Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy

Recommended Posts

Naukowcy z Pacific Northwest National Laboratory opracowali nową metodę pozyskiwania energii ze źródeł geotermalnych o niskich temperaturach. Pozwala ona na uzyskanie znacznie większej ilości energii niż dotychczas. Celem PNNL jest stworzenie ekonomicznie opłacalnego sposobu wytwarzania czystej ekologicznie energii. Do końca bieżącego roku ma zostać uruchomiona prototypowa instalacja badawcza.

Analizy techniczne i ekonomiczne przeprowadzone przez MIT wykazały, że udoskonalone systemy geotermalne mogą do 2050 roku dostarczać 10% energii zużywanej w USA.

Pomysł naukowców z PNNL polega na wykorzystaniu właściwości opracowanego przez nich specjalnego płynu dwufazowego (zawierającego fazy płynną i gazową). Płyn ten jest w stanie szybko kurczyć się i rozszerzać. W prototypowej instalacji będzie on podgrzewany za pomocą ciepła z wody krążącej wśród umiarkowanie gorących podziemnych skał. Ruch płynu napędzi turbinę generującą elektryczność.

Efektywność całego systemu jest podobna do efektywności tradycyjnego systemu wytwarzania energii z turbiny napędzanej parą. Jest to możliwe dzięki wykorzystaniu najnowszych zdobyczy nanotechnologii, które pozwoliły na wyprodukowanie bardzo wydajnych metalowo-organicznych przekaźników energii (MOHC - metal-organic heat carrier) i umieszczenie ich w płynie dwufazowym, przez co znacząco poprawiono jego właściwości termodynamiczne.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Ciekawe. Jaką temperaturę musiała by mieć rzeczowa woda żeby to zadziałało? i przede wszystkim jakie będą koszta? Bo póki co okres zwrotu inwestycji w geotermię jest niestety bardzo długi (duże koszty szukania odpowiedniego miejsca i budowy takiej instalacji)

Share this post


Link to post
Share on other sites

Ja myślę że jeśli mówią o wodach termalnych o niskiej temperaturze, to należało by brać pod uwagę jakieś 20-40 stopni Celsjusza..

Share this post


Link to post
Share on other sites

Takie rozwiązanie mogłoby także pomóc w przypadku turbin parowych w konwencjonalnych elektrowniach, pozwalając "wycisnąć" z płynu jeszcze więcej pracy.

Share this post


Link to post
Share on other sites

lucky_one

 

To w zasadzie nie ma różnicy czy chłodzimy procesor czy cokolwiek tu kluczowy jest dobór czynnika który będzie się zachowywał właśnie w taki sposób w interesującym nas zakresie temperatur.

 

Sprawność tego cudu będzie w dalszym ciągu zależna od różnicy temperatur miedzy ciepłem a zimnem

Share this post


Link to post
Share on other sites

Hmm.. I tak, i nie.

 

Odpowiadałem Sig'owi.

 

Ale skoro już poruszyłeś temat.. Masz rację że zasadniczo istotna jest różnica temperatur. Ale nie bezwzględnie. Ponieważ ta ciecz może się nie rozszerzać liniowo z narostem temperatury. Przykładowo: od 0 do 10*C rozszerzy się o 20%, ale od 10 do 20*C może być tak że rozszerzy się 10 albo 30% - czyli mimo że różnica temperatur 10*C, to jednak będzie inna sprawność.

 

Zasadniczo należy przyjąć że ciecz na początku rozszerza się słabo, gdyż występują silne oddziaływania międzycząsteczkowe. Wraz ze wzrostem temperatury cząsteczki są coraz dalej od siebie, i potrzeba mniej energii (wzrostu temperatury) aby je od siebie odsunąć o tę samą odległość co wcześniej.

 

Ale w praktyce efekt ten jest pewnie znikomy (zwłaszcza w warunkach w jakich będzie miała być stosowana ta ciecz), także dlatego zasadniczo się z Tobą zgadzam - niezależnie od temperatury rozszerzalność cieczy powinna być podobna..

Share this post


Link to post
Share on other sites

Join the conversation

You can post now and register later. If you have an account, sign in now to post with your account.
Note: Your post will require moderator approval before it will be visible.

Guest
Reply to this topic...

×   Pasted as rich text.   Paste as plain text instead

  Only 75 emoji are allowed.

×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

×   Your previous content has been restored.   Clear editor

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.


