• Nem Talált Eredményt

Megújuló energiák villamos

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2022

Ossza meg "Megújuló energiák villamos"

Copied!
37
0
0

Teljes szövegt

(1)

Prof. Dr Vajda István

BME Villamos Energetika Tanszék

Megújuló energiák villamos rendszerei (BMEVIVEM262)

TAMOP-4.1.2-08/2/A/KMR-2009-0048

A Projekt az Európai Unió támogatásával, az Európai Regionális Fejlesztési Alap társfinanszírozásával valósult meg

(2)

Alapok,

a legelterjedtebb

közvetlen energiaátalakítók

1. fejezet

(3)

World Population: 1850 - 2100

Forrás: Paul M Grant: SuperCities and SuperGrids

(4)

Energy/Demographics Timeline

Megújuló energiák..., MSc Prof. Dr. Vajda István: Közvetlen energiaátalakítók

Forrás: Paul M Grant: SuperCities and SuperGrids

(5)

Industrialization Helps Bring Energy Efficiency

Million Tons of Oil Equivalent

Forrás: Paul M Grant: SuperCities and SuperGrids

(6)

HDI vs per capita Electricity

HDI = élettartam + írástudás + oktatás + életszínvonal

Megújuló energiák..., MSc Prof. Dr. Vajda István: Közvetlen energiaátalakítók

Forrás: Paul M Grant: SuperCities and SuperGrids

(7)

A közvetlen energia-átalakítók

Bevezetés

A fentiekből következik, hogy energiadús társadalom

megalkotásra kell törekednünk. Az anyagi jólét, - amelyet az egy főre eső nemzeti jövedelemmel veszünk arányosnak - és az egy fő által felhasznált energia közötti összefüggést az ábra mutatja be.

Láthatjuk, hogy az összes ország egy adott egyenes közelében helyezkedik el.

Ez a tendencia azt jelzi, hogy adott nemzeti jövedelemhez megfelelő mennyiségű energiát szükséges felhasználni, pontosabban ennek megléte nélkül a magas nemzeti jövedelem nem lehetséges.

Kisebb-nagyobb eltérések az egyenestől láthatók, az elvi

összefüggés azonban feltétlenül igaz.

(8)

Megújuló energiák..., MSc Prof. Dr. Vajda István: Közvetlen energiaátalakítók

A közvetlen energia-átalakítók

Bevezetés

Miért vizsgáljuk a „közvetlen energiaátalakítást”, amely lényegében hő-, kémiai, illetve sugárzó energiák mozgó alkatrész nélkül történő villamos energiává való alakítást jelenti.

 Legfontosabbnak talán azt mondhatnánk, hogy a jelenlegi 35-40%-os hő-villamos erőművi hatásfokkal nem vagyunk megelégedve és a hatásfokokat jelentősen növelni kívánjuk. Erre elsősorban a tüzelőanyag-elem rendszerű erőművek, illetve a magnetohidrodinamikus generátort első lépcsőnek használó erőművek adnak reményt.

 A közvetlen energiaátalakítás körébe tartozik a

megújuló energiáknak (nap, szél, vízmozgás) az

emberi felhasználás körébe való vonása is.

(9)

A közvetlen energia-átalakítók

Bevezetés

Miért vizsgáljuk a „közvetlen energiaátalakítást”…?

Igen lényeges előnynek tartjuk a mozgó alkatrészt nem tartalmazó közvetlen energiaátalakító rendszereknél a megbízhatóság jelentős növekedését. Olyan rendszereknél, melyeknek 20-30 ezer órát felügyelet nélkül kell működniük, más megoldás úgyszólván szóba sem jöhet.

A közvetlen energiaátalakítás egyes módszereitől azt remélik, hogy az 1 MW-ra eső beruházási költség jelentősen csökkenthető. Ezt nem tartjuk valószínűnek, azonban a technológiák jelentős fejlődése, újszerű megoldások, esetleg ezt a célt is realizálhatják.

Végezetül, a közvetlen energiaátalakításra való törekvések okai között szeretnének megemlíteni azt a technikatörténet által igazolt tényt, hogy az emberiség a viszonylag bonyolultabb technikai megoldások megvalósítása után törekedett azok egyszerűsítésére, mind a gépészetben, mind az elektrotechnikában, „elegáns”

megoldások létrehozásával.

