Suolakiteen kasvattamiseksi tarvitset:
1) - suola.
Sen tulee olla mahdollisimman puhdas. Merisuola on parasta, koska tavallisessa keittiössä on paljon roskaa, joka on näkymätöntä silmälle.
2) - vettä.
Ihanteellinen vaihtoehto olisi käyttää tislattua vettä tai ainakin keitettyä vettä ja puhdistaa se mahdollisimman paljon epäpuhtauksista suodattamalla.
3) - lasitavarat jossa kristallia kasvatetaan.
Sen tärkeimmät vaatimukset: sen on myös oltava täysin puhdas, sen sisällä ei saa olla vieraita esineitä, edes pieniä pilkkuja, koko prosessin ajan, koska ne voivat aiheuttaa muiden kiteiden kasvua pääkiteen vahingoksi.
4) - suola kristalli.
Se voidaan "saada" suolapakkauksesta tai tyhjästä suolapuristimesta. Siellä pohjassa on melkein varmasti sopiva, joka ei pystyisi kiivetä suolapuristimen reiän läpi. On tarpeen valita läpinäkyvä kide, jonka muoto on lähempänä suuntaissärmiötä.
5) - sauva: muovi- tai puukeramiikka tai samoista materiaaleista valmistettu lusikka.
Yksi näistä aineista tarvitaan liuoksen sekoittamiseen. Olisi luultavasti turhaa muistuttaa, että jokaisen käyttökerran jälkeen ne on pestävä ja kuivattava.
6) - lakka.
Lakkaa tarvitaan jo valmiin kiteen suojaamiseen, koska ilman suojaa kuivassa ilmassa se murenee ja märässä ilmassa se leviää muodottomaksi massaksi.
7) - sideharso tai suodatinpaperia.
Kiteen kasvuprosessi.
Säiliö valmistetulla vedellä asetetaan lämpimään veteen (noin 50-60 astetta), suolaa kaadetaan siihen vähitellen jatkuvasti sekoittaen. Kun suola ei enää liukene, liuos kaadetaan toiseen puhtaaseen astiaan, jotta ensimmäisen säiliön sakka ei pääse siihen. Voidaan kaataa suodatetun suppilon läpi parhaan puhtauden varmistamiseksi.
Nyt aiemmin "uutettu" kide langalla lasketaan tähän liuokseen niin, että se ei kosketa astian pohjaa ja seiniä.
Peitä sitten astiat kannella tai jollain muulla, mutta niin, ettei vieraita esineitä ja pölyä pääse sinne.
Aseta astia pimeään, viileään paikkaan ja ole kärsivällinen - näkyvä prosessi alkaa parin päivän kuluttua, mutta ison kiteen kasvattaminen kestää useita viikkoja.
Kiteen kasvaessa neste vähenee luonnollisesti, ja siksi noin kerran kymmenessä päivässä on tarpeen lisätä tuore liuos, joka on valmistettu yllä olevien olosuhteiden mukaisesti.
Kaikkien lisätoimintojen aikana ei saa sallia toistuvia liikkeitä, voimakkaita mekaanisia vaikutuksia ja merkittäviä lämpötilanvaihteluita.
Kun kide saavuttaa halutun koon, se poistetaan liuoksesta. Tämä on tehtävä erittäin huolellisesti, koska se on tässä vaiheessa vielä erittäin hauras. Poistettu kide kuivataan vedestä lautasliinoilla. Kuivattu kristalli on päällystetty värittömällä lakalla vahvuuden antamiseksi, jota voit käyttää sekä kotitalouksissa että manikyyrissä.
Ja lopuksi kärpänen.
Tällä tavalla kasvatettua kristallia ei voida käyttää täysimittaisen suolalampun valmistukseen, koska siinä käytetään erityistä luonnonmineraalia - haliittia, joka sisältää monia luonnollisia mineraaleja.
Mutta jopa tekemästäsi perusteella on täysin mahdollista tehdä jonkinlainen käsityö, esimerkiksi pienoismalli samasta suolalampusta asettamalla pieni LED-valo kristalliin, joka saa virtaa akusta.
