برج الطاقة الشمسية دوامة: التشغيل

البرج الشمسي الاكتئاب: الجوانب العلمية والتقنية من قبل فرانسوا موجيس ، جمعية بيئة الطاقة. (وفقا للمعلومات التي قدمتها ل شركة سوماتيل)

1.المقدمة

مبدأ تشغيل برج فراغ المعلم الفرنسي إدغارد نازاري التي قام بتعمدها "برج دوامة" أو "محطة الطاقة الحرارية الجوية" (للمقارنة مع "محرك دوامة الغلاف الجوي" للمهندس الكندي لويس MICHAUD) ، يمكن تناولها من زاويتين مختلفتين: نهج "الديناميكا الحرارية" أو نهج "ميكانيكا الموائع".

1.1. النهج الديناميكي الحراري (مبدأ كارنو)

نبدأ من حقيقة أن الفرق في درجة الحرارة بين الطبقات العليا والسفلى من الغلاف الجوي ، يستحث كفاءة دورة (بضعة ٪) التي يتم تطبيقها على كمية من الحرارة التي تم إخلاؤها من قبل البرج اعتمادا على حجمها وسرعتها. ارتفاع الهواء. وهذا يعطي الطاقة الميكانيكية قابلة للاسترداد الكلي. بالطبع سلسلة من المعلمات تعديل هذه الحسابات ، ولكن المبدأ التوجيهي هناك. وبالتالي ، يختتم NAZARE بالقول إنه إذا كان توازن الأرخميد على ارتفاع معين ، فهناك درجة حرارة دولة.

الفرق بين درجة حرارة الهواء عند مستوى الأرض (عند مدخل البرج) ودرجة حرارة الهواء على ارتفاع ، عند مستوى التوازن (في أعلى ظاهرة دوامة) يشكل دورة كارنو .

1.2. منهج "ميكانيكا الموائع" (معادلة برنولي)

نبدأ من حقيقة أن الغلاف الجوي من الأرض ، لديه منحنى الدولة (درجة الحرارة والرطوبة) التي تحفز أو لا خلية الحمل الحراري (سحابة). البرج موجود فقط لتحويل خلية الحمل الحراري إلى ظاهرة دوامة. في الطبيعة ، لا يمكن إنشاء هذه الدوامة إلا في ظل ظروف محددة. إذا لم يتم استيفاء هذه الشروط الدقيقة ، فلن يكون لدينا سوى "فقاعات الحمل الحراري" المضطربة. إنها معادلة بيرنولي المرتبطة بحسابات "هبوط الضغط وطبقات الحدود" التي تعطي القوة الميكانيكية للنظام كدالة لمنحنى الحالة للغلاف الجوي.

اقرأ أيضا: القدرة التنافسية للطاقات المتجددة

1.3. نتائج هذين النهجين

سوماتل (المذكورة في هذه الوثيقة) عملت مع الأستاذ نزار على نهج "كارنو" لسنوات. ثم عملت على نهج "ميكانيكا الموائع" مع منحنى الحالة في الغلاف الجوي. في كلتا الحالتين حصلت على نتائج الطاقة الميكانيكية قريبة جدا. من خلال تأكيد حقيقة الفرضيات الأولى ، عزز هذا الاتساق من النتائج SUMATEL في متابعة المشروع وجهود البحث والتطوير.

برج سوماتل الشمسي
النموذج الأولي لبرج الطاقة الشمسية من سوماتل

2. طريقة التشغيل

هو الفرق في درجة الحرارة بين الهواء على ارتفاع (أعلى طوبا في الغلاف الجوي) والهواء عند قاعدة البرج ، الذي يقوم بتشغيل النظام. ليس ، كما قيل في بعض الأحيان عن طريق الخطأ ، الفرق في درجة الحرارة بين القاعدة وأعلى البرج الفعلي.

يستغل برج الدوامة "فقاعة حرارية طبيعية" وبالتالي الفرق بين كثافة الهواء الداخل عند قاعدة البرج وكثافة الهواء في الجزء العلوي من طوبا. إن دوران هذه الكتلة من الهواء يجعل من الممكن تكوين مدخنة "وهمية" (طوبا أو عمود من الهواء بالتناوب) بارتفاع أعلى بكثير من البرج (مدخنة حقيقية) ، مما يعزل ظاهرة القانون "ارتفاع ضغط درجة الحرارة" ، وبالتالي يستحث ارتفاع التوازن.