(10)

Megújuló energiák..., MSc Prof. Dr. Vajda István: Közvetlen energiaátalakítók

A közvetlen energia-átalakítók

Bevezetés

Az ismertebb berendezések közül soroljuk fel az alábbiakat:

magnetohidrodinamikus (MHD) generátorok,

elektro-gáz-dinamikus generátorok,

Nernst-Ettingshausen generátorok,

hővillamos generátorok,

termionikus generátorok,

fényvillamos generátorok,

tüzelőanyag elemek,

termomágneses generátorok,

ferrovillamos generátorok,

elektrohidrodinamikus generátorok,

piezo-villamos generátorok,

atomenergiát közvetlen villamos energiává alakító berendezések,

fúziós átalakítók.

.

(11)

A közvetlen energia-átalakítók

Tüzelőanyag-cellák

(Fuel Cell)

(12)

Megújuló energiák..., MSc Prof. Dr. Vajda István: Közvetlen energiaátalakítók

A közvetlen energia-átalakítók

Tüzelőanyag-cellák (Fuel Cell) – történeti háttér

A tüzelőanyag elemek fejlődésének kezdetét az 1840-es évekre kell tennünk, amikor is H. Davy szénnel és salétromsavval primitív tüzelőanyag cellát, Growe pedig 1839-ben a hidrogén-oxigén cellát valósította meg, amelyen a mai modern tüzelőanyag elemek minden lényeges része megtalálható.

Érdekes, hogy a probléma lényegét ő is felismerte, amikor jegyzeteiben ezt írta: „Valószínű, hogy a kémiai vagy katalitikus hatás ott történik meg, ahol a folyadék, a gáz és a platina a folyadék felszínén találkozik, és a legfőbb cél az, hogy minél több ilyen működő felületet alkossunk.”

1890 körül L. Mond és C. Langer olyan tüzelőanyag cellát

szerkesztett, amely 66mA/cm

2

terhelhetőségű volt. A

dinamó gyors fejlődése ezeket a kezdeti eredményeket

háttérbe szorította.

(13)

A közvetlen energia-átalakítók

Tüzelőanyag-cellák (Fuel Cell) – működési elv

A benzinmotor hengerében az égő anyagot, a hidrogént és az égést tápláló anyagot: az oxigént közvetlen módon

összekeverjük és ennek következményeképpen az égő anyag elektronjai közvetlenül mennek át az oxigén atomokhoz, ill. molekulákhoz.

Ezen átmenettel - azaz oxidációval – a végtermék molekulák termikus sebességét mintegy 30-szorosra növeltük. A nagy sebességű molekulák ezen rendezetlen mozgásából, ill.

impulzusából fedezi a motor dugattyúja, esetleg a turbina

lapátja az utóbbi alkatrészek lineáris mozgását. Az egész

rendszer átalakítási hatásfokát az a termodinamikai elv

szabja meg, amelynél a rendszer kezdő és végállapotának

rendezetlenségi foka legkedvezőbb eseben azonos

maradhat, de általában nő. Ezen elvet a Carnot-hatásfok

önti számszerű alakba.

(14)

Megújuló energiák..., MSc Prof. Dr. Vajda István: Közvetlen energiaátalakítók

A közvetlen energia-átalakítók

Tüzelőanyag-cellák (Fuel Cell)

felépítés

Az ábrának megfelelően olyan elrendezést alakítunk ki, amelynél az égő anyag és az oxidáló anyag molekuláit nem engedjük keveredni.

Induljunk az anód lemezről, melyre a jelen példában hidrogén molekulákat juttatunk.

A katalizátort tartalmazó anódnak olyan tulajdonsága van, hogy a hidrogén molekulákról, illetve atomokról az elektronokat leválasztva, azokat egy külső, fémes villamosan vezető körbe tereli, a hidrogén ionokat pedig az elektrolitba juttatja.