Koko hankkeen pääideana on varmistaa vaihtoehtoisista lähteistä, ensisijaisesti tuulesta ja auringosta, tuotetun energian saannin jatkuvuus.
Alphabet-holdingyhtiöllä, johon Google kuuluu, on "X"-divisioona, joka käsittelee projekteja, jotka näyttävät puhtaalta tieteiskirjallisuudesta. Yksi näistä hankkeista on juuri toteutumassa. Sen nimi on Project Malta, ja Bill Gates aikoo osallistua siihen. Totta, ei suoraan, vaan hänen Breakthrough Energy Ventures -rahastonsa kautta. Suunnitelmissa on varata noin miljardi dollaria.
Vielä ei ole selvää, milloin rahoitus jaetaan tarkasti, mutta kaikkien kumppaneiden aikeet ovat enemmän kuin vakavat. Ajatus energiavarastosta, josta osa on sulan suolan säiliö ja osa jäähdytettyä jäähdytysnestettä, kuuluu tiedemies Robert Laughlinille. Hän on fysiikan ja soveltavan fysiikan professori Stanfordin yliopistossa, Laughlin sai fysiikan Nobel-palkinnon vuonna 1998.
Koko hankkeen pääideana on varmistaa vaihtoehtoisista lähteistä, ensisijaisesti tuulesta ja auringosta, tuotetun energian saannin jatkuvuus. Kyllä, tietysti on olemassa erilaisia akkujärjestelmiä, joiden avulla voit varastoida energiaa päivällä ja vapauttaa sitä yöllä tai ajanjaksoina, jotka ovat ongelmallisia vaihtoehtoisille lähteille (pilvinen, tyyni jne.). Mutta ne voivat varastoida suhteellisen pienen määrän energiaa. Jos puhumme kaupungin, alueen tai maan mittakaavasta, sellaisia akkujärjestelmiä ei ole.
Mutta ne voidaan luoda Laughlinin idealla. Se sisältää seuraavat rakenneosat:
- "Vihreän" energian lähde, kuten tuuli- tai aurinkovoimala, joka siirtää energiaa varastoon.
- Lisäksi sähköenergia käyttää lämpöpumppua, sähkö muunnetaan lämmöksi ja muodostuu kaksi aluetta - kuuma ja jäähdytetty.
- Lämpö varastoidaan sulan suolan muodossa, lisäksi siellä on myös "kylmä säiliö", tämä on erittäin jäähdytetty jäähdytysneste (esimerkiksi).
- Kun energiaa tarvitaan, "lämpömoottori" (järjestelmä, jota voidaan kutsua anti-lämpöpumpuksi) käynnistetään ja sähköä tuotetaan uudelleen.
- Tarvittava määrä energiaa lähetetään yleisverkkoon.
Laughlin on jo patentoinut tekniikan, joten nyt on kysymys vain tekniikasta ja rahoituksesta. Itse hanke voidaan toteuttaa esimerkiksi Kaliforniassa. Noin 300 000 kWh tuuli- ja aurinkovoimaloiden tuottamaa energiaa "hävittiin". Tosiasia on, että sitä tuotettiin niin paljon, että koko määrää ei voitu tallentaa. Ja tämä riittää toimittamaan energiaa yli 10 000 kotitaloudelle.
Vastaava tilanne on kehittynyt Saksassa, jossa vuonna 2015 "tuulisähköstä" katosi 4 %. Kiinassa tämä luku ylitti yleensä 17 prosenttia.
Valitettavasti "X":n edustajat eivät kerro mitään projektin mahdollisista kustannuksista. Voi hyvinkin olla, että oikein toteutettu energian varastointi suolalla ja jäähdytetyllä nesteellä maksaa vähemmän kuin perinteiset litiumakut. Nyt litiumioniakkujen hinta kuitenkin laskee, ja "likaisen" energian hinta on suunnilleen samalla tasolla. Joten jos Malta-hankkeen alullepanijat haluavat kilpailla perinteisten ratkaisujen kanssa, heidän on saavutettava merkittävä vähennys järjestelmänsä kilowatin hinnassa.
