Полiт.ua Государственная сеть Государственные люди Войти
20 февраля 2017, понедельник, 07:04
Facebook Twitter LiveJournal VK.com RSS

НОВОСТИ

СТАТЬИ

АВТОРЫ

ЛЕКЦИИ

PRO SCIENCE

СКОЛКОВО

РЕГИОНЫ

17 августа 2012, 14:49

Хранитель тепла

Источник:extremetech.com
Источник:extremetech.com

Прыжок в будущее

Немецкие ученые придумали, как сохранять тепло с помощью цеолитовых гранул. Этот природный материал способен изменить структуру современной энергетики.

Электростанции производят не только электричество: они также выделяют тепло. Коэффициент полезного действия физически не может быть стопроцентным, а у современных электростанций он равен 30-40%. Значительная часть энергии уходит в виде тепла — в атмосферу или сточные воды. Особенно это касается биогазовых электростанций. Немецкие учёные из Фраунгоферского института межфазных процессов и биотехнологий (Fraunhofer Institute for Interfacial Engineering and Biotechnology IGB Stuttgart) придумали как использовать это тепло во благо: они изобрели систему хранения тепла, практически без потерь, на протяжении неопределенно длительного времени.
Ядро новой системы — цеолитовые гранулы. Цеолит сам по себе не новость: термин был придуман шведским минералогом Акселем Фредериком Кронстедом ещё в 1756 году, и в переводе с греческого означает «кипящий камень». Исследуя минерал десмин, Кронстед заметил, что при нагревании он выпускает большое количество пара, образованного из ранее накопленной в минерале воды. В природе существует несколько представителей группы цеолитов, основная страна происхождения — Китай, в котором ежегодно добывается 2 из 3 миллионов тонн цеолита. Существуют также способы промышленного производства искусственных цеолитов. В основном они используются в качестве адсорбентов в водоочистительных сооружениях, в качестве ионообменного компонента для смягчения воды, а также в химии и нефтяной промышленности.

Уникальное свойство цеолита состоит в том, что при контакте с водяным паром происходит физико-химическая реакция, в результате которой связывается пар и выделяется тепло. Наоборот, при поглощении тепла цеолит выделяет накопленную воду и сохраняет энергию, но не нагревается сам — он сохраняет не тепло, а потенциал выделить энергию при последующем поглощении воды — учёные назвали систему «сорбционное хранение тепла».

Так как сам цеолит не нагревается, то это способ хранения тепла практически без потерь, причём на неограниченное количество времени, при условии отсутствия контакта с водой.

В отличие от природно встречающихся цеолитов, в новой разработке используются небольшие гранулы с очень большой пористостью, поэтом у них огромная площадь поверхности — один грам цеолитовых гранул обладает поверхностью в 1000 квадратных метров. Благодаря этому цеолит может хранить в 4 раза больше тепла, чем вода того же объема.

Физико-химические свойства цеолита были известны давно, но до сих пор никто не мог решить задачу, как их использовать для практичного промышленного использования для хранения энергии. Мике Бликер, руководитель проекта, говорит:«Сперва мы разработали инженерную составляющую самого процесса, а потом пришлось искать, как физически воплотить идею — то есть как сконструировать само устройство хранения тепла, как расположить радиаторы, насосы, вентили. Мы начали с принципа, и доказали, что это технически возможно». Сначала учёные построили 1.5-литровый реактор, а затем и 15-литровый.

Партнёры Фраунгоферского института, научно-исследовательская компания ZeoSys GmbH в это время занимались исследованием материалов, выясняли какой из циолитов лучше всего подойдёт для поставленной задачи и какого размера гранулы будут наиболее эффективными. Беспокойство представлял вопрос о жизненном цикле циолитов, однако тесты показали, что они выдерживают тысячи циклов зарядки-разрядки без потери своих свойств. В результате был разработан текущий тестовый образец — мобильный 750-литровый контейнер, который можно транспортировать вместе со всей необходимой инфраструктурой, чтобы проверить работоспособность системы «на местах».
Следующей своей задачей учёные ставят удешевить производство системы, оптимизировать её и сделать более компактной.

В идеале система должна получиться достаточно гибкой, чтобы использоваться как на промышленных предприятиях и электростанциях, так и в домовых котельных

— то есть это должна быть модульная система, которая позволит собирать теплохранилище под индивидуальные условия (площадь помещения, планировка, мощность, и так далее).