P orózus elektródák Io no k E lektro lit

T erhelés

E lektro no k

T üzelő an ya g B E T üzelő

an ya g B E

O xidáló an ya g

B E

É gésterm ék K I

(15)

A közvetlen energia-átalakítók

Tüzelőanyag-cellák (Fuel Cell)

Az elektronok a külső villamos ellenálláson át eljutnak a katód oldalra, ahol az ott képződő oxigénionok elektron hiányát betöltik és az elektroliton át eljuttatott hidrogén ionokat igénybe véve, neutrális vízmolekulákat képeznek.

Amíg a termodinamikai égetésnél a hidrogén égési hőjének alig 25- 30%-át nyerhetjük ki mechanikai munkaként, addig a tüzelőanyag elemben a hidrogén kémiai energiájának 80%-át is megkaphatjuk villamos energia formájában.

Láthatjuk, hogy a hidrogén két fajta égetési módszere között hatásfok szempontjából alapvető különbség van.

P orózus elektródák Io no k E lektro lit

T erhelés

E lektro no k

T üzelő an ya g B E T üzelő

an ya g B E

O xidáló an ya g

B E

É gésterm ék K I

(16)

Megújuló energiák..., MSc Prof. Dr. Vajda István: Közvetlen energiaátalakítók

A közvetlen energia-átalakítók

Fényvillamos generátorok

(Solar Cell)

(17)

A közvetlen energia-átalakítók

Fényvillamos generátorok (Solar Cell)

A fényvillamos energiaátalakítók a fénysugárzást alkotó fotonok energiáját alakítják át közvetlenül villamos energiává (ezek az ún.

fényvillamos generátorok, vagy szintén elterjedt terminológiával, fotovoltaikus generátorok, napelemek), ill. a villamos energiát alakítják át közvetlenül fényenergiává (pl. fotódiódák).

Fényvillamos jelenséget elsőként Edmond Beckquerel francia fizikus észlelt folyadékban 1839-ben. Elektrolitba merített elektródákra fényt bocsátva azt tapasztalta, hogy az elektródák között feszültség volt mérhető.

A jelenséget szilárd testben elsőként W.G. Adams és R.E. Day angol tudós figyelte meg 1876-ban. Kísérleteiket a félvezető tulajdonságú szelénen végezték. A későbbiekben a rézoxidok (Cu2O) tulajdonságainak vizsgálata került előtérbe. Így sikerült kimutatni, hogy pl. a Cu2O félvezető kristály megvilágított és megvilágítatlan részei között vagy Cu2O és Cu kontaktusban feszültség ébred.

A megfigyelt jelenséget kezdetben azzal magyarázták, hogy az anyag által elnyelt fotonok nyomást gyakorolnak az elektronokra. A későbbiekben a jelenséget a töltéshordozók diffúziójával hozták összefüggésbe. Az elmélet továbbfejlesztve jutottak arra a következtetésre, hogy a szóban forgó töltéshordozók az anyag kisebbségi töltéshordozói.

(18)

Megújuló energiák..., MSc Prof. Dr. Vajda István: Közvetlen energiaátalakítók

A közvetlen energia-átalakítók

Fényvillamos generátorok (Solar Cell)

Az időben állandó feszültség (melyet a továbbiakban fotofeszültségnek fogunk nevezni) annak következtében jön létre, hogy a beeső fotonok többlet töltéshordozókat keltenek.

E töltéshordozók a kristályban kialakult belső lokális villamos tér hatására elmozdulnak, ill.

felhalmozódnak, így az anyagban tértöltés, ennek hatására pedig fotofeszültség keletkezik.

A fényvillamos generátorok gyakorlati alkalmazása felé vezető úton meghatározó jelentőségű volt a fényvillamos jelenség felfedezése p-n átmenetekben.

Ezt először szilíciumon, majd ólomszulfidon (PbS) figyelték meg, 1941-ben.

(19)

A közvetlen energia-átalakítók

Fényvillamos generátorok (Solar Cell)

A félvezető technika ugrásszerű fejlődése az ötvenes évek fordulóján indult meg. Ennek eredményeképpen már 1954- ben két kutató intézet, az RCA és a Bell Telephone Laboratories is készített fényvillamos generátort. A generátorok kb.

6% hatásfokkal üzemeltek.