Oli miten oli, projektin toteutus on aivan nurkan takana, joten pian voimme selvittää kaikki tarvittavat yksityiskohdat. julkaistu Jos sinulla on kysyttävää tästä aiheesta, kysy ne asiantuntijoilta ja projektimme lukijoilta.
Yksittäiset suolat voivat toimia elektrolyytteinä metallien valmistuksessa sulaiden suolojen elektrolyysillä, mutta tavallisesti, koska halutaan saada suhteellisen alhaalla sulavaa elektrolyyttiä, jolla on edullinen tiheys, sille on ominaista melko alhainen viskositeetti ja korkea. sähkönjohtavuus, suhteellisen suuri pintajännitys sekä alhainen haihtuvuus ja kyky liuottaa metalleja, nykyaikaisen metallurgian käytännössä käytetään monimutkaisempia sulaneita elektrolyyttejä, jotka ovat useiden (kahdesta neljään) komponentteja koostuvia järjestelmiä.Tästä näkökulmasta yksittäisten sulan suolojen, erityisesti sulan suolojen järjestelmien (seosten) fysikaalis-kemialliset ominaisuudet ovat erittäin tärkeitä.
Tälle alueelle kertynyt riittävän suuri määrä koemateriaalia osoittaa, että sulien fysikaalis-kemialliset ominaisuudet ovat tietyssä yhteydessä toisiinsa ja riippuvat näiden suolojen rakenteesta sekä kiinteässä että sulassa tilassa. Jälkimmäisen määräävät sellaiset tekijät kuin suolan kidehilassa olevien kationien ja anionien koko ja suhteellinen määrä, niiden välisen sidoksen luonne, polarisaatio ja vastaavien ionien taipumus kompleksin muodostumiseen sulaissa.
Taulukossa. 1 vertaa sulamispisteitä, kiehumispisteitä, moolitilavuuksia (sulamispisteessä) ja ekvivalenttia sähkönjohtavuutta joidenkin sulaiden kloridien ryhmien mukaisesti järjestettynä D.I:n alkuaineiden jaksollisen lain taulukon ryhmien mukaisesti. Mendelejev.
Taulukossa. Kuva 1 osoittaa, että ryhmään I kuuluville alkalimetalliklorideille ja maa-alkalimetalliklorideille (ryhmä II) on tunnusomaista korkea sulamis- ja kiehumispiste, korkea sähkönjohtavuus ja pienempi polaarinen tilavuus verrattuna seuraaviin ryhmiin kuuluviin klorideihin.
Tämä johtuu siitä, että kiinteässä tilassa näillä suoloilla on ionikidehilat, joissa ionien väliset vuorovaikutusvoimat ovat erittäin merkittäviä. Tästä syystä tällaisia hiloja on erittäin vaikea tuhota, joten alkali- ja maa-alkalimetalliklorideilla on korkea sulamis- ja kiehumispiste. Alkali- ja maa-alkalimetallikloridien pienempi moolitilavuus johtuu myös siitä, että näiden suolojen kiteissä on suuri määrä vahvoja ionisidoksia. Tarkasteltavana olevien suolojen sulatteiden ionirakenne määrää myös niiden korkean sähkönjohtavuuden.
A.Yan näkemyksen mukaan. Frenkelin mukaan sulan suolojen sähkönjohtavuus määräytyy virransiirron perusteella, pääasiassa pienten liikkuvien kationien avulla, ja viskoosiominaisuudet johtuvat kookkaammista anioneista. Tästä syystä sähkönjohtavuuden pudotus LiCl:stä CsCl:ään kationisäteen kasvaessa (0,78 A:sta Li+:sta 1,65 A:iin Cs+:lle) ja vastaavasti sen liikkuvuus vähenee.
