一种新的,像喷气发动机一样工作的发电系统叫什么「汽车热能发电装置」

今天带来一种新的,像喷气发动机一样工作的发电系统叫什么「汽车热能发电装置」，关于一种新的,像喷气发动机一样工作的发电系统叫什么「汽车热能发电装置」很多人还不知道，现在让我们一起来看看吧！

在一个小型概念验证测试中，它能够将电子发送回空军基地电网。

喷气发动机涡轮叶片的特写镜头

在 4 月 12 日的几个小时内，新墨西哥州桑迪亚国家实验室的工程师能够使用一种新型发电系统将电子送回桑迪亚-科特兰空军基地电网。本月早些时候宣布的这个小型概念验证向团队展示了他们的系统——他们自 2007 年以来一直在修补——稳定、可控，并且能够很好地与电网同步。

该团队声称新系统可能比现有的发电系统更有效，它基于通过闭环布雷顿循环描述的热力学过程，其工作原理类似于喷气发动机。大多数喷气发动机由开放式布雷顿循环提供动力。环境空气被带入并被压缩。然后，它用燃料加热并通过涡轮膨胀。然后，该涡轮机可以机械地操作发电机来发电（如果你是地面的）或推力（如果你在飞机上）。

“前几年，我们只是发电，并将其放入电阻负载组。这就像一个巨大的烤箱，它将电能转化为热能，”参与该项目的桑迪亚国家实验室机械工程师 Darryn Fleming 说。“能够将电力重新投入电网是该计划的主要成果。”

那么布雷顿循环描述了哪些发动机操作？“想象一下，您使用一根管道，将涡轮机的 [气体] 排放口与压缩机连接起来，并且您将工作流体保持在一个循环中。这是一个封闭的布雷顿循环，”参与测试的桑迪亚机械工程师洛根拉普说。“它具有相同的压缩机、涡轮机和热交换装置，但工作流体始终留在管道内。”

该系统可以使用多种气体，如空气、氦气、氮气。桑迪亚团队使用了超临界状态的二氧化碳，它有点像气体，也有点像液体。“它的密度非常高，但它也可以像气体一样通过涡轮机膨胀，”拉普说。“因此，我们减少了压缩所需的工作量，因为它非常密集，这使我们能够获得更高的热电 [转换] 效率。”

为大多数现代科技提供动力的电力是通过基于蒸汽的兰金循环产生的。煤炭等燃料用于加热水以产生蒸汽，然后通过涡轮机将其膨胀，将机械功转化为电能。但弗莱明说，该系统的热电效率约为 33%。通过使用高于 1,070 psi 和 88 华氏度的超临界二氧化碳，“水的密度达到 70%，因此您的系统效率更高。” 这意味着与蒸汽系统相比，它能够以更少的燃料产生更多的电力。

此外，Rapp 指出，他们的技术与热源无关，因此不必与化石燃料结合使用。“有人提议将其与天然气或煤炭结合起来，但我们是由能源部的核能部门资助的。因此，我们正在努力将其与先进的核反应堆结合起来，”他说。“我们还与太阳能塔合作，使用镜子聚焦太阳以加热中央塔。它在该应用程序中运行良好。”

他们还在积极研究是否可以将该技术与废热回收结合起来，在那里他们从钢铁和水泥厂的排气管中捕获热量，为布雷顿循环提供动力。

在他们的测试中，他们使用电加热器作为燃料源为循环提供动力，并将先进的电梯电力电子设备的部分应用到他们用来调节测试回路的电力并将其馈入电网的机器中。虽然这一次，他们消耗的能量比他们放回电网上的要多，但弗莱明说这只是他们对运行中的系统进行建模的一种方式。

作为后续步骤的一部分，该团队希望将机器推向更高的功率水平、更高的温度和更高的涡轮速度。根据热力学定律，理论上，放大这些因素将使它们获得更高的热电效率。最后一次测试的效率为 35% 到 40%，但 Rapp 认为他们可以通过正确的配置将效率提高到 50%。此外，该团队还希望进一步开发一些新的支持基础设施，如密封件和磁轴承，这些是来年此类系统所需的。