Arhive blog

Depozitarea energiei cu ajutorul aerului lichid

Aer lichidTransformarea aerului în lichid poate reprezenta o soluţie pentru cea mai mare provocare în inginerie. Institutul de Inginerie Mecanică spune că aerul lichid poate concura cu bateriile şi hidrogenul pentru a depozita excesul de energie generat de surse regenerabile. Astfel, electricitatea generată de fermele eoliene în timpul nopţii poate fi folosită pentrua răci aerul până la o stare criogenică într-o locaţie îndepărtată. Atunci când cererea creşte, aerul poate fi încălzit pentru a porni o turbină.

Inginerii spun că procesul de a produce electricitate “de moment” poate avea o eficienţă de până la 70%. Tehnologia a fost dezvoltată în mod original de către Peter Dearman, un inventator dintr-un garaj din Hertfordshire, pentru a alimenta vehicule.

O nouă firmă, Highview Power Storage, a fost creată pentru a transfera tehnologia domnului Dearman într-un sistem care să poată depozita energie pentru a fi folosită pe reţeaua electrică. Procesul, finanţat parţial de către guvern, a fost testat timp de doi ani în spatele unei staţii de alimentare din Slough, Buckinghamshire.

Rezultatele  au atras admiraţia oficialilor IMechE care au declarat:

“Am zeci de oameni care în fiecare săptămână încearcă să mă convingă că au o invenţie genială”, spune Tim Fox, director în cadrul departamentului de energie. “În acest caz, este o aplicaţie foarte inteligentă care pare o posibilă soluţie la o provocare destul de mare ce ne priveşte pe toţi, din moment ce creştem cantitatea de energie intermitentă de la surse regenerabile”.

Doctorul Fox a cerut guvernului să ofere stimulente pentru firme în viitoarea legislaţie privind electricitatea, pentru a stoca energia pe o scară comercială. IMechE spune că simplitatea şi eleganţa procesului Highview este atrăgătoare, în special din moment ce se adresează nu doar problemei de depozitare, dar şiproblemei separate a căldurii reziduale industriale.

Procesul are un număr de etape:

1. Electricitatea “wrong time” este folosită pentru a absorbi aer, pentru a elimina dioxidul de carbon şi vaporii de apă (acestea ar îngheţa).

2. Aerul rămas, în cea mai mare parte nitrogen, este răcit până la -190 de grade Celsius şi se transformă în lichid (prin schimbarea stării aerului din gaz în lichid se depozitează energia).

3. Aerul lichid este menţinut într-un balon de vid uriaş până când este necesar.

4. Atunci când cererea pentru energie creşte, lichidul este încălzit la temperatura ambientului. În momentul în care se vaporizează, acesta porneşte o turbină pentru a produce electricitate. Nu presupune nici un tip de ardere.

IMechE spune că acest proces este doar 25% eficient, dar este în mare parte îmbunătăţit prin co-amplasarea crio-generatorului lângă o unitate industrială sau lângă o staţie electrică care produce o căldură de nivel redus, ce este ventilată şi apoi eliberată în atmosferă iar căldura poate fi utilizată pentru a stimula expansiunea termală a aerului lichid. Se poate economisi şi mai multă energie dacă se ia aerul rezidual rece atunci când acesta s-a terminat de răcit şi se trece prin trei rezervoare ce conţin pietriş. Rezervorul răcit depozitează răcoarea până când este necesară pentru a reporni procesul de răcire a aerului.

Sursa: Financiarul

Stocarea hidrogenului la bordul vehiculelor

masini-pe-hidrogenSunt cunoscute trei metode, riguros studiate, de inmagazinare a hidrogenului la bordul autovehiculelor rutiere: in rezervoare de presiune, in rezervoare criogenie si in recipiente cu hidruri metalice. In ultimii ani sunt cercetate fara rezultate finale, procedee de stocare a hidrogenului in acumulatoare cu microsfere de sticla sau in medii poroase metalice precum si folosirea unor purtatori organici lichizi.

Rezervoarele criogenice au cel mai favorabil raport masic, cu exceptia rezervoarelor de combustibil de provenienta petroliera; un astfel de rezervor este insa complicat si scump, necesita un mare consum de energie pentru lichefiere, prezinta un oarecare grad de insecuritate, mai ales la umplere, iar sistemul de umplere se scumpeste si se complica; in plus, apar pierderi importante la transport, alimentare si in timpul depozitarii.

Hidrurile prezinta avantajul celor mai mici consumuri energetice primare, accepta sisteme de aprovizionare simple si ieftine, au un mare grad de securitate pasiva dar au un raport masic ridicat ceea ce reduce raza de actiune a vehicolului.