Joillekin ryhmien II ja III klorideille (kuten MgCl2, ScCl2, USl3 ja LaCl3) on ominaista alhainen sähkönjohtavuus sulassa tilassa, mutta samalla melko korkeat sulamis- ja kiehumispisteet. Jälkimmäinen osoittaa merkittävän osuuden ionisidoksia näiden suolojen kidehiloissa. Ho on sulatuksissa yksinkertaiset ionit huomattavasti vuorovaikutuksessa suurempien ja vähemmän liikkuvien kompleksisten ionien muodostumisen kanssa, mikä vähentää näiden suolojen sähkönjohtavuutta ja lisää niiden viskositeettia.
Kloorianionin voimakas polarisaatio pienten Be2+- ja Al3+-kationien toimesta johtaa näiden suolojen ionisidosten osuuden jyrkkään laskuun ja molekyylisidosten osuuden kasvuun. Tämä vähentää BeCl2- ja AlCl3-kidehilojen lujuutta, minkä vuoksi näille klorideille on ominaista alhaiset sulamis- ja kiehumispisteet, suuret moolitilavuudet ja erittäin alhaiset sähkönjohtavuusarvot. Jälkimmäinen johtuu ilmeisesti siitä, että (Be2+:n ja Al3+:n voimakkaan polarisoivan vaikutuksen vaikutuksesta) sulassa beryllium- ja alumiiniklorideissa tapahtuu voimakasta kompleksoitumista, jolloin niihin muodostuu tilaa vieviä kompleksisia ioneja.
Erittäin alhaisille sulamislämpötiloille (jonka arvot ovat usein alle nollan) ja kiehumiseen ovat ominaisia ryhmän IV alkuaineiden kloridisuolat sekä ryhmän III boorin ensimmäinen alkuaine, joilla on puhtaasti molekyylihilat, joissa on heikot jäännössidokset molekyylien välillä. Tällaisten suolojen sulassa ei ole ioneja, ja ne, kuten kiteet, on rakennettu neutraaleista molekyyleistä (vaikka jälkimmäisten sisällä saattaa olla ionisidoksia). Tästä syystä näiden suolojen suuret moolitilavuudet sulamispisteessä ja vastaavien sulatteiden sähkönjohtavuuden puuttuminen.
Ryhmän I, II ja III metallien fluorideille on pääsääntöisesti tunnusomaista korkeammat sulamis- ja kiehumispisteet vastaaviin klorideihin verrattuna. Tämä johtuu F+-anionin pienemmästä säteestä (1,33 A) verrattuna Cl+-anionin säteeseen (1,81 A) ja vastaavasti fluori-ionien pienemmästä taipumuksesta polarisoitua ja näin ollen vahvojen ionisten kiteiden muodostumisesta. näiden fluoridien hilat.
Erittäin tärkeitä elektrolyysin suotuisten olosuhteiden valinnassa ovat suolajärjestelmien sulamiskaaviot (vaihekaaviot). Joten käytettäessä sulaneita suoloja elektrolyytteinä metallien elektrolyyttisessä tuotannossa, on yleensä ensinnäkin tarpeen käyttää suhteellisen matalassa lämpötilassa sulavia suolaseoksia, jotka tarjoavat riittävän alhaisen elektrolyysilämpötilan ja pienemmän sähköenergian kulutuksen, jotta ne säilyttävät elektrolyytti sulassa tilassa.
Tietyillä komponenttien suhteilla suolajärjestelmissä voi kuitenkin ilmaantua kemiallisia yhdisteitä, joilla on kohonneet sulamispisteet, mutta joilla on muita edullisia ominaisuuksia (esimerkiksi kyky liuottaa oksideja helpommin sulassa tilassa kuin yksittäisiä sulatettuja suoloja jne.).
Tutkimukset osoittavat, että kun olemme tekemisissä kahden tai useamman suolan (tai suolojen ja oksidien) järjestelmien kanssa, näiden järjestelmien komponenttien välillä voi tapahtua vuorovaikutuksia, mikä johtaa (tällaisen vuorovaikutuksen voimakkuudesta riippuen) eutektiikkaa tai eutektiikkaa, joka on tallennettu kaavioita tai kiinteiden liuosten alueita tai epäyhtenäisesti (hajoamisen kanssa) tai yhteneväisesti (hajoamatta) sulavia kemiallisia yhdisteitä. Näistä vuorovaikutuksista johtuva aineen rakenteen suuri järjestys järjestelmän koostumuksen vastaavissa kohdissa säilyy jossain määrin sulassa, eli likvidusviivan yläpuolella.
