1598005375-fdca24712b4dd3cd0f1922045b94d243 (811202), страница 56
Текст из файла (страница 56)
Потери в таких устройствах могут быть сведены к минимуму за счет заполнения их корпусов инертными газами, вакумирования, использования магнитных подвесов. Маховик пикоум р вого компенсатора на этом принципе емкостью 10 МВт ч пр 10 МВт ч п и скорости вращения примерно 3500 оборотов в минуту будет иметь диаметр м 10 м и массу 200 т. Такая установка требует примерно аемой 100 м' площади, в то время как для аналогичной по запас е энергии ГАЭС необходима площадь примерно в 40 раз большая.
Развитие технологии получения сверхпрочных материалов позволило создать сверхбыстроходный маховик, плотность запасенной э р нергии у которого в 15 раз выше, чем у обычного стального. У ле него она ограничивается пределом прочности, уста пос. д быст овающ ем максимальную скорость вращения. Маховик сверхб рото ходно го накопителя присоединяется непосредственно к р ру весе.
бесступенчато регулируемого генератора на магнитном под Э б к играет роль либо мотора (при заряде), либо генератора (при разрядке накопителя). Тело такого маховика сост оит из радиально асположенных с верхпрочных нитевидных кристаллов, объединенных в отдельные стержни, и не имеет привычного обода.
Во время вращения кристаллы испытывают только растягивающие напряжения. Разрушение некоторой части их при экстремальных перегрузках не приводит к разбалансировке колеса, и аварии не происходит. Чрезвычайно интересны сверхпроводяшие накопители, представляющие собой проводящий контур, помещенный в шахте, заполненной жидким гелием. По расчетам американских специалистов единичная емкость такого накопителя мож ет быть равна 104 МВт ч. У такого блока потери энергии составят только 700 МВт ч, а мощность, необходимая для работы системы охлаждения,— не более 30 МВт. Полную зарядку системы можно осущес в т ить за 10 ч, а разряд — за 14 ч, при этом максимальный т около ток, ко торый может быть получен от системы, составляет м льного.
300-10' А, а средний ток в цикле — не менее 0,7 от максима. Расход гелия в системе сравнительно невелик: при запуске ее требуется примерно 300 кг/(МВт.ч) с ежегодным добавлением для компенсации утечки 20 кг/(МВт.ч), т. е. менее 10%. Описанные системы хранения энергии предполагают ее накопление и передачу потребителю в виде электрической энергии. Из збытка электроник только одна предполагает выработку за счет изб .
Р- ви е может энергии нового энергоносителя, который в таком д быть транспортирован потребителю. Речь идет о получении на океанских электростанциях водорода, Этому в р у воп ос посвящен следующий параграф. 257 17 з»«ы № 402 В $0.3. Водород в океанской энергетике Выше, в связи с океанской биотехнологией, уже упоминался водород как возможный энергоноситель и сырье для микробиологической промышленности. Но водород не только экологически чистое топливо, он прекрасный восстановитель для получения металлов из окислов, сырье для химической промышленности. В качестве топлива он может использоваться как в двигателях внутреннего сгорания для самых различных видов транспорта от автомобилей до космических и подводных аппаратов, так и для отопления жилищ.
Водород обладает самыми высокими удельными энергетическими характеристиками: его теплотворная способность примерно в 3 раза выше, чем у лучших сортов углеводородных топлив. По этому показателю молекулярный водород уступаст только атомарному водороду же, при рекомбинации которого выделяется энергия в !О раз большая, чем у лучших сортов ракетного углеводородного топлива. Одна из важных особен-., ностей водорода как топлива — его способность гореть в широком диапазоне концентраций кислорода (здесь он уступает лишь ацетилену).
