1598005420-e4dffbb6ff09e4f6675580849e63fa88 (811210), страница 7
Текст из файла (страница 7)
Области применения Л, //есгаг(иона/гнид знергсшгка 1, Энергетика космических кораблей и аппаратов. Энергетика авиации, Опыт отечественных разработок и работ фирм США по программам «Аполлон», «Джемини», «Скайлаб» и др. подтвердил оптимальную область применения ЭХГ для этих задач (мощность до десятков киловатт, время работы до нескольких тысяч часов); ЭХГ имеют существенные преимущества, начиная с времени работы десятки часов. Для задач авиационной техники и близкой к ним (например, энергетики 2 дирижаблей) важную роль имеет высота полетов, определяющая наличие кислорода воздуха. Особенно перспективны варианты Э,'ьГ, в которых концентрация воздуха достаточна для их нормального функционирования.
2. Привод автомобиля. В многочисленных раоотах дискутируется минимальная и максимальная необходимые мощности, «!сачествов мощности и динамика, связь ЭХГ с электроприводом и т. д. Например, в докладе доктора Хамлина из фирмы «Дженерал электрика (дискуссия в Москве, ноябрь 1971 г.) приводятся результаты анализа (по материалам ОША), по которым минимально необходимая мощность для различных вариантов автомобиля оценивается примерно в 6 кВт, а максимальная в 300 кВт. Привод для массовых транспортных средств (автобус, способный совершать городские и загородные рейсы) согласно оценкам должен иметь мощность в пределах 40 — 740 кВт.
3. Энергетика морских кораблей и аппаратов погружения. Диапазон мощностей в этой области ь!резвычайно широк, Это могут быть корабли для дальних чорских перевозок (мощность до 75 000 кВт) и внутренних линий (паромы, танкеры, баржи и т. д. мощностью 1,5— 150 кВт). Аппараты по!ружения, в том числе оатискафы и глубоководные мелкие лодки, раоотающие от электро- привода, получают нсе большее распространение и требуют мощности порядка десятков и сотен киловатт.
4. Электропривод вспомогательных машин †- каров, погрузчиков, тракторов и др., минимальная мощность 2 кВт (кары),максимальная 50 кВт (тракторы). 5, Электрообеспечение транспортных средств Обычно рассматривается электрообеспечение (исполнительные двигатели, освещение, радио и т.,ь) только для малой энергстики, поскалю у корабли требуют для этих задач больших мощностей (много тысяч киловатт). Характерно, что, несмотря па ииеющиеся возаиожности электрообеспечения путем соедиясция генераторов с дннгателем внутреннего сгорания, проблема создания независимого (в том числе авари!зного) источника актуальна. Это объясняется условиями обеспечения безопасности движения. Мощность такого источника составляет 0,5- 2 кВт.
6. Переносные устройства (радио, телевидение, электроприборы). Диапазон их мощности оценивается в (в 28 1000 Вт. Особый интерес представляет энергетика спец- объектов, требующих бесшумности и бесследности Б. Стар)!зона)зная энергетика 7. Аварийные системы. Имеется множество ответственных объектов, требующих аварийного (в течение пе более десятков секунд) включения мощности. 1'1оследняя может меняться от сотен ватт до сотен киловатт (крупные институты, больницы и т. д.). 8. Малая энергетика (буи, зонды, аппаратура аэродрочов). Основное треоование — малые габариты при высокой надежности Мощность изменяется от единиц ватт (зонды) до сотен киловатт (подводные станции).
9. Энергетика стартовых комплексов и аналогичных систем, требуюзцих высокой надежности. Этим перечислением не исчерпывается, конечно, разнообразие объектов, треоующих источников энергии. Однако приведенная систематизация представчяется достаточно полной. Генераторы энергии, используемые в настоящее время: Омядае 1ая ) яашяостм кв дньразая раве настя, кпх Геяеразрр ьнеррм 40 000 3000 3000.!О' 300 Ло 1000 10 50 Первичные химические батареи могут быть использованы лишь для областей применения 6 и 8. Из-за высоких необходимых поверхностей (1О мз(кВт) применение солнечных батарей также ограничено этими же задачами, Изотопные источники из-за больших масс (100 — 150 кг/кВт с защитой), высокой стоимости и малов возможности производства могут быть использованы лишь для задач с мощностью до десятков и сотен ватт (задача 8).