Siksi sulan suolojen järjestelmät (seokset) ovat rakenteeltaan usein monimutkaisempia kuin yksittäiset sulat suolat, ja yleensä sulan suolojen seosten rakennekomponentit voivat olla samanaikaisesti yksinkertaisia ioneja, kompleksisia ioneja ja jopa neutraaleja molekyylejä, varsinkin kun vastaavien suolojen kidehiloissa on tietty määrä molekyylisidoksia.
Esimerkkinä tarkastellaan alkalimetallikationien vaikutusta MeCl-MgCl2-järjestelmän sulavuuteen (jossa Me on alkalimetalli kuvassa 1), jolle on tunnusomaista vastaavien faasidiagrammien likvidusviivat. Kuvasta näkyy, että kun alkalikloridikationin säde kasvaa Li+:sta Cs+:ksi (vastaavasti 0,78 A:sta 1,65 A:iin), sulavuuskaavio monimutkaistuu: LiC-MgCl2-järjestelmässä komponentit muodostavat kiinteän aineen. ratkaisut; NaCl-MgCl2-järjestelmässä on eutektinen minimi; KCl-MgCl2-järjestelmässä kiinteässä faasissa muodostuu yksi kongruentisti sulava yhdiste KCl*MgCl2 ja mahdollisesti yksi epäyhtenäisesti sulava yhdiste 2KCl*MgCl2; RbCl-MgCl2-järjestelmässä sulamiskaaviossa on jo kaksi maksimia, jotka vastaavat kahden kongruentisti sulavan yhdisteen muodostumista; RbCl*MgCl2 ja 2RbCl*MgCl; lopuksi CsCl-MgClg-järjestelmässä muodostuu kolme yhdenmukaisesti sulavaa kemiallista yhdistettä; CsCl*MgCl2, 2CsCl*MgCl2 ja SCsCl*MgCl2 sekä yksi epäyhtenäisesti sulava yhdiste CsCl*SMgCl2. LiCl-MgCb-järjestelmässä Li- ja Mg-ionit ovat vuorovaikutuksessa suunnilleen tasaisesti kloorinonien kanssa, ja siksi vastaavat sulat lähestyvät rakenteensa yksinkertaisimpia ratkaisuja, minkä vuoksi tämän järjestelmän sulavuuskaaviolle on ominaista kiinteiden liuosten läsnäolo. . NaCi-MgCl2-järjestelmässä natriumkationin säteen kasvun vuoksi natrium- ja kloori-ionien välinen sidos heikkenee ja vastaavasti Mg2+:n ja Cl-ionien välinen vuorovaikutus lisääntyy, mikä kuitenkin , ei kuitenkaan johda monimutkaisten ionien ilmaantumiseen sulatteeseen. Tästä johtuva sulan hieman suurempi järjestys aiheuttaa eutektiikkaa NaCl-MgCl2-järjestelmän sulamiskaaviossa. K+- ja C1--ionien välisen sidoksen lisääntyvä heikkeneminen kaliumkationin entistä suuremmasta säteestä aiheuttaa ionien ja Cl-:n välisen vuorovaikutuksen lisääntymisen, mikä johtaa, kuten KCl-MgCl2-sulamiskaavio osoittaa. stabiilin kemiallisen yhdisteen KMgCl3 muodostumiseen ja sulassa - vastaavien kompleksianionien (MgCl3-) ilmaantumiseen. Rb+:n (1,49 A) ja Cs+:n (1,65 A) säteiden lisääntyminen edelleen heikentää toisaalta Rb:n ja Cl-ionien sekä Cs+:n ja Cl-ionien välistä sidosta. toisaalta, mikä johtaa entisestään RbCl-MgCb-järjestelmän sulatettavuuskaavion monimutkaisuuteen verrattuna KCl-MgCb-järjestelmän sulavuuskaavioon ja vielä suuremmassa määrin CsCl-MgCl2:n sulavuuskaavion monimutkaisuuteen. järjestelmä.
