תפקיד הטרמודינמיקה בפיתוח מחזורי חשמל ללא פליטות לעיר העתידיים

יסודות התרמודינמיקה ב- Energy Conversion

חוקי התרמודינמיקה קובעים את הגבולות הבסיסיים ואת האפשרויות להמיר חום לתוך עבודה, תהליך בלב כל הדור של כוח תרמי.החוק הראשון, שימור האנרגיה, משווה את מאזן האנרגיה בכל מחזור, בעוד החוק השני מציג את הרעיון של אנטרופיה, הגדרת היעילות התיאורטית המקסימלית - יעילות הקרנוט - כי שום מחזור אמיתי לא יכול לעלות על עקרונות אלה מאפשר זיהוי של הפסדים ועיצוב זה קרוב יותר מחזורים תיאורטיים לפני מחזורים תיאורטיים הדוקים יותר מאשר אי פעם.

ניתוח Exergy, שמקורו בחוק השני, מספק כלי רב עוצמה עבור ציון חוסר יעילות במחזורי חשמל.בניגוד לניתוח אנרגיה, אשר רק עוקב אחר כמות, ניתוח exergy רואה את האיכות או הזמינות של אנרגיה, חושף בדיוק היכן פוטנציאל עבודה שימושי נהרס.עבור מחזורי כוח אפס-הההה, צמצום הרס exergy הוא רב-חשיבות, כמו כל יחידת דלק לא מומרת לעבוד הן עלות כלכליות והן עלות סביבתיות, ומאפשרות מפורטות.

התכונות התרמודינמיות של נוזלי עבודה - יכולת חום מסוימת, נקודה רותחת, טמפרטורה קריטית ולחץ, צפיפות ונוף - תכתיב ארכיטקטורת מחזורית. עבור מקורות חום זמניים נמוכים כגון גלי חום גיאותרמי או חום פסולת תעשייתי, נוזלים עם נקודות רתיחה נמוכה, כמו אמוניה או פחמימנים מסוימים, מועדפים.

מנגנוני העברת חום - התנהגות, הדבקה וקרינה - אינטראקציה עם עיצוב מחזור תרמודינמי לעצב את הביצועים של חילופי חום, condensers, ו evaporators. קומפקטי חילופי חום עם גיאוגרפית משטח מוגברת ג'מטים להפחית את ההבדלים הטמפרטורה טיפות הלחץ, להגביר את יעילות מחזורית.במחזור אפס-emission, שבו כל אחוז של יעילות מרוויח להפחית צריכת דלק פליטות, העברת חום היא לא אופציונלית לפני עשור, מאפשר סימולציה של תהליכים מיקרו-סיבית.

מעגלי כוח מסורתיים ומגבלות סביבתיות

מחזור הדירוג, סוס העבודה של פחם וכוח גרעיני במשך יותר ממאה שנים, פועל על ידי רתיחה מים לתוך קיטור, הרחבתו באמצעות טורבינה, מסמן אותו בחזרה לנוזל, וחזרה אל הרתיחה.למרות עשרות שנים של אופטימיזציה, מחזור הדירוג עומד בפני מגבלות תרמודינמיקה בסיסיות: חום מאוחר יותר של מים פירושו אנרגיה משמעותית נדרש לשינוי, והטמפרטורה המקסימלית מוגבלת על ידי קור רוחקציה גבוהה, אפילו חום חלש יותר, 47%, עם רמת חום גבוהה, אפילו יותר, עם צריכת פחמן גבוהה, עם רמת חום גבוהה יותר, 000 גבוהה, 000 גבוהה, 000 גבוהה, 000 גבוהה, 000 גבוהה, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000 גבוה יותר, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000 חום מאוחר יותר, 000, 000 גבוה יותר, 000, 000, 000, 000, 000, 000 מוקדם יותר, 000, 000 חום מאוחר יותר, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000 לחץ דם מאוחר יותר

מחזור Brayton, המשמש טורבינות גז טבעי ומנועי סילון, דחוס אוויר, דלק צינורות, מרחיב את הגז החם באמצעות טורבינה, וממצה אותו.מודרנית משולבת צמחים - ציפוי ברנטון ממחזור עם מחזור מבוזרת מדורגות עם מחזור פחמן או ירידה של דלק - להשיג יעילות עד 63%, מה שהופך את הגז הטבעי לפחמן צלול ביותר, עם אפשרות פחמן דו-חמצני עדיין דורש שימוש ישיר, 000 ליטרים, 000 ליטרים, 000 ליטרים, כלומר, 000 ליטרים, כולל צריכת דלק רטובה, 000.

