عالم التكنولوجيا     ترجمة

 

قدّم باحثون من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا (MIT) والمختبر الوطني للطاقة (NREL) مؤخرًا معلومات عن نوع جديد من المحركات الحرارية بدون أجزاء متحركة، وهو فعال بنسبة 40% تقريبًا، ويمكن أن يحل يومًا ما محل التوربينات البخارية التقليدية في المستقبل.

– تاريخ التوربينات البخارية التقليدية

يذكر أن نصيب الأسد يأتي الآن من إنتاج الطاقة العالمي من مصادر مثل الفحم والغاز الطبيعي بالإضافة إلى بعض المصادر المتجددة واسعة النطاق مثل: الطاقة النووية والطاقة الشمسية المركزة. والتكنولوجيا الرئيسية التي تحرك هذه الأساليب هي التوربينات البخارية التي لا تزال هي الوسيلة الفعلية لتحويل الحرارة إلى كهرباء.

لكن هذه التكنولوجيا لم تتغير كثيرًا لأكثر من قرن. وعادةً ما تكون التوربينات البخارية قادرة على استخدام حوالي 35% من الطاقة التي يوفرها مصدرها الحراري وتحولها إلى كهرباء مفيدة، وفي بعض المحركات قادرة على توفير كفاءات تصل إلى 60%. هذا رائع لكن التوربينات البخارية تعاني من نقطة ضعف رئيسية واحدة فهي تتطلب أجزاء متحركة يمكن أن تتعطل بمرور الوقت.

يجب أن تكون الأجزاء أيضًا قادرة على تحمل درجات الحرارة المرتفعة لفترات طويلة من الزمن، فالأجزاء سوف تبلى بمرور الوقت.

 

– تفاصيل المحرك الحراري الجديد

يشترك المحرك الجديد، الذي يطلق عليه اسم الخلية الحرارية (TPV)، في بعض الخصائص المشتركة مع الخلايا الكهروضوئية التقليدية، لكنه يلتقط فوتونات عالية الطاقة من مصدر أبيض ساخن لتوليد الكهرباء. هذا المحرك الجديد قادر على توليد الطاقة من درجات حرارة تتراوح بين 3400 و4300 درجة فهرنهايت (1900 – 2400 درجة مئوية).

وترتكز الخطة المستقبلية للمحرك الحراري على دمج الخلايا في بطارية حرارية على نطاق الشبكة يمكنها امتصاص الطاقة الحرارية الحرارية الزائدة من مصادر مثل الشمس وتخزين هذه الطاقة في بنوك معزولة بشدة من الجرافيت الساخن.

وعندما تكون هناك حاجة فعلية للطاقة يمكن لخلايا TPV تحويل الحرارة إلى كهرباء.

 

المصدر

 

اقرأ أيضًا:

هيونداي تعلن عن نهاية عصر محركات الاحتراق الداخلي للسيارات