Tilanne on samanlainen MeF-AlF3-järjestelmissä, joissa LiF - AlF3 -järjestelmän tapauksessa sulamiskaaviossa on yksi kongruentisti sulava kemiallinen yhdiste SLiF-AlFs ja NaF-AIF3 -järjestelmän sulamiskaaviossa yksi kongruentti ja yksi. epäyhtenäisesti sulavat kemialliset yhdisteet; vastaavasti 3NaF*AlFa ja 5NaF*AlF3. Johtuen siitä, että jonkin tai toisen kemiallisen yhdisteen kiteytymisen aikana muodostuminen suolafaasissa heijastuu myös tämän sulan rakenteeseen (suurempi järjestys liittyy monimutkaisten ionien esiintymiseen), tämä aiheuttaa sulavuuden lisäksi vastaavan muutoksen. ja muut fysikaalis-kemialliset ominaisuudet, jotka muuttuvat dramaattisesti (ei noudata additiivisuussääntöä) sulan suolojen seosten koostumuksissa, mikä vastaa kemiallisten yhdisteiden muodostumista sulamiskaavion mukaan.
Siksi suolajärjestelmien koostumus-ominaisuuskaavioiden välillä on vastaavuus, joka ilmenee siinä, että missä kemiallinen yhdiste on merkitty järjestelmän sulamiskaavioon, on sitä koostumuksessa vastaavalle sulalle ominaista maksimaalinen kiteytyminen lämpötila, maksimitiheys, maksimiviskositeetti, pienin sähkönjohtavuus ja pienin elastisuuspari.
Tällainen vastaavuus sulan suolojen seosten fysikaalis-kemiallisten ominaisuuksien muutoksessa paikoissa, jotka vastaavat sulamiskaavioihin kirjattujen kemiallisten yhdisteiden muodostumista, ei kuitenkaan liity näiden yhdisteiden neutraalien molekyylien esiintymiseen sulassa, kuten aiemmin uskottiin, mutta johtuu vastaavan sulatteen rakenteen paremmasta järjestyksestä, suuremmasta pakkaustiheydestä. Siksi - kiteytymislämpötilan ja tällaisen sulatteen tiheyden jyrkkä nousu. Suurimman määrän suuria kompleksisia ioneja (joka vastaa tiettyjen kemiallisten yhdisteiden muodostumista kiinteässä faasissa) esiintyminen sellaisessa sulassa johtaa myös sulan viskositeetin voimakkaaseen nousuun, koska siinä esiintyy tilaa vieviä kompleksisia anioneja. ja sulatteen sähkönjohtavuuden heikkeneminen johtuen virrankantajien lukumäärän vähenemisestä (johtuen yksinkertaisten ionien yhdistelmästä monimutkaisiin ioneihin).
Kuvassa Esimerkkinä kuvassa 2 on vertailtu NaF-AlF3- ja Na3AlF6-Al2O3-järjestelmien sulatteiden koostumus-ominaisuuskaaviota, jossa ensimmäisessä tapauksessa sulamisdiagrammille on tunnusomaista kemiallisen yhdisteen läsnäolo, ja toinen - eutektiikka. Tämän mukaisesti sulatteiden fysikaalis-kemiallisten ominaisuuksien muutoskäyrät koostumuksesta riippuen ovat ensimmäisessä tapauksessa äärimmäisyyksiä (maksimit ja minimit), ja toisessa vastaavat käyrät muuttuvat monotonisesti.
04.03.2020
Polttopuun korjuu, oksien ja oksien leikkaaminen, rakennustyöt, puutarhanhoito - kaikki tämä on moottorisahan käyttöalue. Linkki...
04.03.2020
Nosto- ja kuljetusmekanismia vetovoiman avulla kutsutaan vinssiksi. Veto välitetään köydellä, kaapelilla tai ketjulla, joka sijaitsee rummussa....