A jelenleg gyártott egykristályos fényvillamos generátorok hatásfoka 15-20% körüli, teljesítményük pedig néhányszor 10 kW értéket is elérhet.

(20)

Megújuló energiák..., MSc Prof. Dr. Vajda István: Közvetlen energiaátalakítók

A közvetlen energia-átalakítók

Hővillamos generátorok

(21)

A közvetlen energia-átalakítók

Hővillamos generátorok

A hővillamos (görög eredetű, de szintén elterjedt terminológiával: termoelektromos) energiaátalakítók a hőenergiát alakítják át közvetlenül villamos energiává, ill. - az ún. fordított hővillamos hatás révén - a villamos energiát alakítják át közvetlenül hőenergiává.

A hővillamos energiaátalakítás jól ismert az erősáramú

villamosmérnökök előtt, hiszen ezen az elven alapulnak a

hőelemek is. Míg azonban a hőelemek vizsgálatakor a

hatásfok kérdése föl sem merül, a hővillamos generátorok

esetén éppen fordított a helyzet: alkalmazhatóságuk,

elterjedésük nagymértékben függ az energiaátalakítás

hatásfokától

.

(22)

Megújuló energiák..., MSc Prof. Dr. Vajda István: Közvetlen energiaátalakítók

A közvetlen energia-átalakítók

Hővillamos generátorok

A hővillamos energiaátalakítók működése három jelenségen alapul.

Az elsőt 1821-ben Thomas Johann Seebecck (1770-1831) német fizikus észlelte. Két különböző anyagú vezető végeit összeszorította. Az egyik érintkezési pontot melegítve azt tapasztalta, hogy a vezetők közelébe helyezett mágnestű kitért. A felfedezett jelenség további vizsgálata céljából, kísérletét számos anyagpáron is elvégezte. A jelenség helyes magyarázatát ennek ellenére nem találta meg, ugyanis úgy képzelte, hogy a mágneses tér szerkezete közvetlenül a hőmérsékletkülönbség hozza létre.

Ma már tudjuk, hogy a hőmérsékletkülönbség hatására feszültség keletkezik, mely a körben áramot indít. Ennek az áramnak a mágneses tere térítette el a mágnestűt. ezt a termoelektromos jelenséget nevezzük ma Seebeck-effektusnak.

(23)

A közvetlen energia-átalakítók

Hővillamos generátorok

A második jelenség felfedezése Jean Charles Athanase Peltier (1785- 1845), francia órásmester (később fizikus) nevéhez fűződik. Az 1834-ben végzett kísérletei alkalmával azt tapasztalta, hogy két különböző vezetőből készített hurkon áramot átbocsátva az érintkezési pont hőmérséklete nő vagy csökken, az áram irányától függően. ezt a jelenséget nevezzük Peltier-effektusnak.

Heinrich Friedrich Emil Lenz (1804-1865) német származású orosz fizikus 1838-ban elvégzett kísérletei rávilágítottak az észlelt jelenség gyakorlati hasznosíthatóságára is. Bizmut-antimonid hurkon adott irányban áramot átbocsátva a kötési pont környezetében a víz megfagy, majd az áram irányát megfordítva a jég megolvad.

Lord Kelvin (William Thompson, 1824-1907) angol fizikus a Seebeck és a Peltier-effektus tanulmányozása során, 1854-ben jutott arra a felismerésre, hogy az addig különállónak ismert jelenségek között összefüggésnek kell létezni: a hatások minden esetben együttesen mutatkoznak meg. A jellemző paraméterekre - hibás meggondolásokból kiindulva - helyes, a kísérletek által is igazolt összefüggést vezetett le.

(24)

Megújuló energiák..., MSc Prof. Dr. Vajda István: Közvetlen energiaátalakítók

A közvetlen energia-átalakítók

Hővillamos generátorok

Emellett megmutatta - s ez a hővillamosság harmadik jelensége -, hogy a Peltier-hő nemcsak különböző anyagok határán lép ki, hanem homogén összetételű vezetőből is, ha annak mentén a hőmérsékleteloszlás inhomogén. A homogén vezetőből kilépő hőmennyiség egy részét - felfedezőjéről - Thomson-hőnek nevezik. A megkülönböztetést az indokolja, hogy míg a Joule-hő az áramerősség négyzetével arányos (s így az áramiránytól független), addig a Thomson-hő az áramerősség lineáris függvénye, s függ annak előjelétől is.

