renewable energydr. p. schechner june 081 renewable energy dr. pinchas schechner ort braude college...
Post on 20-Dec-2015
215 views
TRANSCRIPT
Renewable Energy Dr. P. Schechner June 08 1
Renewable Energy
Dr. Pinchas SchechnerOrt Braude College
Electronics and Electrical Engineering Dept.
June. [email protected]
אנרגיהממאובנים
חלופית
Renewable Energy Dr. P. Schechner June 08 2
ORMATתחנת כח גיאו-תרמית –
1 Szydlowski Road, New Industrial Area -Yavne 81100, Israel
Volcán Arenal – Costa Rica
Renewable Energy Dr. P. Schechner June 08 4
2.3 - Fusion
הקורס באנרגיה חלופית4
תאי דלק במכללה3
תחנות רוח•• Photo-Voltaic תאי דלק••Biomass FC •Tidal גהות ושפל , הידרו-אלקטרי•
גיאו-תרמי• תרמו-סולר • שריפת ביו-מסה•
- 2.2 Non-Carnot Generators
2.1 – Carnot Generators (Rankine )מעגל
שיטות להפקת אנרגיה חלופית2
נושא#
חברות ישראליות עולמיות1
Renewable Energy Dr. P. Schechner June 08 5
SOLEL SOLAR SYSTEMS LTD. Industrial Zone West ,Beit Shemesh ISRAEL, 99100
9 solar power plants in
Southern California
over 354 MW,half a million
residents
- חברות ישראליות1 עולמיות
מספר שדות דרושים בישראל?
Renewable Energy Dr. P. Schechner June 08 7
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/en/0/00/Rankine_cycle_layout.png
Solar
Geothermal
2.1 –Carnot Generators מעגל( Rankine)
Renewable Energy Dr. P. Schechner June 08 9
Carnotיעילות תהליכים לפי
היעילות המרבית, שבה שניתן להפיק עבודהכאשר מנצלים מעבר של חום ממאגר בטמפרטורה
גבוהה לנמוכה ניתן ע"י:
)500 - 300(/500 = 0.4)800 – 300(/800 = 0.625
ככל שהפרש הטמפרטורות גדול יותר, מכונות החום יעילות יותר
T [0K]
Under reversible conditions
Carnot =TH – TL
TH
Renewable Energy Dr. P. Schechner June 08 10
יעילות הנדסית של מכונות חום
(TT)fT
TTLH
H
LHeng
Conduction, Convection, and Radiation
ככל שהפרש הטמפרטורות גדול יותר,מפסידות יותר אנרגיה מכונות החום יעילות יותר
Renewable Energy Dr. P. Schechner June 08 11
טורבינות רוח
http://en.wikipedia.org/wiki/Image:DanishWindTurbines.jpg
Denmark: 25-30 % of electrical power
Pwind = )vwind(3
Non-Carnot Generators - 2.2
Renewable Energy Dr. P. Schechner June 08 12
http://www.eia.doe.gov/kids/energyfacts/sources/renewable/wind.html
קצת מטריאולוגיהאיך נוצרת הרוח ?
גם מהקטבים הקרים לקוו המשווה
Renewable Energy Dr. P. Schechner June 08 13
אוויר עם אנרגיה קינטית גבוהה
PH
H
LHCarnot T
TT
H
LHWind P
PP
רשת ארצית
AC to AC converter
טורבינה
אוויר עם אנרגיה קינטית נמוכה
PL
להבים
Renewable Energy Dr. P. Schechner June 08 14
המרת אנרגיה של פוטון במל"ם
ערכיות
-eהולכה
h+
hEg
hc/max = Eg
h=Eg
hEg
בעלפוטוןאנרגיה
קטנהEgמ
מעברשקוף
תאים פוטו-וולטאים
יש הענות ספקטרלית
Renewable Energy Dr. P. Schechner June 08 15
תאי דלק: סוג של בטריה
מתכלות Expandable
כל ההתקן נהפך לפסולת כאשר אנרגית הסוללה
נגמרתיקר
עלות הפקתחומרי גלם
נטענותRechargeabl
e
חומרי הגלם חוזריםיקר למצב ההתחלתי ע"י אלקטרוליזה
תאי דלקFuel Cells
מחדשים את המגיביםזול חמצן
מהאוויר מקור זול
לאלקטרונים
83%
Renewable Energy Dr. P. Schechner June 08 16
Aאלקטרודה
אלקטרוליט
Bאלקטרודה
Electrode Electrode
Loade- e-
Electrolyteהחומר המוסר
אלקטרונים
החומר המקבל
אלקטרוניםA-m
C+n
Renewable Energy Dr. P. Schechner June 08 17
Exhaust
מבטריה לתא דלק ,בתא דלק, המבנה הקבוע יקר
החומרים המתכלים זולים
Electrolyte
החומר המוסר
אלקטרונים
Electrode Electrode
Load
החומר המקבל
אלקטרונים
Renewable Energy Dr. P. Schechner June 08 18