Рассмотрим теперь применимость других ЭУ. Лвигате хи евртре и его сгорания а) пикв Отто: нестационарные стационарные б) цика Лизезя Лнигатеяи Пснр!инга . Паровые турбины Па!ювые поршневые машины Лквумузяторы Пернияные химияескяе батареи Ззсктрохими:!еские генераторы Радионзотопные исто !ники Фотоэзектри!еские батареи . 0,700 †8 Ло 10000 1 — 23 000 О,!5 (5 †: Г2001.!Оь 40 — 750 0,001-.200 0,001- 0,01 Ло 50 0,1 — 1 5 — 20 а) Энергетика космических кораблей и аппаратой.
Могут использоваться фотоэлектрические батареи, химические батареи, ТЭ, а также ЭУ на базе двигателей Стирлинга и турбоагрегатов. Фотоэлектрические батареи в сочетании с химическими нашли уже широкое применение, однако их диапазон мощностей пока еще ограничен несколькими десятками киловатт. б) Привод индивидуального автомобиля. Могут рассматриваться первичные батареи, паровые поршневые машины, турбины (газовые), двигатели Стирлинга, дизели, двигатели Отто и ТЭ. Йз большого числа модификаций ЭХГ непригодны высокотемпературные ЭХГ с твердым илн расплавленным электролитом, а также с электродами Бэкона: они требуют большого времени подготовки (разогрева).
По этой же причине пе годятся вторичные высокотемпературные батареи типа Ха — 5 или (.Р— С1, для которых также опасны эксплуатационные условия в аварийных ситуациях. в) Привод массовых транспортных средств. Выбор тот же, что и по п, «б», Однако для постоянно находящихся в эксплуатации установок время подогрева высокотемпературных ТЭ н аккумуляторов несущественно. Для мощного шинного транспорта, у которого опасность аварии меньшая, могут найти применение также аккумуляторы с жидкими щелочными металлами. г) Энергетика кораблей.
Для мощных кораолей дальних перевозок ЭХГ (во всяком случае до 1985 г.) вряд лн могут быть использованы, большинство кораблей имеет мощность в пределах 15000 — 50000 кВт. Для кораблей внутренних линий используются в основном дизельные двигатели. В диапазоне до 750 кВт ЭХГ могут конкурировать с ними. Лккумуляторы непригодны из-за большой массы: для кораблей ЭУ мощностью 750 кВт масса свинцовых аккумуляторов составит 750 т. В качестве альтернативы могут рассматриваться, таким образом, двигатели Стирлинга, Отто, дизели и ЭХГ. Для спортивных и прогулочных кораблей возможно использование тех же устройств, что и для кораблей внутренних линий, за исключением высокотемпературных ЭХГ из-за большого времени разогрева. Для малых мощностей (до 2,5 кВт) и малых времен работы уже сейчас используются аккумуляторы, так что между ними и ЭХГ возможна конкуренция.
30 д) Электропривод вспомогательных машин. Здесь давно уже дизели и двигатели Отто вытеснили паровые машины, Турбины из-за высокой стоимости и оольших расходов топлива при малых нагрузках неприменимы, Напротив, перспективны вторичные батареи, например свинцовые аккумуляторы. Таким образом, остаются: вторичные батареи, двигатели Стирлинга, Отто, дизели, а также ЭХГ. Из-за практически постоянных в течение дня условий эксплуатации возможно применение высокотемпературных ЭХГ. е) Электрообеспечение транспортных средств.
Перспективны аккумуляторы и ЭХГ, однако до настоящего времени применяются традиционные источники эперги>в (в первую очередь аккумуляторы). ж) Переносные устройства. Исключаются из-за требуемых ма.чых мощностей паровые поршневые машины, дизели и турбины. Широко применимы первичные батареи и аккумуляторы для наименьших мощностей (например, радио), двигатели Отто (в основном двухтактные) и вторичные батареи для максимальных мощностей (бытовая техника). В дальнейшем следует рассматривать для этих задач солнечные батареи, ЭХГ и двигатели Стирлинга.
з) Лварийные системы и стартовые комплексы. Условие быстрой заводимости не может быть осуществлено в паровых машинах и турбинах. Двигатели Стирлинга, Отто и дизели, а также аккумуляторы (они должны регулярно подзаряжаться) пригодны для этой задачи. Среди ЭХГ наиболее приспособлены системы с разбавленным в электролите топливом. Мощность ЭХГ растет во времени после включения, так как повышается температура и растет скорость реакции на электродах. Рабочая температура в благоприятных условиях достигается в течение нескольких минут, поэтому для аварийных систем с ЭХГ должно предусматриваться достижение требуемой мощности уже при начальной температуре.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