A hővillamos energiaátalakítás helyes elméleti megalapozását E.

Altenkirch német fizikus végezte el az 1909-1911-es években. Arra a következtetésre jutott, hogy a hővillamos berendezésekben olyan anyagokat célszerű használni, melyek Seebeck-együtthatója kicsi. Ilyen tulajdonságokkal a félvezetők rendelkeznek, melyek Altenkirch munkássága idején még nem voltak széles körben elterjedtek.

A félvezetők hővillamos berendezésekben történő felhasználása A.F.

Joffe szovjet fizikus nevéhez fűződik, aki 1956-ban fedezte fel, hogy PbTe és PbSe alkalmazásával igen jó hatásfokkal (8-10%) üzemelő hővillamos energiaátalakítók készíthetők.

(25)

A közvetlen energia-átalakítók

Hővillamos generátorok

A hővillamos generátorok alkalmazásának és elterjedésének kulcskérdése a minél nagyobb hatásfok elérése.

Napjainkban a hővillamos generátorok elterjedtek mind a tudományos kutatásban, mind a műszaki

alkalmazásba. A

generátorok teljesítménye néhány W-tól néhány kW-ig terjed.

Félvezetőből készített hővillamos generátor vázlatos rajza látható az ábrán

(26)

Megújuló energiák..., MSc Prof. Dr. Vajda István: Közvetlen energiaátalakítók

A közvetlen energia-átalakítók

Hővillamos generátorok

Felhasználásuk az alábbi előnyöket nyújtja:

Felügyelet nélküli üzemeltethetőség.

Nagy megbízhatóság.

Hosszú élettartam.

Egyszerű karbantartás.

Olyan objektumok energia ellátására használhatók, amelyek a távvezetéktől távol esnek, illetőleg ahol más villamos energiaforrás nincs.

A hővillamos generátorok különböző energiaforrások, így pl. nap, sugárzó izotópok, fúziós reaktorok, szervez üzemanyagok, kipufogógázok, stb. hőenergiáját hasznosíthatják.

Ilyen egységek működnek a sarkvidéken és a magas hegységekben felépített automatikus meteorológiai állomásokon, kozmikus, tengeri és tenger alatti objektumokon, sivatagos területeken lefektetett gázvezeték védelmére.

Gazdaságossági számítások szerint, ha a hatásfok eléri a 15%-ot, a hővillamos generátorok versenyképesek lesznek számos más energiaforrással.

(27)

A közvetlen energia-átalakítók

MHD (Magneto-Hidro-

Dinamikus) generátorok

(28)

Megújuló energiák..., MSc Prof. Dr. Vajda István: Közvetlen energiaátalakítók

A közvetlen energia-átalakítók

MHD generátorok

A magnetohidrodinamikus (MHD) energiaátalakítók

nagyszámú változata közül e fejezetben csupán az MHD- generátorokkal foglalkozunk, ezen belül is az ún.

kondukciós típusokkal, melyek munkaközege nagy sebességgel áramló, ionizált gáz.

Az MHD-generátorok a gáz kinetikus energiáját közvetlenül alakítják át villamos energiává. Jellegzetességük -

legalábbis az általunk tárgyalandó típusénak -, hogy a

generátor kapcsain megjelenő feszültség és áram az

időben állandó.

(29)

A közvetlen energia-átalakítók

MHD generátorok

A magnetohidrodinamikus energiaátalakítás elve nem újkeletű. 1931- ben M. Faraday végzett kísérleteket mágneses térbe helyezett, üvegcsőben áramló folyékony higannyal. Kísérletei alapján jutott arra a következtetésre, hogy a Föld mágneses terében az ár-apály-jelenség következtében mozgó vízáramok energiatermelésre lehetnek felhasználhatók.

A jelenleg folyó kutató-fejlesztő tevékenység elsősorban a gáz munkaközegű MHD-generátorokra irányul, noha más anyagok, mint pl. a folyékony fémek is alkalmazhatók. Ennek oka a gázok néhány kedvezőbb tulajdonságában rejlik.

