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德国发明迷你涡轮机-家庭太阳能的明天
2013-9-23    来源:    作者:佚名

   德国发明迷你涡轮机-家庭太阳能的明天
德国多特蒙德大学的科研人员开发出一种可以说是为家庭服务的迷你型涡轮机。这种新的涡轮机技术和太阳能聚光镜结合使用,简直就是生态能源的具体体现。它既可以生成热能,也可以生成电能。因此,多特蒙德市政府把本年度的环境奖,颁发给这一新技术。以下是德国之声记者的采访报道。

  工程师普利伯以既自豪又尴尬的复杂表情,向记者展示了一个小小的技术革命成果棗一个手掌大小的机器。这个用黄铜制作的微型涡轮机金光闪闪,安装在一个红色的塑料盒里。你用手指轻轻一碰,它就会无声地转动起来。微型涡轮机的发明者普利伯在计算机前解释了这个在水蒸汽流量随时变化的条件下,依然可以工作的所谓适应性涡轮机的工作原理。

  他说道:“您可以在计算机模拟中,看到水蒸汽的入口在哪里。蒸汽是在径向上,流进我们的涡轮机的,然后,我们通过涡轮机的几何构造,对水蒸汽进行导向。最后,水蒸汽沿着轴向,从出口通道排出。在模拟中,您可以看到,安装在同一个轴线上的涡轮机叶片和出口通道,是怎样相互移动。您也可以看到,涡轮机是怎样打开,又怎样再次完全关闭的。”

  听起来很复杂,其实相对简单,也就是依靠房顶上太阳能聚光镜生成的水蒸汽,从侧面流入涡轮机后,再沿着机轴的方向,流出来。专家们称其为径向-轴向涡轮机。

  它的诀窍在于形状非常特殊的涡轮叶片,叶片终端看上去,就好像是被折叠了一下,或者是被弯回去一样。这种形状,就可以引导水蒸汽,提高能量转换效率。每一辆普通小汽车的废气涡轮压气机里,都有一个类似的涡轮机。

  只不过,现在新开发的这种适应性涡轮机,却拥有一个特殊功能,是所有其它涡轮机都没有的,那就是,它可以自我调节,适应蒸汽流量不同的工作条件,因为它的涡轮叶轮,可以隐藏到涡轮转动轮里。

  普利伯介绍说:“您可以把这个过程想像成把一个卡片放进一个信封里,然后再随意把这张卡片抽出来,再插回去。我们的特殊设计可以使60%的涡轮叶片面积需要时都可以隐藏到转动轮里去。这样一来,我们就可以把水蒸汽流入涡轮机的缝隙从很小调到很大。调节的方式非常巧妙,利用的是涡轮机的一种自我调节机制。我们使用了一种弹簧,它可以根据不同的蒸汽压力,自动控制涡轮叶片张开或者关闭。”

  这种自我控制的过程是,当阳光充足的时候,可供使用的蒸汽量大,作用在弹簧上的压力也大,使得涡轮叶片露出来得多,意味着供蒸汽推动的作用面积增大。当阴天蒸汽不多的时候,作用在弹簧上的压力也就小了,涡轮叶片就会缩回到转动轮里,就像蜗牛缩回壳里一样。

  因此,适应性涡轮机可以自我调节,适应所谓的平面太阳能聚光镜,所能生成的水蒸汽流量。根据日照条件的不同,这个流量,可以是在每秒钟2到40升之间。

  普利伯介绍说:“这个面积大约有1.5个平方米的聚光镜所生成的水蒸汽,从吸收管的上方流出来,流进涡轮机。涡轮机再带动一台发电机。从涡轮机里流出来的水蒸汽,流经一个热交换器之后,冷却凝结成水,再从下方,流回吸收管。这就是水蒸汽的整个循环过程。热交换器利用的是水蒸汽的剩余热量,生成可供家庭使用的热能。我们完全可以想像,利用市场上比较廉价的热能储存系统,把这些热能储存起来,比如说利用层式结构、填充砂子的储热器。这种储热器的造价是很低的。”

  据普利伯说,整个这套设备可以节省一个4口之家大约50%的电费和取暖费用。就是它的购置费用,也比一般的太阳能设备要低不少。它所使用的技术简单易行,也不需要复杂的电气控制,特别适合于在发展中国家使用。

  也是出于这一原因,来自世界各地的专家,现在都对这个已经受专利保护的涡轮机技术表现出浓厚的兴趣。就是慕尼黑工业大学进行的一项独立鉴定也认为,这套系统是有效可行的。八月底,该系统在多特蒙德大学的技术园,投入试用阶段。如果试用成功的话,按计划,这一系统明年将会投入系列生产。

  转载“德国之声”

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