تعتمد قوة البرج (ميكانيكية من fludies بيرنولي) فقط على المنتج: "الفرق في الكثافة من ارتفاع اشنركل".

هو الفرق في درجة الحرارة بين الهواء على الأرض والهواء في الجزء العلوي من طوبا الذي يحدد معدل صعود الهواء.

تؤكد حسابات NAZARE ، وحسابات SUMATEL ، وكذلك الحسابات الموكلة إلى "XJunior" و "Partner Mathematics" ، على احترام القواعد العامة المذكورة أعلاه. يعمل برج دوامة كظاهرة طبيعية في الغلاف الجوي ويستجيب لنفس القواعد ونفس القوانين الرياضية كتلك المطبقة على هذه الظواهر.

حتى الآن ، إليك ما تم إثباته:

  • يمكن أن تبدأ الظاهرة بمفردها أو بشكل مصطنع
  • هذه الظاهرة يمكن أن تكون مكتفية ذاتيا
  • هذه الظاهرة ترتفع في الجو
  • اتجاه الدوران لا يهم (كوريوليس صفر تقريبا)
  • كتلة الهواء الكبيرة تسمح باستقرار وقوة الظاهرة وارتفاع الغطس
  • منحنى حالة الغلاف الجوي فقط (درجة الحرارة والرطوبة) والمنحنيات الأديابيتية والأدبية الزائفة هي التي تنظم هذه الظاهرة
  • تنتج هذه الظاهرة قوة ميكانيكية كبيرة يمكن استغلال جزء منها فقط (تحت طائلة الاختناق)
  • تنتج هذه الظاهرة مياه تكثيف في البرج ، ولكن بكميات صغيرة (تدفق ثنائي الطور)
  • هذه الظاهرة تنتج البرد بكميات كبيرة (أقل من 0 درجة مئوية في الدوامة داخل البرج)
  • هذه الظاهرة تخلق غيومًا من الارتفاع (وظيفة منحنى الدولة للغلاف الجوي) ، وفي ظل ظروف معينة ، المطر
اقرأ أيضا: تحميل: الطاقات المتجددة لنقل: حلول المقارنة التي كتبها جاكوبسون

التطورات مقارنة بمشروع الأستاذ نزاري الأولي

أدت الملاحظات المشار إليها أعلاه إلى قيام شركة SATATEL بتعديل هندسة البرج من خلال تعديل النسبة بين قسمي الممر الجوي (عند قاعدة البرج وفي عنق البطين).

بالنسبة لنازاري ، كان لدينا قسم لمدخل الهواء أكبر بعشر مرات من قسم عنق الفنتوري ، فقد خفضت SATATEL هذه النسبة إلى 7.

بالنسبة للبرج الذي يبلغ ارتفاعه 300 متر والذي سيكون بحجم النموذج الأولي التشغيلي والتوضيحي الحقيقي ، سيكون تدفق الهواء 130 طنًا / ثانية للحصول على دلتا حرارية (فرق درجة الحرارة بين مدخل الهواء عند قاعدة برج وقمة ظاهرة دوامة) من 30 درجة مئوية ومعدل رطوبة 85 ٪. في هذه الحالة ، ستكون الطاقة الميكانيكية القابلة للاستخدام 250 ميجاوات ، وسرعة الهواء ستكون 4 متر / ثانية عند مدخل البرج على مستوى الأرض ، و 200 متر / ثانية (ملاحظة: أكثر من 700 كم / ساعة !!) عند ممر فنتوري (قطره 50 م بدلاً من 30 محسوب بواسطة نازاري) للحصول على جمود قدره 100 طن / ثانية.

بالنظر إلى حجم هذه الأبراج والاضطرابات الجوية المتولدة محليا (الغيوم أو المطر أو الرذاذ ، تبريد الهواء لمدة 2 إلى 3 كم حول البرج) ، فمن نافلة القول ، كما أشار نازاري ، سيكونون بعيدون عن المناطق المبنية ، وبالطبع في المناطق الساخنة.

اقرأ المزيد:

- معلومات عن عمل SATATEL
- قم بتنزيل التقارير والملفات على الأبراج الشمسية
- تفاصيل الاتصال بجمعية بيئة الطاقة:

جمعية بيئة الطاقة
7 طريق دي فونتين تشاليس
60300 مونتوغن
energie.environnement@wanadoo.fr

قم بكتابة تعليق

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها ب *