science >> Wetenschap >  >> Natuur

Wat is thermische technologie?

Een vorm van thermische technologie heeft te maken met klimaatbeheersingsunits, zoals deze airconditioning op het dak. Wayne Calabrese/Photonica-collectie/Getty Images

Wanneer de kosten van gas gaten in onze portemonnee beginnen te branden, we beginnen meer aandacht te besteden aan de ontwikkeling van alternatieve energietechnologie. Direct, een van die opkomende technologieën is: thermische technologie , die een van de meest voorkomende vormen van energie gebruikt:warmte.

Om de technologie te begrijpen, we moeten er een beetje van weten thermodynamica , dat is de studie van de wetten die de beweging van warmte regelen. Hoewel het woord misschien intimiderend lijkt, we begrijpen de basis van thermodynamica al door gezond verstand. Bijvoorbeeld, we weten dat als we een warme kop koffie in de vriezer zouden doen, het zou niet lang duren voordat de koffie was afgekoeld. Dit komt omdat warmte van warme dingen naar koude dingen reist. De warmte gaat van de hete koffie en ontsnapt in de ijskoude lucht en zal doorgaan totdat de lucht en de koffie dezelfde temperatuur hebben.

De term thermische technologie kan verwarrend zijn omdat mensen het zo breed gebruiken. Over het algemeen, wanneer mensen de term 'thermische technologie' gebruiken, " ze bedoelen de manieren waarop we warmte kunnen gebruiken om te doen wat we willen. sommige mensen gebruiken de term thermische technologie om te verwijzen naar klimaatbeheersing -- bijvoorbeeld, het stoppen van de beweging van warmte met isolatie, of het veranderen van de temperatuur in een kamer. Omdat warmte altijd van warm naar koud wil reizen, het is moeilijk om het de andere kant op te laten gaan. In feite, het is onmogelijk volgens de wetten van de thermodynamica. airconditioning units, echter, gebruik speciale vloeistoffen die binnen deze wetten kunnen werken om een ​​kamer kouder te maken. Lees "Hoe airconditioners werken" om te leren hoe ze dit doen.

Sommige elektronica, zoals thermische faxapparaten zouden ook thermische technologie gebruiken. Deze elektronica gebruikt warmte om hun werk te doen, in tegenstelling tot klimaatbeheersingsunits, die warmte verplaatsen om hun werk te doen. Een thermisch faxapparaat, bijvoorbeeld, genereert warmte uit elektriciteit in zijn printkop. Vervolgens, het past deze warmte toe op speciaal thermisch papier of via een transferlint om faxen af ​​te drukken. Deze methode zorgt voor een eenvoudige, duurzaam faxapparaat dat zelfs geen inktcartridges nodig heeft om te werken.

Warmte omzetten in bruikbare energie is moeilijk, maar vorderingen op het gebied van thermische technologie hebben het meer mogelijk gemaakt dan ooit tevoren. Misschien wel de meest opwindende toepassing van thermische technologie heeft te maken met het opvangen van de warmte van de zon om elektriciteit te produceren. Volgende, we zullen ontdekken hoe dit mogelijk is en waarom sommigen geloven dat dit de energie van de toekomst is.

Heet onderwerp:technologie voor thermische zonne-energie

Een zonnetoren omringd door heliostaten Kim Steele/Photodisc/Getty Images

Wetenschappers weten al lang dat de zonnestralen een enorme hoeveelheid energie naar de aarde vervoeren in de vorm van licht en warmte. Echter, het was een uitdaging om deze energie aan te boren en efficiënt om te zetten in bruikbare elektriciteit. Fotovoltaïsche (PV) panelen , bijvoorbeeld, kan zonlicht omzetten in elektriciteit om een ​​huishouden of gebouw tot op zekere hoogte van stroom te voorzien, maar relatief duur of inefficiënt blijven.

Sommigen geloven dat thermische zonnetechnologie, echter, is de Heilige Graal voor goedkoop, schoon, hernieuwbare energie. Terwijl fossiele brandstoffen kunnen leiden tot wereldwijde klimaatverandering en duurder worden, thermische zonne-energie is schoon en kan binnenkort scherp geprijsd worden. Door zonnewarmte om te zetten in bruikbare elektriciteit, deze technologie zou landen kunnen helpen af ​​te zien van fossiele brandstoffen.

Thermische zonne-energie zet zonne-energie niet direct om in elektriciteit zoals PV-panelen doen. In plaats daarvan doet het dit indirect - vaak met behulp van warmte om water in stoom te veranderen. En, net als in fossiele energiecentrales, deze stoom kan een turbine draaien die een elektrische generator aandrijft.

