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 بتعميدها "برج دوامة" أو "محطة طاقة حرارية هوائية" (يمكن مقارنتها بـ "محرك دوامة الغلاف الجوي" للمهندس الكندي لويس ميشود) ، يمكن الاقتراب منها من زاويتين مختلفتين: النهج "الديناميكي الحراري" أو نهج "ميكانيكا الموائع".

1.1. النهج الديناميكي الحراري (مبدأ كارنو)

نبدأ من حقيقة أن اختلاف درجة الحرارة بين الطبقات العلوية والسفلية من الغلاف الجوي ، يحث على كفاءة دورة (بضع٪) والتي يتم تطبيقها على كمية من الحرارة التي يفرغها البرج كدالة لحجمه وسرعته. ارتفاع الهواء. هذا يعطي القوة الميكانيكية الكلية القابلة للاسترداد. بالطبع ، تقوم سلسلة من المعلمات بتعديل هذه الحسابات ، لكن الدليل الإرشادي موجود. لذلك يختتم NAZARE بالقول أنه إذا كان توازن أرخميدس على ارتفاع معين ، فهناك درجة حرارة حالة.

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 نهج "ميكانيكا الموائع" (معادلة برنولي)

نبدأ من حقيقة أن الغلاف الجوي من الأرض له منحنى الحالة (درجة الحرارة والرطوبة) الذي يحفز أو لا يحفز خلية الحمل (السحابة). البرج موجود فقط لتحويل الخلية الحملية 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" غير المنظمة. إن معادلة برنولي المرتبطة بحسابات "انخفاض الضغط والطبقات الحدودية" هي التي تعطي القوة الميكانيكية للنظام كدالة لمنحنى حالة الغلاف الجوي.

اقرأ أيضا:  فرنسا: خطة شمس 2005-2006

1.3. نتائج هذين النهجين

سوماتل (المذكورة في هذه الوثيقة) عملت مع البروفيسور نازاري على نهج "كارنو" لسنوات. ثم عملت بعد ذلك على نهج "ميكانيكا الموائع" مع منحنى حالة الغلاف الجوي. في كلتا الحالتين ، حصلت على نتائج طاقة ميكانيكية متشابهة جدًا. من خلال تأكيد حقيقة الفرضيات الأولى ، فإن هذا الاتساق في النتائج قد عزز شركة SUMATEL في سعيها وراء المشروع وجهود البحث والتطوير.

برج سوماتل الشمسي
النموذج الأولي لبرج الطاقة الشمسية من سوماتل

2. طريقة التشغيل

هو الفرق في درجة الحرارة بين الهواء عند الارتفاع (أعلى أنبوب التنفس تحت ضغط الهواء) والهواء الموجود في قاعدة البرج الذي يقوم بتشغيل النظام. إنه ليس ، كما قيل في بعض الأحيان خطأً ، فرق درجة الحرارة بين قاعدة وقمة البرج الفعلي.

يستغل برج الدوامة "فقاعة حرارية طبيعية" وبالتالي الاختلاف بين كثافة الهواء الداخل إلى قاعدة البرج وكثافة الهواء في الجزء العلوي من أنبوب التنفس. إن دوران هذه الكتلة من الهواء يجعل من الممكن تكوين مدخنة "وهمية" (طوبا أو عمود من الهواء الدوار) بارتفاع أكبر بكثير من ارتفاع البرج (المدخنة الحقيقية) ، مما يعزل الظاهرة عن القانون. "ارتفاع-ضغط-درجة حرارة" ، وبالتالي يؤدي إلى توازن الارتفاع.

تعتمد قوة البرج (ميكانيكا برنولي fludies) فقط على المنتج: "فرق الكثافة حسب ارتفاع البوق".

إن اختلاف درجة الحرارة بين الهواء على الأرض والهواء في الجزء العلوي من الأنبوب هو الذي يحدد معدل ارتفاع الهواء.

تؤكد حسابات NAZARE و SUMATEL وكذلك تلك الموكلة إلى "XJunior" و "Mathematics Partner" احترام القواعد العامة المذكورة أعلاه. يعمل برج الدوامة كظاهرة طبيعية في الغلاف الجوي ويتبع نفس القواعد ونفس القوانين الرياضية المطبقة على هذه الظواهر.

حتى الآن ، إليك ما تم إثباته:

  • يمكن أن تبدأ الظاهرة بمفردها أو بشكل مصطنع
  • يمكن أن تكون الظاهرة مكتفية ذاتيا
  • الظاهرة ترتفع في الغلاف الجوي
  • اتجاه الدوران لا يهم (كوريوليس صفر تقريبا)
  • تسمح الكتلة الهوائية الكبيرة باستقرار وقوة الظاهرة وارتفاع أنبوب التنفس
  • ينظم هذه الظاهرة فقط منحنى حالة الغلاف الجوي (درجة الحرارة - الرطوبة) والمنحنيات الحافظة للحرارة والمنحنيات الزائفة - ثابت الحرارة.
  • تنتج هذه الظاهرة قوة ميكانيكية كبيرة يمكن استغلال جزء منها فقط (تحت طائلة الاختناق)
  • تنتج الظاهرة ماءً مكثفًا في البرج ، ولكن بكميات صغيرة (تدفق على مرحلتين)
  • تنتج الظاهرة بردًا بكميات كبيرة (أقل من 0 درجة مئوية في الدوامة داخل البرج)
  • تخلق هذه الظاهرة سحبًا مرتفعة (اعتمادًا على منحنى حالة الغلاف الجوي) وتحت ظروف معينة ، أمطار
اقرأ أيضا:  الطاقة الضوئية: التصنيع والطاقة الرمادية

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 برابطة الطاقة والبيئة:

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 *