  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      Rozpad radioaktywny jest odpowiedzialny za około połowę energii cieplnej z wnętrza Ziemi. To sugeruje, że pozostała jej część pochodzi z czasów, gdy nasza planeta się formowała.
      Szacuje się, że Ziemia wypromieniowuje około 174 petawatów (1015) energii. Większość z niej to energia, którą otrzymała ze Słońca. Jednak około 44 terawatów (1012) to energia geotermalna.
      Obliczeń dokonali naukowcy pracujący z wykrywaczem KamLAND (Kamioka Liquid Scintillator Antineutrino-Detector), który zbudowano do badań antyneutrin powstających w reaktorach atomowych. KamLAND rejestruje też geoneutrina, czyli neutrina powstające w Ziemi wskutek rozpadu uranu-238 oraz toru-232. To właśnie geoneutrina pozwoliły uczonym na oszacowanie ilości energii, która tworzy się we wnętrzu planety wskutek rozpadu radioaktywnego.
      Eksperci zauważają, że przeprowadzenie podobnych badań w innych wykrywaczach neutrin pozwoli na dokładniejsze zbadanie budowy wnętrza Ziemi, szczególnie jego składu chemicznego oraz ruchów płyt tektonicznych. Jeśli będziemy dysponowali danymi z różnych lokalizacji, to będziemy mogli ocenić grubość płaszcza, gdyż przepływ geoneutrin ściśle od niego zależy - mówi Itaru Shimzu, jeden z głównych specjalistów KamLAND.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      O tym, że obecne w atmosferze pyły mają wpływ na powstawanie opadów atmosferycznych, wiadomo od dawna. Próbowano również tę wiedzę wykorzystać praktycznie do wywoływania deszczu i neutralizacji chmur burzowych. Niestety, wiedza ta była skąpa i niepewna a próby praktycznego wykorzystania mało efektywne. Wyniki szeroko zakrojonych, czternastoletnich badań finansowanych przez Departament Energii USA pozwoliły na dokładne określenie związku pomiędzy rozmiarem drobin a prawdopodobieństwem wywołania opadów.
      Drobiny unoszące się w atmosferze (a dokładniej troposferze) - pyły przemysłowe, mikroskopijne ziarnka piasku, pyłki roślin, etc - służą za jądra kondensacji, czyli ośrodki tworzenia się kropel wody i kryształków lodu. Ponieważ to zjawisko kondensacji odpowiedzialne jest za opady atmosferyczne, znaczenia zwykłego „kurzu" nie można przecenić. Stąd taki rozmach i fundusze stojące za badaniami wykonanymi w Pacific Northwest National Laboratory (PNNL, państwowe laboratoria należące do Departamentu Energii). Przez czternaście lat pobierano próbki atmosfery w terenie (wliczając w to użycie samolotów) w wielu punktach globu i różnych klimatach, od południowoamerykańskich lasów deszczowych po krąg polarny. Danych cyfrowych funkcjonowania jąder kondensacji dostarczyła specjalna komora badawcza (Continuous Flow Diffusion Chamber) na Colorado State University. Efektem jest nowa, sto razy pewniejsza i bardziej precyzyjna, metoda przewidywania ilości jąder kondensacji w chmurach w różnych warunkach: temperatury, wilgotności, w zależności od emisji różnego rodzaju pyłów z powierzchni ziemi. W prowadzonych dawniej obliczeniach zakładano aż dziesięciokrotnie zawyżoną liczbę drobin o średnicy powyżej 0,5 µm, związanych z ilością jąder kondensacji. Opracowane na podstawie tych danych nowe modele pozwolą na lepsze przewidywanie pogody i zrozumienie funkcjonowania klimatu.
      Trwają badania prowadzone wspólne z biologami, mające skatalogować źródła emisji pyłowych: pyłki roślin, drobiny gleby wywiewane przez wiatry, ich rozmiar w zależności od miejsca, pory roku, itd. Nowo założone w PNNL Laboratorium Pomiarów Atmosferycznych (Atmospheric Measurement Laboratory), wyposażone w nowoczesną komorę do badań zjawiska kondensacji pozwoli zbadać kondensację na sztucznych chmurach i na drobinach różnego pochodzenia w kontrolowanych warunkach.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Zespół doktora Willa Castelmana z Pacific Northwest National Laboratory odkrył grupy atomów, które naśladują właściwości innych pierwiastków. Naukowcy nazwali te grupy "superatomami". Zachowują się one jak pojedyncze atomy innych pierwiastków. Superatomy mogą posłużyć do tworzenia nowych materiałów, które będą tańszymi i skuteczniejszymi katalizatorami w procesach chemicznych.