התגובה באלקטרודת הדלק במעגל פתוח
Fu ne- + Fu+n Anode
Catalyst
ElectrolyteFuel
Compartment
Fu
Fu+n
Fu+n
Fu+n
Fu+n
Fu+n
Fu+n
Fu+n
Fu+n
e-e-e-e-e-
e- e-e-
Positive
Charged
Layer
InterfaceNegative Charged
Layer
Renewable Energy Dr. P. Schechner June 08 19
התגובה באלקטרודת החמצן במעגל פתוח
ElectrolyteCatalyst
Ambient Oxygen
O-2
O-2
O-2
O-2
O-2
O-2
O-2
++++++++
Positive Charge
d Layer
Negative Charged Layer
Interface
O2 + 4e- 2 O-2
Renewable Energy Dr. P. Schechner June 08 20
תא דלק במעגל פתוח
Load
V
exhaust
Fuel Compartment
FuelElectrode
OxygenElectrode
Ambient
Oxygen
PorousConductiveFuel Catalyst
PorousConductive
Oxygen Catalyst
O-2
O-2
O-2
O-2
O-2
O-2
O-2
++++++
e-e-e-e-e-e-e-
Fu+n
Fu+n
Fu+n
Fu+n
Fu+n
Fu+n
בעזרת קטליזטורים מבאיםאת חומרי הגלם ה"זולים" למצב
של נכונות למסור ולקבל אלקטרונים )כמו בבטריות(
Renewable Energy Dr. P. Schechner June 08 21
תא דלק במעגל סגור
PorousConductiveFuel Catalyst
PorousConductive
Oxygen Catalyst
Fuel Compartment
FuelElectrode
OxygenElectrode
exhaust
Ambient Oxygen
O-2
O-2
O-2
O-2
O-2
O-2
O-2
++++++
e-e-e-e-e-e-e-
Fu+n
Fu+n
Fu+n
Fu+n
Fu+n
Fu+n
V
Loade-
Fu+n
O-2
ירידה במתח
e-
e-
Renewable Energy Dr. P. Schechner June 08 23
תאי דלק במכללת אורט בראודה
שתי קבוצות מחקר
ד"ר ל. מור – ביו'ד"ר ז. רובין - פיסיקה
ת"ד אנזימטייםמודלים
אנליזה כימית
ד"ר א. בוביס – אלק'פרופ' א. קרול –מכונות
ד"ר חנה פייגר – ביו'ד"ר פ. שכנר – אלק'
פרופ' א.זוסמן- טכניון
אלקטרודות ננוטכנולוגיותאי-אורגניות
Renewable Energy Dr. P. Schechner June 08 24
Saccharides
Not Flammable
Not Poissenous
Not Explosive
Not Volatile
Storable
Transportable
Odorless
Abundant
Easy to Produce
Cellulose: 50% of the weight of the
Flora
Name (Glucose Units)
Glucose )1(
Maltose )2(
Lactose )1 + 1 galactose(
Sucrose )1 + 1 fructose(
Starch - amylose )80 – 340(
Starch – amylopectine )5500 – 34000(
Glycogen )5500 – 34000(
Cellulose )800 – 5600(
Renewable Energy Dr. P. Schechner June 08 25
שטח לעומת נפח.הנפח במכונות חום האנרגיה מופקת בכל
התגובות מתבצעות פזה אחת, הפזה הגזית.
הפקת האנרגיה מתבצע בשכבה דקהFC ב- של הממשק הבין-תווכי, בעלת עובי של מספר
ננומטרים
הבעיה
Catalyst
ElectrolyteFuel
Compartment
Fu
Fu+n
Fu+n
Fu+n
Fu+n
Fu+n
Fu+n
Fu+n
Fu+n
e-e-e-e-e-
e- e-e-
Renewable Energy Dr. P. Schechner June 08 26
יצירת נפח עם הרבה שטחהפתרון המוצע
נפח בנוי מסיבים ננומטרים
בעלי יכולת קטליטית
Electro-spinning
Renewable Energy Dr. P. Schechner June 08 27
Schechner P., E. Kroll, E. Bubis, S. Chervinsky and E. Zussman," Silver-plated Electrospun Fibrous Anode for Glucose Alkaline Fuel Cells,"
Journal of The Electrochemical Society, Volume 154, Number 9, 2007.
Renewable Energy Dr. P. Schechner June 08 29
#נושאמרצהמחלקה
1מבוא כלליד"ר פנחס שכנרח"א
2כלכלת אנרגיהד"ר נטליה זייצב תע"ן
I3אנרגית שמש ד"ר רונה צרפתיח"א
II4אנרגית שמש
5אנרגית רוח מר אבי זעיראמכונות
6תאי דלק בוביס ד"ר שכנר וד"רח"א
17ביומסה ד"ר שלמה קמחיביוטכנולוגיה
28ביומסה
9עיבוד הספקד"ר בוביסח"א
הרצאות9קורס באנרגיה חלופית:
Renewable Energy Dr. P. Schechner June 08 30
מעבדות5קורס באנרגיה חלופית:
#נושאמטרת הניסויאחראי
מדידות אפיון תאי שמש ד"ר צרפתיפוטו-וולטאים חד צומת
ורב צמתי.
I1תאי שמש
וספקטרה IVניתוח אופייני ד"ר צרפתיההיענות.
II2תאי שמש
הכרת מבנה התא ד"ר שכנרומדידת עקומת פולריזציה
13תאי דלק
סוגים שונים של תאי דלק ד"ר שכנרודלקים
24תאי דלק
DC ל-DCמעגלים להמרת ד"ר בוביסAC ל-DCמעגלים להמרת
Power Processing
5