У цеолитовой системы хранения тепла огромный потенциал. Практически любое технологическое и индустриальное производство выделяет избыточное тепло, не говоря уже об электростанциях. Но способов использовать такое тепло практически нет, а хранить его пока представляется возможным в основном только с помощью контейнеров с водой. Но они занимают большие площади, и довольно быстро теряют тепло. Цеолитовое храние тепла сможет значительно увеличить эффективность современных экологичных био-газовых электростанций: сейчас больше половины энергии био-топлива уходит в атмосферу в форме тепла, но с помощью цеолита био-газовая электростанция могла бы одновременно производить и электричество, и тепло. Вероятно, что благодаря сыпучести цеолитовых гранул, «заряженные» гранулы можно будет в больших объемах перевозить в необходимое место, возвращая назад «разряженные».

Разумеется, это не единственный проект по эффективному использованию вторичного избыточного тепла. В то время как разработчики целитовой системы рассчитывают в первую очередь на крупные производства, Microsoft разрабатывает концепцию «информационной печи» (Data Furnace) для домов. Инженеры научно-исследовательского отдела компании считают, что воздух от вентиляции серверных шкафов, который нагревается до 40-50 градусов Цельсия, можно использовать для отопления частных домов. Идея заключается в том, чтобы вместо того, чтобы строить эффективные с точки зрения площади огромные дата-центры, размещать небольшие центры , от одного до десяти шкафов (40-400 компьютеров) непосредственно в подвалах жилых домов и офисов.

Это позволит значительно сэкономить на строительстве дата-центров, а также уменьшить задержку передачи данных — так как сервера будут расположены ближе к густонаселенным районам.

Даже учитывая более высокую стоимость электроэнергии в жилых районах, разработчики считают, что можно будет сэкономить от 280 до 320 долларов с каждого сервера. А избыточное тепло от шкафов будет использоваться для центрального отопления и горячего водоснабжения. Разумеется, встают вопросы обслуживания и безопасности, но инженеры уверены, что нет ничего нерешаемого — двери в подвалы можно опечатать и установить сенсоры проникновения, которые будут блокировать информацию на серверах при попытках незаконно копирования информации. Не такая большая плата за бесплатное отопление.

Если же получится внедрить в жизнь технологию цеолитового хранения тепла, то идея «подвальных» дата-центров обретает ещё больший смысл — тогда тепло от серверов можно будет ещё и эффективно аккумулировать.

Использование вторичного избыточного тепла на данный момент является весьма перспективным направлением. «Большая» энергетика — слишком сильно завязанная на политику и мировые капиталы сфера, чтобы быстро измениться и перейти на экологичное топливо. Конечный же потребитель, напротив, гибок и будет готов использовать вторичное тепло даже не ради экологии, а просто с целью экономии. Если появится доступное решение — как, например, компактная цеолитовая батарея или серверная подстанция, то, вполне вероятно, что обычные жители городов станут первыми активными потребителями вторичного тепла.

Обсудите в соцсетях

Система Orphus
Loading...