Spre deosebire de rezervoarele criogenie, stocarea hidrogenului in stare gazoasa in butelii sau in hidruri necesita cheltuieli primare mai mici, iar valoarea specifica a acestora scade cu presiunea de inmagazinare. In cazul particular al folosirii microsferelor de sticla sau a mediilor poroase metalice se mai adauga si energia de incalzire pana la 770-870 K, necesara depasirii pragului de difuzie care se ridica la cca. 1,8 kWh/kg.

Procedeul cel mai economic din cele disponibile il constituie hidrurile metalice combinate. In cazul autobuzelor cuplul Ti-MgNi permite sa se reduca costul specific de rulaj cu 5-12% la functionarea cu hidrogen pur si cu 15-22% cand se utilizeaza amestecuri.

Hidrurile metalice. Exista numeroase cupluri metalice care au proprietari de retinere a hidrogenului in diverse densitati variind intre 1-10% din masa materialului absorbant. Pentru a selecta materialul cel mai potrivit stocarii hidrogenului la bordul unui autovehicol trebuie sa se tina seama ca hidrura respectiva trebuie sa aiba o masa specifica cat mai mica, sa asigure o capacitate de absorbtie cat mai inalta, sa fie densa, sa nu ceara un consum energetic de desorbtie ridicat, sa prezinte un grad redus de insecuritate prin aprindere si explozie, sa aiba o caracteristica favorabila de modificare a presiunii in gama de temperaturi 20-200°C si sa fie cat mai putin costisitoare.

Utilizarea cuplului de hidruri pentru stocarea hidrogenului la bordul vehicolelor ar aduce urmatoarele avantaje:

  1. Eficienta ridicata datorita consumurilor energetice primare reduse.
  2. Sisteme de alimentare a rezervoarelor simple, ieftine si fara pericol, dat fiind ca presiunea de alimentare este de 0,2-1,0Mpa .
  3. Raport masic rezervor combustibil la valori care nu afecteaza obiectionabil masa vehicolului si permit atingerea unor raze de actiune acceptabile, mai ales in traficul urban.
  4. Fiabilitate teoretic nelimitata, deoarece cercetarile de pana acum nu au aratat o dependenta notabila a capacitatii de absorbtie a hidrurilor de numarul de cicluri incarcare-descarcare.
  5. Deoarece hidrurile au caracter de absorbtie selectiv ar putea folosi in perspectiva reteaua existenta de aprovizionare cu gaze, in care s-ar introduce si hidrogenul necesar transportului rutier.

Aerul lichid depoziteaza energie

aer lichidSalut. Acest articol va pune iarasi semne de intrebare in randul celor mai putin cunoscatori insa sper sa reusesc sa ii lamuresc pe toti. Deci aici este vorba despre aerul lichid si dezvoltarea energiei cu ajutorul aerului lichid. Chiar la facultate  am avut o lucrare practica impreuna cu profesorul nostru de criogenie in care am realizat aer lichid cu ajutorul unei instalatii speciale. Proces destul de complicatpentru un student care abia incepe sa studieze criogenia.

Aerul lichid se fabrica prin comprimarea aerului la presiuni mari si destindere adiabatica brusca, ceea ce are drept consecinta producerea unei raciri puternice. Gazul astfel racit este comprimat din nou la presiune mare si apoi destins pana la presiunea normala. Repetand succesiv operatiile de mai sus, se realizeaza temperatura si presiunea necesare inceperii lichefierii gazului. 

Aerul lichid este incolor sau slab colorat in albastru limpede, cu punctul de fierbere de circa –192 °C, densitatea de circa 870 kg/m^3 si se pastreaza in vase Dewar. Materialele introduse in aer lichefiat dobandesc proprietati speciale. Astfel, cauciucul iși pierde elasticitatea, iar metalele isi micsoreaza rezistivitatea.

Deci, cum sta treaba cu acest aerul lichid si depozitarea energiei…!

Transformarea aerului in lichid poate reprezenta o solutie pentru cea mai mare provocare in inginerie. Institutul de Inginerie Mecanica spune ca aerul lichid poate concura cu bateriile si hidrogenul pentru a depozita excesul de energie generat de surse regenerabile. Astfel, electricitatea generata de formele eoliene in timpul noptii poate fi folosita pentru a raci aerul pana la o stare criogenica. Inginerii spun ca procesul de a produce electricitate “de moment” poate avea o eficienta de pana la 70%. Tehnologia a fost dezvoltata in mod original pentru a alimenta vehicule.