A gázkisüléseket tanulmányozva Sir William Grookes (angol fizikus és kémikus, 1832-1919) 1879-ben vetette föl a negyedik halmazállapot létezésének gondolatát.

Ezt a halmazállapotot Irving Langmuir (amerikai fizikus, kémikus, 1881-1957) nevezte először 1930-ban plazmaállapotnak, értve ezen a gáz ionizált állapotát. Az ionizáció fokától függően a plazma a fémekéhez, a félvezetőkéhez, az elektrolitekhez vagy a közönséges gázokhoz hasonló tulajdonságokat mutat.

(30)

Megújuló energiák..., MSc Prof. Dr. Vajda István: Közvetlen energiaátalakítók

A közvetlen energia-átalakítók

MHD generátorok

Az MHD-elven működő generátort elsőként magyar kutatók:

Karlovitz Béla és Halász Dénes szabadalmaztatták 1935-ben. A szabadalom alapján 1940-ben készült el a kísérleti egység az amerikai Westinghouse gyárban. Noha a gép a számított feszültséget szolgáltatta, az áram és a teljesítmény - a gáz nem megfelelő vezetőképessége következtében - a vártnál lényegesen kisebbnek bizonyult.

A füstgázok alkalmazása azért került előtérbe, mert ez megkönnyíti hibrid erőművek (hőerőmű+MHD-generátor, s különösen az atomerőmű + MHD-generátor) létrehozását.

Az MHD-generátorok hatásfoka teljesítménye és fajlagos mutatói nagymértékben függnek a mágneses tér intenzitásától. Az indukció szükséges értéke az 5-10 T értéket is elérheti. Érthető tehát, az MHD-generátorok fejlesztése újabb lendületet kapott a kemény szupravezetők felfedezését követően. (A szupravezetést, s a szupravezetők erősáramú alkalmazásait más helyütt tárgyaltuk).

(31)

A közvetlen energia-átalakítók

MHD generátorok

A magnetohidrodinamika a villamos vezetőképességgel rendelkező folyadékok és gázok mozgásával, állapotváltozásaival foglalkozik. A hidrodinamikától abban tér el, hogy a folyadékra vagy gázra nem csak mechanikai erők hatnak, hanem azok a villamos és mágneses erőtérrel is kölcsönhatásba léphetnek. Ilyen formán a magnetohidrodinamikai közeg mozgása során elektromágneses hatásokat is hozhat létre, amelyek mechanikai hatásokat válthatnak ki.

Az MHD-energiaátalakítás az elektromágneses indukció

törvényén alapul, csakúgy, mint az elektromechanikai

energiaátalakítás. A két energiaátalakítási mód közötti

különbség abban áll, hogy az MHD-generátorokban

vezető közegként mágneses térben mozgó ionizált gázt

(plazmát) vagy folyékony fémet alkalmaznak.

(32)

Megújuló energiák..., MSc Prof. Dr. Vajda István: Közvetlen energiaátalakítók

A közvetlen energia-átalakítók

MHD generátorok

A gáz munkaközegű MHD- generátorok általános

felépítése (e generátorokat Faraday-típusúaknak is szokás nevezni) az ábrán látható.

Az 1 égéskamrában a gázt olyan magas hőmérsékletre (néhány ezer K-re) hevítjük, hogy

részlegesen ionizálódjanak

.

(33)

A közvetlen energia-átalakítók

MHD generátorok

Ez a termikus ionizáció nem elegendő ahhoz, hogy a plazma villamos vezetőképessége megfelelő nagyságú legyen.

Ezért kis mennyiségben olyan anyagokat (pl. alkáli fémeket) adalékolnak a plazmához, melyek könnyen ionizálódnak, s így jelentősen növelik a vezetőképességet. Ezt a műveletet nevezik sózásnak.

