DE2756636A1 - Solar energy collector producing mechanical energy - heats air to drive turbine-compressor unit having useful mechanical output - Google Patents
Solar energy collector producing mechanical energy - heats air to drive turbine-compressor unit having useful mechanical outputInfo
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Abstract
Description
Soarkraftanlage Soar power plant
Vorliegende Erfindung betrifft eine Warmekraftanlage bei der die Arbeitsquelle nicht in Druckdifferenzen, sondern in Temperaturunterschieden liegt.The present invention relates to a thermal power system in which the source of work is not in pressure differences, but in temperature differences.
Als Arbeitsstoff dient erhitzte Luft aus geeigneten Sonnenkollektoren.Heated air from suitable solar collectors is used as the working substance.
Ferner können erhitzte Gase aus Feuerungen oder aus Abgasen von (insbes.Furthermore, heated gases from furnaces or from exhaust gases from (esp.
statischen) Verbrennungskraftmaschinen verwendet werden. Diese Gase entstehen oft bei Umgebungsdruck. Ihre Nutzung erfordert daher keine Druckgefäße und Wärmetauscher. Die erhitzten Gase können mittels einer Turbinenanlage unmittelbar in mechanische Arbeit umgesetzt werden. Als unteres Warmereservoir zur Aufnahme der Abwärme kann Meerwasser, Seewasser, FluA-wasser, der Erdboden oder die kältere Umgebungsluft dienen.static) internal combustion engines are used. These gases often arise at ambient pressure. Their use therefore does not require any pressure vessels and heat exchangers. The heated gases can be transferred directly by means of a turbine system be converted into mechanical work. As a lower heat reservoir for uptake The waste heat can be sea water, lake water, fluA water, the ground or the colder Serve ambient air.
In klimatisch kalten Zonen kann auch der Temperaturunterschied zwischen dem relativ warmen Erdboden oder dem Wasser (auch Bergwerkswärse) gegenüber der kalten Außenluft zur Gewinnung mechanischer Arbeit genutzt werden.In climatically cold zones, the temperature difference between the relatively warm soil or the water (also mine water) compared to the cold outside air can be used to generate mechanical work.
Dazu wird die kalte Luft durch die Boden- oder Wasserwärme (Bergwerkswärme) aufgeheizt und die Abwärme an die kältere Außenluft abgegeben. Während die Nutzung der Sonnenwärme nur tagsüber möglich ist, kann die Nutzung der Boden- oder Wasserwärme ganztags, vor allem aber des nachts, genutzt werden, da die Temperaturunterschiede nachts in der Regel größer sind als tagsüber.For this purpose, the cold air is heated by the ground or water heat (mine heat) and the waste heat is released into the colder outside air. While using the solar heat is only possible during the day, the use of ground or water heat Can be used all day, but especially at night, because of the temperature differences are usually larger at night than during the day.
Im vorliegenden Falle wird eine Solarkraftanlage beschrieben, die mit erhitzter Luft aus geeigneten Sonnenkollektoren bei Umgebungsdruck im Kreisprozeß arbeitet. Damit der Wirkungsgrad einer derartigen Solarkraftanlage öglichst groß wird, ist die Anfangstemperatur am Turbineneingang möglicht groß zu wählen. Dies wird erreicht durch Verwendung eines für Sonnenstrahlung geeigneten absorptionsfähigen (schwarzen) Kollektormateriale von besonders kleiner spezifischer Wärme und bei möglichst kleiner Masse, wie sie beispielsweise schwarz lackierte Aluminiumfolien oder schwarzes Papier (mit der notwendigen mechanischen Festigkeit) aufweisen. Das Kollektoruaterial ist in einem druckfreien, wärmeisolierten Kasten (der mit einer oder auch mehreren gut lichttransparenten Glasplatten oder Folien abgedeckt ist) so im "Solarkasten" angeordnet, daß die den Kasten langsam durchströmende Luft auf der Unter- und Oberseite am Kollektormaterial vorbeiströmt und ihm so die Wärme entzieht benz. die vorbeiströmende Luft sich an ihm aufheizt. Damit die den Solarkasten durchströmende Luft möglichst auf der ganzen Breite dem Solarkasten zugeführt und wieder entnommen werden kann, sind die Zu- und Abftlhröffnungen an teiden Stirnseiten auf die gesamte Breite des Kastens ausgedehnt. Entsprechende Umlenkstege sorgen für eine gleichmäßige Verteilung der zu-und abgeführten Luft (Abb.l, Schnitt A-B).In the present case, a solar power plant is described that with heated air from suitable solar collectors at ambient pressure in the cycle is working. So that the efficiency of such a solar power plant is as high as possible the initial temperature at the turbine inlet is to be selected as high as possible. this is achieved by using an absorbent suitable for solar radiation (black) collector materials of particularly low specific heat and at Smallest possible mass, such as, for example, black lacquered aluminum foils or black paper (with the necessary mechanical strength). That Collector material is in a pressure-free, heat-insulated box (the one with a or several well-transparent glass plates or foils are covered) so arranged in the "solar box" that the air slowly flowing through the box opens the bottom and top of the collector material flows past and so the heat withdraws benz. the flowing past Air heats up on him. In order to the air flowing through the solar box, if possible over the entire width of the solar box can be fed in and removed again, the inlet and outlet openings are on on the two sides of the box extended to the entire width of the box. Appropriate Deflection webs ensure an even distribution of the air that is fed in and out (Fig. 1, section A-B).