Mai multe informatii despre depozitarea energiei cu ajutorul aerului lichid.

Temperatura sub zero absolut

Zero absolutSalutari. No, sa o iau cu inceputul. Azi dimineata am citit o chestie interesanta despre temperatura. Nu temperatura atmosferica, ceva mai interesant. Ati auzit probabil de absolut, temperatura absoluta, acel zero absolut. Eu am auzit de aceasta temperatura de mult timp, de vreo 3 ani cand am inceput sa ma documentez, insa am aflat mai multe chestii interesante de curand chiar in cadrul facultatii. Profesorii nostri ne-au povestit despre zero absolut si despre faptul ca nu exista o temperatura mai mica decat acest zero.

Pe la facultate impreuna cu profesorul nostru de criogenie am avut ocazia sa atingem ca sa spun asa un lichid care era extrem de rece si care isi pastra temperatura relativ constanta pentru un anumit timp, insa in acelasi timp se evapora putin cate putin. Era vorba de un lichid folosit in criogenie care te „ingheta” la atingere.

Oare ce este acest zero ablosul?

Zero absolut dupa cum am spus si ma repet este cea mai mica temperatura posibila. E cam frig acolo. La zero absolut, atomii ocupa cea mai scazută stare a energiei. La o temperatura infinita, atomii ocupa toate starile de energie. Temperaturile negative sunt opusul temperaturilor pozitive – astfel ca este mai probabil ca atomii sa ocupe stari de energie ridicata decat stari de energie scazuta.

Temperatura mai mica decat zero absolut este de ordinul nanokelvin negativ! Articolul complet explicat il gasiti aici.

Criogenia umana. Viata intr-un „cub de gheata?”

criogenia umana

O scurta privire in universul S.F al cartilor si filmelor copilariei si nu numai ne poate trimite in negura visului si a fanteziei. Minunatii precum calatoria la viteze mai mairi decat ca a sunetului, campurile de forta, implanturile bionice, tehnologia nano si alte asemenea lor sunt pur si simplu „seducatoare” si par a ne face viata mai usoara si interesanta in acelasi timp. Dar oare ne aduc ele mai multe necazuri si probleme decat uimire si incantare?

Acum vreau sa vorbesc cate ceva despre criogenia umana, un proces de inghetare sau de suspendare a unui corp in azot lichid la o temperatura de aproximativ -150 grd Celsius. Cam rece daca stai si te gandesti ca afara sunt cam -15 grd Celsius si daca scoti capul pe geam „ingheti instant”. Nu vreau sa ma gandesc ce inseamna -150 grd pentru un corp uman insa fara sa vreau imi trece prin cap un flash si brrr, nu e bine. Chiar la facultate studiez despre criogenie, nu chiar criogenia umana insa chestii care tin de criogenie si de temperaturi cu mult sub zero grd. Azotul lichid se foloseste in general pentru producerea temperaturilor cu mult sub temperatura de inghet a apei. Chiar daca se evapora el ramane la temperaturi destul de joase (aprox -195 grd C ) ceea ce il face util intr-o gama mare de aplicatii ca refrigerant. 

Prin definitie, criogenia este o tehnica de a produce temperaturi foarte scazute prin care se studiaza comportamentul structurilor organice si anorganice la temperaturi critice. In ultimii zeci de ani s-a pus mereu aceeasi intrebare. „Oare corpurile vii, oamenii, pot fi criogenati?” Oare? 

Exista o serie de oameni de stiinta care spun ca criogenia nu poate fi aplicata pe tesuturile vii deoarece nu se rezolva nici un fel de problema ba mai mult, organismul ar putea fi deteriorat si mai tare in timpul procedurii, deoarece gheata are un volum mai mare decat apa lichida, si cum o mare parte din corp este formata din apa, atunci cand trupul e inghetat, in interiorul celulelor iau nastere mici cristale de gheata care se extind si le distrug. Daca si-ar recapata functionalitatea, un corp inghetat si reinviat, fiind un “mort viu”, nu va mai avea probabil constiinta si memorie.  Criogenia nu s-a aplicat pe oameni decat in domeniu medical si doar pentru a salva vieti. Medicii chirurgi pompeaza un venele pacientului un lichid rece ca gheata care contine substante nutritive si chimice de conservare a tesuturilor pentru a le usura munca. 

Nu te gandi la criogenie si la viata vesnica. Nu vei avea prea mari sanse cu criogenia si cu viata dupa inghetare. Lasa cubul de gheata in paharul de limonada pentru zilele toride care ne vor astepta in vara!

%d blogeri au apreciat: