Helilained aitavad soojust tõhusamalt elektriks muuta
Kanada firma Etalimi korvpalli suurune mootor parandab energiatootmise ökonoomsust energia ja soojuse koostootmiseks kodudes, ja viisi, kuidas ära kasutada fokusseerivate päikesepaneelide toodetud soojust, vahendab Technology Review põhjal Fyysika.ee.
Neil on valminud prototüüp, mis ei saavuta siiski veel 40% kõrgemat efektiivsust nagu arvutimudel võimalikuks pidas.Seadme mõned printsiibid sarnanevad Stirlingi mootoriga, kus sisemist soojusallikat kasutatakse kindla koguse töötava gaasi (tavaliselt heeliumi) paisutamiseks, mis seejärel jahedamasse ruumi viiduna uuesti kokku tõmbub. See paisumise-kokkutõmbumise tsükkel kordub, muutes soojuse kolbi liigutamise abil mehaaniliseks tööks.
Etalimi tegevdirektor Ron Kopfler sõnab, et Stirlingi mootori põhiliseks probleemiks on vajadus töötada efektiivsete tulemuste nimel väga kõrgetel temperatuuridel ja rõhuga, mistõttu mootorisse suletud gaasi silindris hoidmine on raskendatud.
"Sellistel temperatuuridel ei saa kasutada tavapäraseid tihendusmeetodeid. Ei saa kasutada kummi, määrdeaineid. Peab olema kuiv metall metallil ja ülima täpsusega tehtud osad, mis tõstavad hinna väga kõrgele," selgitas ta.
Etalimi üks asutaja ja põhilisi teadlasi Thomas Steiner nägi võimalust, kuidas eemaldada kõik kummist osad ning tihendid (mis kindlasti kuluvad ja lasevad leketel tekkida), kasutades termoakustikale põhinevat disaini, mis kasutab kinnises ruumis helilainete kontrollimiseks ära soojust.
Etalimi mootoris on metallplaat, mis täidab tavalise Stirlingi mootori kolbi funktsiooni. Kui rõhu all olev heelium kuumeneb plaadi ülaosas, võimenduvad läbi plaadi liikuvad helilained, pannes plaadi vibreerima ning sundides selle all asuvat (jahedama heeliumi kihiga eraldatud) metallmembraani võlli alla suruma. Mehaaniline hõõrdumine puudub täielikult. Võll on kinnitatud elektrit tootva vahelduvvoolugeneraatoriga.
Plaadi vibreerimine liigutab võlli ühe tsükli jooksul ainult kahe kolmandiku millimeetri võrra, seega liigutatakse heeliumit iga tsükliga vaid veidi. Mootor saavutab siiski kiire tempo: 500 tsüklit sekundis, ja kõrgematel sagedustel saab veelgi rohkem elektrit.Firma ambitsioonid on kõrged. Esimene, möödunud aastal valminud prototüüp näitas, et idee töötab, kuid võrdlemisi madala temperatuuri tõttu saadi efektiivsuseks vaid 10%. Sel kevadel tahetakse teise prototüübiga 500° C juures saavutada 20-30% efektiivsust.
40% efektiivsusega ning 700 °C juures töötav kommertstoode on plaanitud 2012. aastasse. Algselt hakatakse seda müüma odavama kauakestvama alternatiivina kütuseelementidele kodudes elektri ja soojuse koostootmiseks.
Firma arvab, et nad suudavad valmistada mootori, mille üks vatt maksaks vähem kui 1,4 eurot. Pikaajaline eesmärk on saada hinnaks 0,21 euro senti, mis teeks sellest odavama ja sisepõlemismootoriga võrreldava mootori.
Jälgi Forte uudiseid ka Twitteris!