Главные новости

20:54 Белый дом опроверг связь предвыборного штаба Трампа с разведкой РФ
20:31 Появилось видео испытаний военной техники РФ в Арктике
20:12 В Саудовской Аравии провели Comic Con
19:42 Мэр Лондона предложил отказать Трампу в визите
19:17 Иран заявил о желании создать с РФ союз на Ближнем Востоке
18:44 Рогозин пригрозил разорвать оборону США новыми ракетами РФ
18:20 SpaceX отправила корабль Dragon к МКС
18:01 Американский сенатор предрек РФ удар «по заднице» от конгресса США
17:47 СМИ сообщили об аресте крупнейшей в мире яхты Мельниченко
17:34 Турция заявила о разногласиях с РФ по вопросу Крыма
17:00 Актер Тактаров отказался от голливудской роли убивающего украинцев русского
16:35 МЧС заявило о резком ухудшении погоды в Москве
16:16 Во Владивостоке задержаны организаторы акции против ЭРА-ГЛОНАСС
15:45 В Белоруссии прошли акции против налога на тунеядство
15:15 Посольство США на Украине встревожило признание Путиным паспортов Донбасса
15:06 Анкара назвала Женеву единственной площадкой переговоров по Сирии
14:05 Подросток сознался в атаке на кортеж Трампа
13:45 Украина обновила топ-менеджмент «Евровидения»
13:30 Экс-депутату Вороненкову предлагали работать на украинских силовиков
13:16 В Петербурге начался крестный ход вокруг Исаакиевского собора
13:07 Американский сенатор допустил введение новых санкций против РФ
12:56 Адвокат сообщил об отъезде Кара-Мурзы-младшего за границу
12:18 Forbes назвал цену подарков номинантам на «Оскар»
12:06 МИД Ирана опроверг создание в стране ядерного оружия
11:34 СМИ сообщили о трех расследованиях ФБР вмешательства хакеров РФ в выборы в США
11:18 СМИ сообщили о розыске четверых граждан КНДР по делу об убийстве Ким Чон Нама
10:52 СМИ сообщили об ужесточении требований для получения убежища в США
10:26 Премьер Ирака объявил о начале освобождения Мосула
10:13 СМИ обвинили РФ в попытке организации переворота в Черногории
10:06 Бой Емельяненко с Митрионом перенесен из-за болезни последнего
09:45 Минобороны начало испытывать новую военную технику в Арктике
09:22 Авианосная группа США направлена в Южно-Китайское море
09:14 Трамп назвал себя фанатом НАТО
18.02 20:45 Порошенко назвал признание РФ паспортов ДНР нарушением международного права
18.02 20:30 «Нормандская четверка» отказалась включать в свой состав США
18.02 19:50 Турчинов сравнил признание РФ паспортов ДНР с выходом из минских соглашений
18.02 19:37 Греф констатировал переход экономики РФ из кризиса в стагнацию
18.02 18:49 Запуск корабля Dragon к МКС отменили за 13 секунд до старта
18.02 18:26 Российские биатлонисты впервые с 2008 года выиграли эстафету на ЧМ
18.02 17:11 Путин подписал указ о признании в РФ паспортов ДНР и ЛНР
18.02 16:59 SpaceX отложила первый полет на Марс до 2020 года
18.02 16:28 В Киеве прошел марш памяти Героев Небесной сотни
18.02 15:58 Лавров заявил о действии санкций против ЕС до прекращения войны в Донбассе
18.02 15:28 Иранская компания подтвердила контракт с Белоруссией на поставку нефти
18.02 14:51 Истребители перехватили самолет у резиденции Трампа во Флориде
18.02 14:11 Росавиация объяснила проблему с расшифровкой данных по MH17
18.02 13:50 По делу об убийстве брата Ким Чен Ына арестован гражданин КНДР
18.02 13:34 Вице-президент США заявил об ответственности РФ за действия на Украине
18.02 12:53 В Турции задержан журналист Die Welt по подозрению в пропаганде терроризма
18.02 12:37 Меркель заявила о провале попытки наладить отношения с РФ после холодной войны
Apple Boeing Facebook Google IT NATO PRO SCIENCE видео ProScience Театр Pussy Riot Twitter аварии на железной дороге авиакатастрофа Австралия Австрия автопром администрация президента Азербайджан акции протеста Александр Лукашенко Алексей Кудрин Алексей Навальный Алексей Улюкаев алкоголь амнистия Анатолий Сердюков Ангела Меркель Антимайдан Армения армия Арсений Яценюк археология астрономия атомная энергия аукционы Афганистан Аэрофлот баллистические ракеты банковский сектор банкротство Барак Обама Башар Асад Башкирия беженцы Белоруссия Белый дом Бельгия беспорядки бизнес биология ближневосточный конфликт бокс болельщики «болотное дело» большой теннис Борис Немцов Бразилия ВВП Великая Отечественная война Великобритания Венесуэла Верховная Рада Верховный суд взрыв взятка видеозаписи публичных лекций «Полит.ру» видео «Полит.