03.03.2020
Haluatko asunnon kylpyhuoneen ja wc:n näyttävän näyttävän? Tätä varten on ensinnäkin piilotettava viestintä (vesi ja viemäri ...
03.03.2020
Taiteellisena tyylinä barokki syntyi 1500-luvun lopulla Italiassa. Nimi tulee italialaisesta "baroccosta", joka tarkoittaa omituista kuorta....
02.03.2020
Rakennustyön tason määräävät käsityöläisten ammattitaito, teknisten prosessien noudattaminen sekä käytettyjen materiaalien ja kulutustarvikkeiden laatu. Muuttaa...
Sähkövoimateollisuus on yksi harvoista aloista, joilla ei ole suuria varastoituja tuotettuja "tuotteita". Energian teollinen varastointi ja erilaisten varastointilaitteiden valmistus on seuraava askel suuressa sähköteollisuudessa. Nyt tämä tehtävä on erityisen akuutti - uusiutuvien energialähteiden nopean kehityksen myötä. Huolimatta uusiutuvan energian kiistattomista eduista, yksi on edelleen olemassa tärkeä kysymys, joka on ratkaistava ennen vaihtoehtoisten energialähteiden massakäyttöä ja käyttöä. Vaikka tuuli- ja aurinkoenergia ovat ympäristöystävällisiä, niiden tuotanto on "ajoittain" ja energiaa on varastoitava myöhempää käyttöä varten. Monille maille erityisen kiireellinen tehtävä olisi hankkia teknologiaa kausittaiseen energian varastointiin - sen kulutuksen suurista vaihteluista johtuen. Ars Technica Edition valmis luettelo parhaista energian varastointitekniikoista, puhumme joistakin niistä.
Hydrauliakut
Vanhin, vakiintunut ja laajalle levinnyt tekniikka suurten määrien energian varastointiin. Akun toimintaperiaate on seuraava: vesisäiliöitä on kaksi - toinen sijaitsee toisen yläpuolella. Kun sähkön kysyntä on vähäistä, energiaa käytetään veden pumppaamiseen ylempään säiliöön. Sähkönkulutuksen ruuhka-aikoina vesi johdetaan sinne asennettuun vesivoimalaan, jossa vesi pyörittää turbiinia ja tuottaa sähköä.
Tulevaisuudessa Saksa aikoo käyttää vanhoja hiilikaivoksia hydrauliakkujen luomiseen, ja saksalaiset tutkijat työskentelevät luodakseen jättimäisiä betonipalloja valtameren pohjalle vedentuotantoa varten. Venäjällä on Zagorskaya GAES, joka sijaitsee Kunya-joella lähellä Bogorodskoje-kylää Moskovan alueen Sergiev Posadin alueella. Zagorsk HPSP on tärkeä infrastruktuurielementti keskuksen sähköjärjestelmässä, se osallistuu taajuus- ja tehovirtojen automaattiseen säätelyyn sekä päivittäisten huippukuormien kattamiseen.
Kuten Igor Ryapin, Yhdistyksen "Energiankuluttajayhteisöt" osaston johtaja sanoi "New Energy" -konferenssissa: Skolkovo Business Schoolin energiakeskuksen järjestämä energian Internet, kaikkien maailman vesiakkujen asennettu kapasiteetti on noin 140 GW, tämän tekniikan etuja ovat suuri määrä jaksoja ja pitkä käyttöikä, hyötysuhde on noin 75-85%. Hydraulisten akkujen asennus vaatii kuitenkin erityistä maantieteelliset olosuhteet ja se on kallista.
Paineilman energian varastointi
Tämä energian varastointitapa on periaatteessa samanlainen kuin vetytuotanto – vesisäiliöihin kuitenkin pumpataan ilmaa. Moottorin (sähkö- tai muun) avulla pumpataan ilmaa akkuun. Energian saamiseksi paineilmaa vapautuu ja se pyörittää turbiinia.