Die erhitzte Tuft von der Temperatur T1 und dem Umgebungsdruck PO gelangt infolge des erzeugten Unterdrucks durch den Verdichter (nach Abwurf von außen) in die Turbine. Deren Menge soll V1 m3 und die Temperatur T1 OC ein. Von diesem Zustand 1 ausgehend (Abb.2), wird das Gas adiabat auf einen so niedrigen Druck P2 entspannt, daß es sich auf die Umgebung t mperatur T abkühlt. Dabei muß allerdings gegen den höheren Umgebung 0 druck PO Arbeit geleistet werden, die durch die Fläche 1-a-2 dargestellt wird. Nachdem tn 2 die Umgebungstemperatur T0 auf umkehrbarem Wege erreicht worden ist, muß das Gas benz. die Luft von dem nun niedrigen Druck P2 auf Umgebungsdruck Po angehoben werden. Dazu verdichtet man das Gas von 2 ausgehend isothermisch bis 3, wobei die Kompressionsrärme bei der konstante Temperatur T mit (theoretisch) verschwindendem Temperaturgefälle, d. h.The heated tuft from the temperature T1 and the ambient pressure PO passes through the compressor as a result of the negative pressure generated (after throwing off outside) into the turbine. Their amount should be V1 m3 and the temperature T1 OC. from Starting from this state 1 (Fig.2), the gas becomes adiabatic at such a low level Pressure P2 relaxes so that it cools down to ambient temperature T. It must however against the higher environment 0 pressure PO work can be done by the area 1-a-2 is shown. After tn 2 the ambient temperature T0 on reversible Ways has been achieved, the gas must be benz. the air from the now low pressure P2 are raised to ambient pressure Po. To do this, the gas from 2 is compressed isothermal to 3, with the compression arms at the constant temperature T with (theoretically) vanishing temperature gradient, d. H.
0 umkehrbar an die Umgebung abgegeben wird (wo). Dabei leistet der höhere Außendruck PO an der Turbine eine Arbeit, die durch die Fläche 3-a-2 dargestellt wird. Somit stellt die Differenzfläche 1-2-3 die im ganzen gewonnene und zugleich höchtmögliche Arbeit W dar. 0 is reversibly released to the environment (where). The higher external pressure PO at the turbine does a work represented by the area 3-a-2 will. Thus, the difference area 1-2-3 represents the one gained and at the same time as a whole highest possible work W.
Wegen des geringen Expansionsdrucks PO sind zwar relativ große Zylinderezw. Turbinenvolumina erforderlich, dafUr brauchen diese aber auch nur relativ dünnwandig dimensioniert zu werden. Die Maximal gerinnbare Arbeit aus den heißen Gasen bei Umgebungsdruck ergibt sich zu Because of the low expansion pressure PO, relatively large cylinders and cylinders are required. Turbine volumes are required, but for this they only need to be dimensioned with relatively thin walls. The maximum coagulable work from the hot gases at ambient pressure is given by
Claims (3)
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19772756636 DE2756636A1 (en) | 1977-12-19 | 1977-12-19 | Solar energy collector producing mechanical energy - heats air to drive turbine-compressor unit having useful mechanical output |
Applications Claiming Priority (1)
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DE19772756636 DE2756636A1 (en) | 1977-12-19 | 1977-12-19 | Solar energy collector producing mechanical energy - heats air to drive turbine-compressor unit having useful mechanical output |
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DE2756636A1 true DE2756636A1 (en) | 1979-06-21 |
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ID=6026588
Family Applications (1)
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DE19772756636 Pending DE2756636A1 (en) | 1977-12-19 | 1977-12-19 | Solar energy collector producing mechanical energy - heats air to drive turbine-compressor unit having useful mechanical output |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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FR2675245A1 (en) * | 1991-04-12 | 1992-10-16 | Pulvar Richard | METHOD AND DEVICE FOR OPERATING AND TRANSFORMING THERMAL ENERGY. |
-
1977
- 1977-12-19 DE DE19772756636 patent/DE2756636A1/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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FR2675245A1 (en) * | 1991-04-12 | 1992-10-16 | Pulvar Richard | METHOD AND DEVICE FOR OPERATING AND TRANSFORMING THERMAL ENERGY. |
WO1992018815A1 (en) * | 1991-04-12 | 1992-10-29 | Richard Pulvar | Method and device for tapping and converting thermal energy |
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