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【新能源】美国研发小型涡轮机,书桌大却足以为一个城市供电!
金陵 2016-04-14
导语

该装置由超临界二氧化碳(处于高压和700摄氏度高温条件下、既非液体也非固体的二氧化碳)驱动,虽然体积仅为产生相同电量的蒸汽涡轮机的十分之一,但将热转化为电的效率却比之高出50%。

随着人类文明的发展,能源问题与环境污染日益严峻。最近几年,各国都加大力度致力于解决人类所面临的困境。

据外媒报道,通用电气(GE)全球研发中心正在测试一款只有桌子大小、却能为一个拥有万户家庭的小镇供电的涡轮机。目前这个涡轮机原型的发电量为10兆瓦,GE希望未来能提高到33兆瓦。该技术还有望用于电网储能,即将来自太阳能、核能的热先储存起来,待需要时再用于发电,可与目前所用的大型蓄电池组展开有力竞争。

图:新型迷你涡轮机

传统的汽轮机发电的原理是用蒸汽驱动叶轮,将蒸汽的热能转化为机械能,最后转化为电能,而这台汽轮机将用二氧化碳驱动。相比于传统的汽轮机,你会发现这台新型汽轮机简直就是「迷你」得不行。 

图:传统的汽轮机尺寸较大

这个项目的首席工程师Doug Hofer介绍道:“这台机器将带领我们见证神奇,全世界都在寻求更清洁和更高效的方式来发电,而我们正在研发的这台机器将同时满足两者。”

 《麻省理工技术评论》杂志网站近日的报道称,该装置由超临界二氧化碳(处于高压和700摄氏度高温条件下、既非液体也非固体的二氧化碳)驱动,虽然体积仅为产生相同电量的蒸汽涡轮机的十分之一,但将热转化为电的效率却比之高出50%。通常蒸汽系统的发电效率在45%左右,这种新型涡轮机之所以效率更高,是因为使用超临界二氧化碳的热传导性能更好,而且不像蒸汽那样需要进行压缩。此外,蒸汽系统启动要耗时30分钟,而这种超临界二氧化碳涡轮机启动只需一两分钟,这使得它非常适合于在需求峰值期间进行现场发电。

这台机器可以帮助能源公司重复利用废气,进行高效而清洁的发电。另外,还可利用其他发电方式,如太阳能和核能发电产生的余热溶解熔融盐,将二氧化碳转化为「超临界流体」,这或许比加热水来产生水蒸气要容易。

研究人员已经确定,当使用太阳能时,这套发电系统中的二氧化碳可以持续循环,并且不会产生废物。 这项技术目前仍处于早期阶段,研究人员希望在今年加快进度,产业规模级别的测试将使得其商业价值更加清晰。

现在,研究人员已经用3D打印模型印证了其工作原理,这台原型机的最终版本可能只有68kg。 在未来的二十年内,人类能源的需求或将提升50%,探寻清洁且高效的新的能源解决方案已然刻不容缓!

由于小巧紧凑,可以迅速打开和关闭,通用电气研发的这套系统在电网储能方面可能比目前的大型蓄电池组更有竞争力。负责这个项目的工程师道格·霍弗说,经济成本是关键,虽然还有待进一步研究加以完善,但目前来看,他认为该系统的经济效益比蓄电池组更高。

消息链接:

Desk-Size Turbine Could Power a Town

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文章评论(1)
柏宝红[北京航空航天大学]

搞了这么久涡轮发动机,怎么就没想到换种工质

645天前 | 回复
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作者 金陵

本科生

北京大学

活跃作者
  • 爱因斯坦 科研工作者 北京航空航天大学 博士
  • 梅西 本科生 北京工业大学 本科
  • 金陵 本科生 北京大学 本科

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