Широкий диапазон возможностей применения водорода ": делает его практически универсальным энергоносителем, ориентируясь на который можно постепенно перестроить всю экономику планеты. Именно поэтому расчет на получение водорода на океанских электростанциях кажется достаточно перспективным; получение водорода в качестве конечного продукта работы таких станций снимает вопрос о необходимости аккумулирования энергии, упрощает передачу из удаленных районов в места потребления, исключает необходимость увязывать работу океанских электростанций с энергосетями. Такой вариант использования океанской энергии оказывается приемлемым не только для автономных ОТЭС, но и для удаленных от потребителей энергии приливных, волновых и ветровых электростанций. Вырабатываемый на таких станциях водород мог бы транспортироваться по трубопроводам При создании таких трубопроводов есть, конечно, свои трудности, связанные с возможностью охрупчивания материалов, происходящего из-за спосооности водорода образовывать с металлами совершенно особый класс соединений — гидриды, и вследствие коррозии, развивающейся в местах утечки водорода.
Сейчас ведется активный поиск конструкционных материалов, способных противостоять этим явлениям. Возможно применение керамики, пластмасс и композитных материалов. Впрочем, гидриды сейчас изучаются и как перспективные аккумуляторы водорода. Оказалось, что ряд металлов, сплавов и соединений обладает уникальной способностью растворять в себе водород, причем процесс этот является обратимым и может упран- ' Более подробно см., напрамср, в кнз Подгорный А. Н., Варшавская И. Л., Паийиак А. И. Водород и энергетика. Киев, 1984.
яться, например, изменением температуры. Объемное содержание лятьс о о а в гидридной форме по отношению к массе контейнер а выше, чем при его хранении в жидком состоянии... рош . По ки ин- терметаллидов 'з . еталлидов 1 а%э и геТ1 образуют уже при обычных темпера- и, С е- турах д ги риды с содержанием водорода до 1,8,„по массе. ущет 100— ствуют соединения, способные в диапазоне температур 200'С и давлении 1 — 1,4 10' Па растворять до 5 — 7 о)„водорода по массе.
Плотность водорода в таких соединениях приближается к плотности его в жидком состоянии. По технико-экономическим показателям устройства на гидри- дах оказываются значительно эффективнее традиционных, в кото- рых водород запасается в жидкой или газообразной фазах. В книге А. Н. Подгорного и других приведен пример, позволяю- щий сравнить гидридный аккумулятор со стандартным газовым баллоном, рассчитанным на хранение 500 г водорода. Такой бало. ез ом объеме до 45 л имеет массу около 80 кг, соот- ветствующий же контейнер с гидридом массой не более кг имеет объем всего 14 л.
Заряжается такой аккумулятор при низ- ких давлениях и не требует ни компрессоров высокого давления, ни толстостенных либо тсплоизолированных, как в случае хране- ния жидкого водорода, сосудов. Упрощаются, таким образом, за- правка, транспортировка, хранение (хранение жидкого водорода требует специальной холодильной техники), повышаются взрыво- м пожаробезопасность. Очень интересное свойство гидридного ак- кумулятора — его избирательность, позволяющая не только из- влекать водород из смесей с другими газами, но и очищать его ат посторонних примесей. Это особенно важно при дальнейшем использовании водорода для производства белка. Затраты энер- гии в цикле хранения водорода в гидридных аккумуляторах при- мерно сравнимы с газобаллонным методом н в 4 — 5 раз ниже, чем прн сжигкении.
Они составляют 1,8 — 2,2 кВт ч)кг водорода. На основе использования гидридных систем сейчас разрабатываются самые различные устройства от двигателей внутреннего сгорания до холодильных машин. Трудно рассчитывать, что гидридные аккумуляторы водорода т п именение в системной энергетике. Их наиболее вероят- ' ное место — обеспечение непрерывной работы сравнительно не- больших энергетических установок, Другая сторона вопроса работы океанских электростанций в сис теме водородной энергетики — собственно получение водопол че- .
Н более естественным для таких станций кажется у — ю ий ни- ние его электролизом морской воды — способ, не требующ " каких ополнительных ингридиентов, кроме электроэнергии и мор- каких д ской воды, хотя на суше стоимость водорода, по у ол ченного таким бычного (паровая спосо бом и оказывается в 1,5 — 2 раза выше о ыч о Выше, ассматри- конве рсия метана, газификация углей и др.). Выше, р от об астання, мы вая возможности защнты трубопроводов ОТЭС от р ской воды как сред- упоминали использование электролиза морс й д ство получения активного биоцида — гипохлор д . — и а.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
