Usinas de energia solar sem máquina. Esquema, descrição

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Nas usinas solares sem máquinas, a energia da radiação solar é convertida diretamente em energia elétrica, sem transição intermediária para energia mecânica. Para conversão direta, turbinas e geradores de energia não são necessários.

Conversores termoelétricos

A conversão direta da energia térmica da radiação solar em eletricidade é baseada no efeito Seebeck, descoberto em 1821. Se dois condutores de composição química diferente forem soldados nas extremidades e as junções forem colocadas em meios com temperaturas diferentes, surge um termo-EMF entre eles:

onde T₁ - temperatura absoluta da junção quente, T₂ é a temperatura absoluta da junção fria e é o fator de proporcionalidade.

Uma corrente J surge no circuito condutor e a junção quente absorve calor de uma fonte aquecida em uma quantidade por segundo e a junção fria libera calor para o corpo de baixa temperatura na quantidade . A diferença entre o calor fornecido e removido é o segundo trabalho da corrente

, C.

A proporção de trabalho para entrada de calor é a eficiência térmica do processo de conversão

(3.1)

Assim, a eficiência de um conversor termoelétrico ideal coincide com a eficiência térmica do ciclo de Carnot e é completamente determinada pelas temperaturas absolutas das junções quentes e frias. Em conversores reais, as perdas irreversíveis ocorrem devido à resistência elétrica dos condutores, sua condutividade térmica e resistência térmica à troca de calor das junções com o ambiente. Portanto, a eficiência real da instalação é igual a

(3.2)

onde - rendimento elétrico relativo do conversor (assim denominado por analogia com o rendimento interno relativo da turbina, levando em consideração as perdas irreversíveis no estrangulamento).

Ao usar termoeletrodos de metal, a eficiência dos conversores termoelétricos é muito baixa - não excede centésimos de por cento. Em 1929, A.F. Ioffe mostrou que o uso de semicondutores dá um efeito significativo - a eficiência aumenta para um valor da ordem de 10%. Nos geradores termoelétricos modernos, os termoelementos semicondutores, nos quais as junções "quentes" são aquecidas pela luz solar, são conectados em série. Geradores deste tipo são utilizados como fontes autônomas de eletricidade para consumidores de baixa potência - faróis, bóias de sinalização marítima, etc.

Autor: Labeish V.G.

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A bateria elástica experimental de 2 por 2 cm tem um formato plano, pode ser presa a um tecido que coleta suor e se conecta rapidamente a qualquer dispositivo móvel, incluindo relógios inteligentes, sensores médicos e outros dispositivos.

Durante o teste, um voluntário prendeu uma bateria elástica no pulso e andou de bicicleta por 30 minutos. Durante o experimento, o elemento gerou uma tensão de 4,2 V a uma potência de 3,9 mW, o que permite alimentar o sensor de temperatura e fornecer transferência de dados do sensor para um smartphone via Bluetooth. A bateria não contém materiais nocivos ou corrosivos que sejam prejudiciais à saúde humana ou ao meio ambiente.

Novas baterias são capazes de suportar a operação autônoma de qualquer dispositivo vestível usando a energia gerada pelo corpo humano. Ao mesmo tempo, não há perigo de contaminação ambiental com elementos nocivos presentes em quase todas as baterias modernas.

A invenção da NTU é baseada em uma tinta de impressora que contém flocos de prata e acrilato de poliuretano hidrofílico (HPUA). Quando os flocos de prata entram em contato com o suor humano, os íons cloreto e o aumento da acidez do suor iniciam uma reação química durante a qual os flocos se combinam para aumentar a condutividade elétrica e também gerar uma corrente elétrica entre os eletrodos.

A bateria flexível utiliza um tecido têxtil que pode acumular suor humano, o que confere à bateria a capacidade de gerar eletricidade mesmo quando a pessoa está em repouso e não transpira. Além disso, de acordo com os desenvolvedores, a nova bateria tem uma vida útil mais longa do que as baterias modernas.

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