      Castelman wraz z zespołem wykazali, że pewne kombinacje atomów charakteryzują się takim ustawieniem elektronów, które imituje ustawienie innych pierwiastków. Dowiedziono przy okazji, że by przewidzieć, jakie pierwiastki mogą się naśladować, wystarczy rzucić okiem na tablicę okresową.
      Pracę rozpoczęliśmy z tlenkiem tytanu i zauważyliśmy, że TiO jest izoelektronowy (czyli ma bardzo podobną konfiguracją elektroniczną) z niklem. Zdziwiło nas to, ponieważ TiO zachowywał się jak nikiel. Myśleliśmy, że to przypadek - mówi Castelman. Uczeni postanowiliśmy przyjrzeć się innym materiałom i odkryli, że tlenek cyrkonu jest izolelektronikiem do palladu, podobnie zresztą jak węglik wolframu.
      Okazało się też, że wystarczy tablica okresowa i nieco arytmetyki, by określić, jak będzie wyglądało podobieństwo pierwiastków. Na przykład tytan ma cztery elektrony na zewnętrznej powłoce, a tlen atomowy ma ich sześć. Wystarczy zatem w tablicy okresowej obliczyć sześć pierwiastków w prawo od tytanu, by trafić na nikiel, który jest izoelektronowy do tlenku tytanu. Na razie schemat ten sprawdził się w przypadku niektórych metali przejściowych. Nie wiadomo, czy jest on ważny dla całej tablicy.
      Można zadać sobie pytanie, po co szukać zastępników dla istniejących materiałów. Odpowiedzią może być np. cena. Pallad, który jest katalizatorem w silnikach odrzutowych kosztuje 100 USD za gram. Tlenek cyrkonu, który może go zastąpić, kosztuje 0,02 USD za gram. Jest zatem 5000 razy tańszy.
      Inny powód to chęć uzyskania jakiegoś materiału o właściwościach innych niż typowe dla niego.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      EGS (Enhaced Geothermal Systems), jedna z alternatywnych metod produkcji energii, jest tak obiecująca, że w badania nad nią postanowił zainwestować Google.
      Zwykle mówiąc o alternatywnych źródła energii zapomina się o energii geotermalnej. Zapewne dlatego, że przyzwyczailiśmy się, iż można ją pozyskiwać w niewielu miejscach na planecie. Jednak system EGS daje nadzieję, że odpowiednie instalacje będą mogły powstawać w praktycznie dowolnym miejscu globu.
      Enhaced Geothermal Systems korzysta z faktu, że na głębokości kilku kilometrów pod powierzchnią Ziemi znajdują się gorące skały. Pomysł polega na wykonaniu odwiertów i pompowaniu zimnej wody pod dużym ciśnieniem. Jej temperatura oraz samo ciśnienie doprowadzi do spękania skał i pozwoli wodzie w nie wniknąć. Tam zostaje ona ogrzana i jest wypompowywana. W miarę zbliżania się do powierzchni zmniejsza się ciśnienie, uwalniana jest para wodna, która napędza turbinę produkującą prąd elektryczny. Woda krąży w obiegu zamkniętym, można ją wielokrotnie wykorzystać. Potencjał nowej technologii jest olbrzymi. Naukowcy z MIT obliczają, że 2-3% energii znajdującej się w skałach USA położonych na głębokości 3-10 kilometrów zapewniałoby rocznie o 2500 razy więcej energii niż potrzebują USA. Innymi słowy EGS może zapewnić całemu światu energię na najbliższe tysiąclecia. Bardzo istotny jest fakt, że energia ta dostępna jest przez 24 godziny na dobę w każdym punkcie globu. Nic więc dziwnego, że w Australii, USA, Niemczech czy Francji działają już prototypowe instalacje EGS.
      Technologia musiała spodobać się menedżerom Google'a, którzy postanowili dofinansować badania nad EGS. Firma AltaRock Energy otrzymała 6,25 miliona dolarów na budowę instalacji EGS, a do przedsiębiorstwa Potter Drilling Inc. trafiły 4 miliony, które będą przeznaczone na rozwój nowych technologii wierceń w głęboko położonych twardych skałach. Ponadto Google przyznało Southern Methodist University Geothermal Lab grant w wysokości niemal pół miliona dolarów na stworzenie geotermalnych map Ameryki.
      Poniżej można obejrzeć animację przedstawiającą działanie australijskiej instalacji EGS.
       
×
×
  • Create New...