Een paar verschillende systemen kunnen zonnewarmte verzamelen:

  • Zonnetoren :Wanneer omringd door heliostaten , dat zijn speciale spiegels die de zon volgen, een zonnetoren kan de energie van de zon opvangen. De centraal ontvanger bovenaan de toren verzamelt en slaat warmte op in speciale vloeibare zouten die van de toren naar een stoomgenerator worden getransporteerd.
  • Parabolische troggen :Dit soort systeem gebruikt de vorm van een parabool om de warmte te intensiveren en op te vangen van de zon, ongeacht het tijdstip van de dag. Door dit systeem lopen buizen gevuld met een speciale vloeistof. Terwijl de speciale vloeistof voorbij reist, het warmt op en "verzamelt" in wezen de warmte. De vloeistof draagt ​​dan zijn warmte naar het water, die wordt omgezet in stoom. Het bijzondere aan de vloeistof is dat het een olie is die temperaturen van 750 graden Fahrenheit (400 graden Celsius) kan bereiken [bron:Biello]. Gesmolten zouten kunnen extra warmte opslaan voor gebruik wanneer de zon niet beschikbaar is.
  • Fresnal-reflector :In plaats van vloeistof te verwarmen, dit mechanisme verwarmt water direct. Het kan dit efficiënt doen door de atmosferische druk te verhogen. Deze stoom kan vervolgens een turbine aandrijven.
Parabolische troggen verzamelen warmte voor een zonne-energiecentrale in de Mojave-woestijn, Californië. Kathleen Campbell/Stone Collection/Getty Images
  • Zonneschotel :Deze bewegen met de zon mee om de hele dag warmte op te vangen. Spiegels gebruiken, ze reflecteren zonlicht op een brandpunt. Vervolgens zetten ze deze warmte om in mechanische kracht door een gecomprimeerde vloeistof te verwarmen. Vervolgens, uitzetten van die hete gecomprimeerde vloeistof kan een zuiger bedienen en bruikbare energie creëren.

De Californische Mojave-woestijn is de thuisbasis van energiecentrales die zowel parabolische troggen als zonnetorens gebruiken. Verschillende landen, zoals Spanje, Marokko en Israël, bouwen of zijn van plan om ook thermische zonne-energiecentrales te bouwen [bron:Wald].

Hoe kunnen planten zoals deze landen helpen die niet veel zon krijgen? Sommigen zeggen dat het heel goed mogelijk is om een ​​systeem van transmissielijnen te installeren die hoogspanningsgelijkstroom over grote afstanden kunnen vervoeren. Op deze manier, landen die rijk zijn aan zon zouden thermische zonne-energiecentrales kunnen bouwen en deze stroom naar plaatsen kunnen sturen die niet zoveel zon krijgen.

Naarmate de technologie zich ontwikkelt, sommigen geloven dat het binnenkort goedkoop genoeg zal worden om te concurreren met fossiele brandstoffen, vooral met behulp van hoge belastingen op koolstofemissies. specifiek, dit zou kunnen werken als de prijs van thermische zonne-energie daalt tot ongeveer 10 cent per kilowattuur [bron:Biello].

Blader door de bronnen op de volgende pagina voor meer informatie over hernieuwbare energie.

Veel meer informatie

Gerelateerde HowStuffWorks-artikelen

  • Hoe zonnecellen werken
  • Hoeveel zonnecellen zou ik nodig hebben om alle elektriciteit te leveren die mijn huis nodig heeft?
  • Hoe de zon werkt
  • Kunnen we auto's van brandstof voorzien met gras?
  • Hoe olieboringen werken
  • Hoe windenergie werkt

Meer geweldige links

  • SolarPACES
  • Nieuws over alternatieve energie

bronnen

  • Biello, David. "Sunny Outlook:kan Sunshine de VS alle Amerikaanse elektriciteit leveren?" Wetenschappelijke Amerikaan. 19 september 2007. (2 mei, 2008) http://www.sciam.com/article.cfm?id=sunny-outlook-sunshine-provide-electricity
  • "CSP - Hoe het werkt." ZonnePACES. (2 mei, 2008) http://www.solarpaces.org/CSP_Technology/csp_technology.htm
  • Pielou, EC "De energie van de natuur." Universiteit van Chicago Press, 2001. (2 mei, 2008) http://books.google.com/books?id=EHPNFxhCdckC&dq=Energy+of+Nature&source=gbs_summary_s&cad=0
  • Wald, Matthew L. "Glans veranderen in watts." New York Times, 6 maart 2008. (2 mei, 2008) http://www.nytimes.com/2008/03/06/business/06solar.html?em&ex=1205038800&en=2d73a651a7216de1&ei=5087%0A
  • Zweibel, Ken, James Mason, Vasilis Fthenakis. "Een groots zonneplan." Wetenschappelijke Amerikaan. 16 december 2007. (2 mei, 2008) http://www.sciam.com/article.cfm?id=a-solar-grand-plan&print=true