2030 г.
В эти выходные новый логотип будет размещен вокруг телевизионного загона, загона и гостиничных зон в Интерлагосе.
Не пропустите ничего нового от RaceFans
Следите за RaceFans в социальных сетях:
- Присоединяйтесь к RaceFans на Facebook
- Следите за RaceFans в Twitter
- Получайте ежедневные обновления по электронной почте от RaceFans
Объявление | Станьте сторонником RaceFans и избавьтесь от рекламы.0034
Просмотр всех статей 2021 F1 Сезон
Опубликовано на Авторский Articte. F1, формула 1, формула одинРекламируемый контент со всего Интернета | Станьте сторонником RaceFans, чтобы скрыть эту и другие объявления
Новые бензиновые двигатели Toyota с тепловым КПД 40 % добиться прогресса в технологии двигателей внутреннего сгорания.
На Женевском автосалоне 2018 года инженеры Toyota представили новое семейство 2,0-литровых четырехцилиндровых бензиновых двигателей, получившее название «Dynamic Force». Изначально будет две версии: одна для автомобилей с двигателем внутреннего сгорания и переработанная версия с циклом Аткинсона для гибридно-электрических приложений. Toyota утверждает, что обычная версия достигает максимальной тепловой эффективности 40%, а гибридный двигатель достигает 41%. Инженеры Toyota более подробно расскажут о двигателях в Техническом документе SAE, который будет представлен на WCX 2018.
Это новейшие бензиновые ДВС Toyota, предлагающие уровни тепловой эффективности тормозов (BTE), приближающиеся к дизельным двигателям малой грузоподъемности.
Они следуют за 1,8-литровым VVT в Prius 2015 года, в котором использовалась система рециркуляции выхлопных газов большого объема (EGR), и 2,5-литровым четырехцилиндровым двигателем, используемым в Camry Hybrid.
Hyundai также требует 40% BTE для своего 1,4-литрового цикла Аткинсона семейства Kappa, четвертого, используемого в Elantra Eco, и 1,6-литрового Kappa, используемого в гибриде Ioniq.
Тепловой КПД тепловой машины представляет собой отношение между полезной мощностью устройства и входной мощностью в энергетическом выражении. Тепловой КПД должен быть в пределах от 0% до 100% при выражении в процентах. Из-за таких факторов, как трение, потеря тепла и т. д., тепловой КПД обычно намного меньше 100 %. Типичный автомобильный бензиновый ДВС работает на отметке 25%.
Недавний успех Toyota достигается не за счет прорыва, как в бензиновом двигателе SpCCI Mazda с воспламенением от сжатия, а за счет неустанного поедания отходов.
Значительным улучшением является использование нового седла клапана с лазерной наплавкой, которое сжимает седло до абсолютного минимума поверхности контакта с поверхностью клапана.
Клапаны в новой 2,0-литровой четверке также расположены под более широким углом прилегания, чтобы соответствовать меньшему диаметру подквадратного (80,5 x 97,6 мм) отверстия и конструкции хода. Объем каждого цилиндра составляет 496,5 куб. см, что все более характерно для 4-цилиндровых двигателей внутреннего сгорания текущего поколения.
Двигатель оснащен системой двойного впрыска топлива, как и ранее на двигателях марки Lexus, с прямыми и портовыми форсунками для обеспечения наилучшей эффективности при любых нагрузках и оборотах двигателя.
Очень высокая степень сжатия — 13:1 для обычного двигателя и 14:1 для гибрида — аналогична той, которую Mazda использует для своего Skyactiv-G. По словам компании, в сочетании с измененными впускными отверстиями, вызывающими переворот, и схемой двойного впрыска, а также высокой скоростью всасывания, связанной с конструкциями с длинным ходом, двигатель Dynamic Force может похвастаться гораздо более быстрым сгоранием.
Повышенная точность регулирования фаз газораспределения обеспечивается электронными фазовращателями для впускных распределительных валов. Они заменяют гидравлические приводы, как это сделала Toyota на двигателях Lexus. «Преимущество в том, что он быстрее, особенно в холодных условиях», — пояснил Джеральд Киллман, вице-президент по исследованиям и разработкам. Холодное, густое масло приводит к медленному изменению фаз газораспределения, поэтому электрические фазовращатели впускных клапанов имеют решающее значение.
Приводы выпускных кулачков остаются гидравлическими, поскольку выпускная сторона менее чувствительна к быстрой настройке синхронизации, продолжил он. «[Электрические кулачковые фазеры] стоят дороже, так что, если нет явной выгоды, зачем беспокоиться?» — спросил Киллман.
Поршни с низким коэффициентом трения имеют лазерную штриховку на юбках с полимерным покрытием для уменьшения трения. Другие технологии, направленные на повышение эффективности, включают использование электронного термостата для точного контроля температуры охлаждающей жидкости для повышения эффективности в любых условиях, а электрический водяной насос обеспечивает быстрое вращение водяного насоса только тогда, когда это необходимо.
«Во время разминки нужно избегать любого потока воды, — сказал Киллман. Таким образом, в отличие от насоса с ременным приводом, электрический насос просто отключается, когда двигатель холодный.
Масляный насос имеет механический привод, но имеет переменную производительность, что снижает его паразитную нагрузку. «Нам нужно улучшать каждый элемент», — подчеркнул Киллман.
Номинальная мощность для обычного 2,0-литрового двигателя составляет 126 кВт (170 л.с.) при 6600 об/мин и 205 Н·м (151 фунт-фут) при 4800 об/мин. Новый гибридный двигатель развивает мощность 107 кВт (143 л.с.) при 6000 об/мин и 180 Н·м (132 фунт-фут) при 4400 об/мин.
Toyota также недавно объявила об инновациях для вариатора, который будет соответствовать двигателю. Эта трансмиссия, поставляемая Aisin AW, будет использовать обычное передаточное число первой передачи для запуска, а затем переключаться на вариатор при переключении на повышенную передачу с первой передачи. Это позволяет вариатору переключать передаточные числа на движение с более высокой скоростью.