보다 나은 태양 광 발전 효율을 위한 액체 금속 펌프

 

보다 나은 태양 광 발전 효율을 위한 액체 금속 펌프

극한의 온도에서 액체 금속으로 작업하도록 고안된 새로 설계된 펌프는 태양 광 발전소에서 예상치 못한 적용을 발견했습니다.

아스테크니카[Ars Technica, 미국 IT잡지]의 보고서에 따르면 새로운 유압 펌프가 조지아 공과대학교[Georgia Institute of Technology], 스탠퍼드 대학(Stanford University) 및 퍼듀대학교(Purdue University)의 연구원 팀에 의해 최근 개발되었습니다. 몇 가지 새로운 기술 솔루션을 통해 펌프는 1,673K (섭씨 1,400도)의 극한 온도에서 작동 할 수 있습니다.

그 새로운 펌프 흑연, 텅스텐 및 샤팔 세라믹(Shapal)이라는 재료로 만들어진 "가공 가능한 알루미늄 - 질화물 복합 재료"

극단적인 열에서 일어나는 재료 팽창을 수용 할 수 있도록 정밀하게 설계 되었습니다. 전체 장치는 테스트 중에 수직으로 약 1mm 확장 되었습니다.

이 기계는 깨지지 않고 72 시간 동안 실패없이 작동했으며 히터가 더 많은 양을 줄 수 없기 때문에 1,673K의 온도 한도가 설정 되었으므로 실질적인 상한선은 아직 결정되지 않았다.

이제는 야금 대신에 이 물질을 사용하는 연구원들이 태양 에너지쪽으로 시선을 돌렸습니다. 이 두 프로세스(processes, 과정)는 어떻게 연결되어 있습니까?
그 답은 네바다 주에있는 거대한 태양 에너지 설비인 SolarReserve의 110 MW Crescent Dunes에서 비롯된 것입니다.이 타워에는 과열 된 광물에 햇빛을 반사하는 "헬리오 스타트 (heliostats)"라 불리는 많은 양의 거울로 가열 된 용융 된 소금 저장소가 있습니다. 그러면 전기를 생산하는 스팀 터빈에 동력을 공급합니다.

 

                                                          8 개월 정전 후에 초승달 모래 언덕이 다시 온라인(Online, 접속) 상태가 됩니다.

왜 녹은 소금? 이 물질은 좋은 열 운반체이기 때문입니다. 유압 펌프는 가열 된 액체 염(소금)을 저장소에서 열 교환기로 유도하여 물이 증기가 되어 터빈을 추가로 회전시켜 전력을 생성합니다.

그 도전은 액체 소금의 온도가 섭씨 566도에 불과하다는 것입니다. 최근 연구에 따르면 용융 염(소금)은 열전도율이 훨씬 높은 액체 주석으로 대체 될 수 있으며 섭씨 1,400도에서 가열하면서 순간적으로 열전달 계수를 2 ~ 3 배 증가시키다고 아스테크니카[Ars Technica, 미국 IT잡지]의 보고서입니다

바로 그 곳에서 새로운 펌프가 유용합니다.

펌프 제조사들은 용융 금속과 그 발명품을 사용하면 집중 열 태양 광 발전소에서 "약 50 %의 효율 증가"를 가능하게 할 것이며 비용을 20-30 % 줄이게 될 것이라고 추정했다.

아직해야 할 일이 있습니다. 이 72 시간의 테스트 후에는 "경험 있는 보이는 마손(마멸)"이 나타나기 때문에 펌프를 오랫동안 사용할 수 있도록 설계 변경이 필요합니다.