ру» визовый режим Виктор Янукович вирусы Виталий Мутко «ВКонтакте» ВКС Владивосток Владимир Жириновский Владимир Маркин Владимир Мединский Владимир Путин ВМФ военная авиация Волгоград ВТБ Вторая мировая война вузы выборы выборы губернаторов выборы мэра Москвы газовая промышленность «Газпром» генетика Генпрокуратура Германия ГИБДД ГЛОНАСС Голливуд гомосексуализм госбюджет Госдеп Госдума госзакупки гражданская авиация Греция Гринпис Грузия гуманитарная помощь гуманитарные и социальные науки Дагестан Дальний Восток деньги День Победы дети Дмитрий Медведев Дмитрий Песков Дмитрий Рогозин доллар Домодедово Дональд Трамп Донецк допинг дороги России драка ДТП Евгения Васильева евро Еврокомиссия Евромайдан Евросоюз Египет ЕГЭ «Единая Россия» Екатеринбург ЕСПЧ естественные и точные науки ЖКХ журналисты Забайкальский край закон об «иностранных агентах» законотворчество здравоохранение в России землетрясение «Зенит» Израиль Индия Индонезия инновации Интервью ученых интернет инфляция Ирак Ирак после войны Иран Иркутская область искусство ислам «Исламское государство» Испания история История человечества Италия Йемен Казань Казахстан казнь Калининград Камчатка Канада Киев кино Киргизия Китай Климат Земли, атмосферные явления КНДР Книга. Знание Компьютеры, программное обеспечение кораблекрушение коррупция космодром Восточный космос КПРФ кража Краснодарский край Красноярский край кредиты Кремль крушение вертолета Крым крымский кризис Куба культура Латвия ЛГБТ ЛДПР Левада-Центр легкая атлетика лесные пожары Ливия лингвистика Литва литература Лондон Луганск Малайзия МВД МВФ медиа медицина междисциплинарные исследования Мексика Мемория метро мигранты МИД России Минздрав Минкомсвязи Минкульт Минобороны Минобрнауки Минтранспорта Минтруд Минфин Минэкономразвития Минюст мировой экономический кризис «Мистраль» Михаил Саакашвили Михаил Ходорковский МКС Молдавия Мосгорсуд Москва Московская область мошенничество музыка МЧС наводнение Надежда Савченко налоги нанотехнологии наркотики НАСА наука Наука в современной России «Нафтогаз Украины» некоммерческие организации некролог Нерусский бунт нефть Нигерия Нидерланды Нобелевская премия Новосибирск Новые технологии, инновации Новый год Норвегия Нью-Йорк «Оборонсервис» образование обрушение ОБСЕ общественный транспорт общество ограбление Одесса Олимпийские игры ООН оппозиция опросы оружие отставки-назначения Пакистан палеонтология Палестинская автономия Папа Римский Париж ПДД педофилия пенсионная реформа Пентагон Петр Порошенко погранвойска пожар полиция Польша похищение права человека правительство Право правозащитное движение «Правый сектор» преступления полицейских преступность Приморский край происшествия публичные лекции Рамзан Кадыров РАН Революция в Киргизии Реджеп Эрдоган рейтинги религия Реформа армии РЖД ритейл Роскомнадзор Роскосмос Роспотребнадзор Россельхознадзор Российская академия наук Россия Ростов-на-Дону Ростовская область РПЦ рубль русские националисты РФС Санкт-Петербург санкции Саудовская Аравия Сахалин Сбербанк Свердловская область связь связь и телекоммуникации Севастополь сельское хозяйство сепаратизм Сербия Сергей Лавров Сергей Собянин Сергей Шойгу Сирия Сколково Славянск Следственный комитет следствие смартфоны СМИ Совбез ООН Совет по правам человека Совет Федерации сотовая связь социальные сети социология Социология в России Сочи Сочи 2014 «Спартак» спецслужбы «Справедливая Россия» спутники СССР Ставропольский край стихийные бедствия Стихотворения на случай страхование стрельба строительство суды суицид США Таджикистан Таиланд Татарстан театр телевидение телефонный терроризм теракт терроризм технологии транспорт туризм Турция тюрьмы и колонии убийство УЕФА Украина Условия труда ФАС Федеральная миграционная служба физика Филиппины Финляндия ФИФА фондовая биржа фоторепортаж Франсуа Олланд Франция ФСБ ФСИН ФСКН футбол Хабаровский край хакеры Харьков Хиллари Клинтон химическое оружие хоккей хулиганство Центробанк ЦИК Цикл бесед "Взрослые люди" ЦСКА Челябинская область Чехия Чечня ЧМ-2018 шахты Швейцария Швеция школа шоу-бизнес шпионаж Эбола Эдвард Сноуден экология экономика экономический кризис экстремизм Эстония Южная Корея ЮКОС Юлия Тимошенко ядерное оружие Япония

Редакция

Электронная почта: politru.edit1@gmail.com
Адрес: 129343, Москва, проезд Серебрякова, д.2, корп.1, 9 этаж.
Телефоны: +7 495 980 1893, +7 495 980 1894.
Стоимость услуг Полит.ру
Свидетельство о регистрации средства массовой информации
Эл. № 77-8425 от 1 декабря 2003г. Выдано министерством
Российской Федерации по делам печати, телерадиовещания и
средств массовой информации. Выходит с 21 февраля 1998 года.
При любом использовании материалов веб-сайта ссылка на Полит.ру обязательна.
При перепечатке в Интернете обязательна гиперссылка polit.ru.
Все права защищены и охраняются законом.
© Полит.ру, 1998–2014.