Tällaisen varastoinnin haittana on alhainen hyötysuhde, joka johtuu siitä, että osa energiasta kaasun puristuksen aikana muuttuu lämpömuotoon. Hyötysuhde on enintään 55%, järkevään käyttöön taajuusmuuttaja vaatii paljon halpaa sähköä, joten Tämä hetki teknologiaa käytetään pääasiassa kokeellisiin tarkoituksiin, maailman kokonaiskapasiteetti ei ylitä 400 MW.
Sula suola aurinkoenergian varastointiin
Sula suola säilyttää lämpöä pitkään, joten se sijoitetaan aurinkolämpölaitoksiin, joissa sadat heliostaatit (suuret aurinkoon keskittyneet peilit) keräävät auringonvalon lämmön ja lämmittävät sisällä olevaa nestettä - sulan suolan muodossa. Sitten se lähetetään säiliöön, sitten höyrygeneraattorin avulla se käyttää turbiinia, jolloin syntyy sähköä. Yksi eduista on, että sula suola toimii korkea lämpötila- yli 500 celsiusastetta, mikä edistää höyryturbiinin tehokasta toimintaa.
Tämä tekniikka auttaa pidentämään työaikoja tai lämmittämään tiloja ja toimittamaan sähköä iltaisin.
Samanlaisia tekniikoita käytetään Mohammed bin Rashid Al Maktoumin aurinkopuistossa, joka on maailman suurin aurinkovoimalaitosten verkosto, joka on yhdistetty yhdeksi tilaan Dubaissa.
Läpivirtaus-pelkistysjärjestelmät
Flow-akut ovat valtava elektrolyyttisäiliö, joka kulkee kalvon läpi ja luo sähkövaraus. Elektrolyytti voi olla vanadiinia sekä sinkki-, kloori- tai suolavesiliuoksia. Ne ovat luotettavia, helppokäyttöisiä ja pitkäikäisiä.
Vaikka kaupallisia hankkeita ei ole, kokonaiskapasiteetti on 320 MW, pääasiassa tutkimushankkeiden puitteissa. Tärkein plus on toistaiseksi ainoa tekniikka akuissa, joilla on pitkäkestoinen energiateho - yli 4 tuntia. Haittoja ovat tilavuus ja kierrätystekniikan puute, mikä on yleinen ongelma kaikille akuille.
Clean Technican mukaan saksalainen voimalaitos EWE suunnittelee rakentavansa maailman suurimman 700 MWh:n virtausakun Saksaan luoliin, joissa aiemmin varastoitiin maakaasua.
Perinteiset akut
Nämä ovat samanlaisia akkuja kuin kannettavissa tietokoneissa ja älypuhelimissa, vain teollisen kokoisia. Tesla toimittaa tällaisia akkuja tuuli- ja aurinkovoimaloihin, kun taas Daimler käyttää tähän vanhoja autoakkuja.
Lämpöholvit
Moderni talo on jäähdytettävä - etenkin alueilla, joilla on kuuma ilmasto. Lämpövarastot mahdollistavat säiliöihin varastoituneen veden jäädyttämisen yön aikana, päivällä jää sulaa ja jäähdyttää taloa ilman kaikille tuttua kallista ilmastointilaitetta ja turhia energiakustannuksia.
Kalifornialainen Ice Energy on kehittänyt useita tällaisia projekteja. Heidän ajatuksensa on, että jäätä syntyy vain ruuhkakuormituksen aikana, jolloin jäätä käytetään lisäsähkön sijaan tilojen jäähdyttämiseen.
Ice Energy tekee yhteistyötä australialaisten yritysten kanssa tuodakseen jääakkuteknologiaa markkinoille. Australiassa on aktiivisen auringon ansiosta kehitetty aurinkopaneelien käyttöä. Auringon ja jään yhdistelmä lisää asuntojen yleistä energiatehokkuutta ja kestävyyttä.
Vauhtipyörä
Supervauhtipyörä on inertiakäyttö. Siihen varastoitunut liike-energia voidaan muuntaa sähköksi dynamolla. Kun sähköä tarvitaan, suunnittelu tuottaa sähköenergiaa hidastamalla vauhtipyörää.