(34)

Megújuló energiák..., MSc Prof. Dr. Vajda István: Közvetlen energiaátalakítók

A közvetlen energia-átalakítók

MHD generátorok

Az égéskamrából kilépő plazma a 2 speciális kialakítású fúvócsőbe (ezt a továbbiakban csatornának fogjuk nevezni) kerül, melyben igen nagy (hangsebesség körüli, vagy annál nagyobb) sebességgel áramlik. A tekercselés a csatornában erős mágneses teret gerjeszt. (Szupravezetős tekercset alkalmazva a mágneses indukció értéke 5...10 T-t is elérhet.) A mágneses térben áramló, vezetőképes plazmában általában egyenfeszültség indukálódik, mely zárt körben áramot indít.

Ezt az áramot a csatorna falán elhelyezett 4 elektródáról vezetjük a külső körbe.

A külső körnek leadott villamos energia a plazma energiájából fedeződik.

A fúvócsőben haladva a plazma hőmérséklete és vezetőképessége csökken. A generátort azonban úgy kell méretezni, hogy a gáz a csatorna végén is megfelelő vezetőképességgel rendelkezzen, vagyis hőmérséklete elegendően nagy legyen. A kilépő gázok hőtartalmának hasznosítása végett az MHD-generátorokat más hőerőgépekkel célszerű összekapcsolni.

(35)

A közvetlen energia-átalakítók

MHD generátorok

A nagy mágneses terek előállítására általában szupravezető mágneses tekercseket terveznek. További probléma, hogy a generátor egyenáramú teljesítményt termel, az erősáramú hálózathoz való csatlakoztatása nagyteljesítményű áraminvertert igényel.

A kombinált MHD–erőmű hatásfoka a tervek szerint meghaladja az 50%-ot, ipari méretű alkalmazásához azonban sok, fentebb is jelzett műszaki feladatot kell még megoldani.

(36)

Megújuló energiák..., MSc Prof. Dr. Vajda István: Közvetlen energiaátalakítók

VILLAM OS EN ER GIAÁT ALAKÍT ÓK VILLAM OS GÉPEK

E L E K T R O M E CH A N IK A I ÁT ALAKÍT ÓK

KÖZ VET LEN EN ER GIAÁT ALAKÍT ÓK

Félv ezetős átalak ítók (k o n v e rte re k )

többdimenziós v illamos gépek (gömbmotorok ) forgó v illamos gépek

lineáris (motorok )

termogenerátor tüzelőanyag c ella

n a p e le m M H D transzformátorok

szuprav ezetés N E M K O N V E N CI-

ON ÁLIS

me g v a - lósítás e n e rg ia

V illa mo s e n e rg ia v illa mo s

e n e rg ia

me c h a n i- k a i e n e rg ia hőenergi

a (általá-

egyéb e n e rg ia (g e o .,stb .

primér e n e rg ia

(37)

Az ötlettől a megvalósításig

Ötlet termék Új

ÁM SzM

TÖR AT MET AT ANY MŰK AT

TER TEC

Hivatkozások

KAPCSOLÓDÓ DOKUMENTUMOK

A megújuló forrásból termelt villamos energia mennyiségének és felhasználási arányának növelésére irányuló célok elérését segítő tá- mogatási rendszerek jelentős

villamos biztonsági felülvizsgálat: a  villamos berendezések olyan részletes – a  méréseket és azok számszerű eredményének kiértékelését is tartalmazó –

1. § (1) A  megújuló energiaforrásból származó villamos energia termelési támogatás korlátairól és a  prémium típusú támogatásra irányuló pályázati eljárásról

 a fény kölcsönhatásainál mindig szerepet játszanak a mikrofizikában tapasztalt kvantum-jelenségek. Vajda István: Fényvillamos generátorok Megújuló

 Magától értetődő, hogy a sokelemes generátor működésének leírásához azt mint rendszert kell tekinteni, hiszen olyan jelenségeket illetve tényezőket is

Résekbe illeszkedő megoldásokra példák a mágneses energiatároló, a stabilis passzív mágneses csapágyazás, illetve az ilyen csapágyazású energiatároló lendkerék,

Az előbbi villamos gép a villamos energiát más paraméterekkel rendelkező villamos energiává alakítja, míg az utóbbiak a villamos energiát mechanikai energiává

A meredekebb M-ω jelleggörbe olyan esetben okozhat problémát, ha a jármű hajtásában kettő, vagy több, villamosan párhuzamosan kapcsolt motor vesz részt