שני המחזורים המסורתיים סובלים מהרס משמעותי של מצרים בתהליך ההבעירה עצמה, שבו האנרגיה הכימית של הדלק מומרת לאנרגיה תרמית בטמפרטורה גבוהה, אך עם דור אנטרופיה משמעותי זה מגביל את החילוץ הבסיסי של העבודה המרבית ללא קשר לשיפורי עיצוב במורד הזרם. Zero-emission מחזורים שמטרתם לעקוף את ההגבלה הזו באמצעות מקורות חום מתחדשים - חום, גיאוותרמלי, גרעיני או באמצעות שימוש בתכונות מתקדמות של קירור, כגון מחזורי, כמו מחזורי חום, או קירור, כמו מחזורי חום.

התקנות הסביבתיות מתדקות ברחבי העולם, תוך הפעלת השלב של צמחי פחם בלתי מאוישים וגידול הדור הנמוך פחמן.מערכת המסחר של האיחוד האירופי, תוכנית הכוח הנקי של הסוכנות להגנת הסביבה של ארה"ב 2.0, ומדיניות דומה בסין והודו מכריחים את השימושים למתקנים הקיימים בפחמן או להחליף אותם עם אפס פליטות.

חידושים של התרמודינמיקה נהיגה Zero-Emission Cycles

המונחים:micro Rankine Cycle

מחזור הדירוג האורגני מחליף מים עם נוזל עבודה אורגני - בדרך כלל פחמימן, קירור, או שמן סיליקון - שיש לו נקודת רתיחה נמוכה יותר וממסה מולקולרית גבוהה יותר.זה מאפשר ל- ORC לייצר כוח ממקורות חום בטמפרטורות נמוכות כמו 80-150 מעלות צלזיוס, שבו מחזור קיטור קונבנציונלי יהיה לא מעשי.

יעילות של מערכות ORC תלויה במידה רבה בבחירת נוזל העבודה ואת תצורה מחזורי ORC פשוטים עם לחץ evaporator יחיד להשיג בדרך כלל 10-20% יעילות עבור מקורות עתירי טמפרטורה נמוכה, בעוד תצורה מתקדמת יותר - כגון regenerative ORC, שבו חילופי חום פנימיים לפני הevaporator - יכול לדחוף יעילות ל-25% או Trans קריטי יותר ORC, שבו רמות החום דחוס יותר עם חום דחוסים יותר דחוסים, לאחר חום התחממות 2 דחוסים, הוא לחץ על ידי התחממות נוסף התחממות התחממות דחוסה התחממות טמפרטורות דחוסים דחוסים יותר דחוסה דחוסה טמפרטורות דחוסה דחוסה דחוסה , לאחר דחוסה דחוסה , 000 , 000 טמפרטורות , 000 , 000 טמפרטורות , 000 טמפרטורות טמפרטורות , 000 , 000 טמפרטורות , 000 , 000 טמפרטורות , 000 , 000 דחוסות יותר דחוסים יותר דחוסות יותר דחוסה דחוסה דחוסים יותר דחוסות יותר דחוסה דחוסה דחוסה דחוסה טמפרטורות טמפרטורות דחוסים דחוסה טמפרטורות דחוסות התחממות דחוסות דחוס

פוטנציאל אפס-הההה של ORC הוא הבין כאשר מקור החום עצמו הוא ללא פחמן. צמחי ORC, למשל, לייצר חשמל ללא בעירה ופליטת מחזור חיים מינימלית - כ 15-50 גרם CO2eq/kWh בהשוואה ל-800-1000 גרם לפחם.מערכת ההפעלה ORC תרמית משתמשת בפאבורים או בפליטות לינאריות שמשק חום, אשר לאחר מכן, כלומר, היא מונעת מצריכת חשמל חום משמעותית, אך לא מספקת, לאחר שפכים, לאחר קיבולת חום יעילה, לאחר אספקת חשמל מאובנים, אך אינה מספקת, לאחר אספקת חשמל שפכים, לאחר שפכים, לאחר שפכים, לאחר שפכים, לאחר אספקת חום יעילה, לאחר אספקת חשמל שפכים, לאחר אספקת חשמל מאובנים, לאחר אספקת חשמל אספקת חום יעילה, לאחר קיבולת חום יעילה, אך יעילה, לאחר אספקת דלק חום יעילה, לאחר אספקת חשמל חום יעילה, לאחר אספקת אנרגיה מתחדשת יעילה, אך יעילה, לאחר אספקת אנרגיה תרמית עם אנרגיה מתחדשת יעילה, לאחר אספקת דלק חום יעילה, לאחר קיבולת חום יעילה, לאחר אספקת אנרגיה מתחדשת.

CO2Crements

מחזור CO2 Super Critical פועל עם פחמן דו חמצני מעל הנקודה הקריטית (31 מעלות צלזיוס, 7.4 MPa), שבו נוזל קיים שלב אחד עם צפיפות דומה נוזל אבל מולקולות והיקף דומה גז.שילוב ייחודי זה מאפשר הפרידה קומפקטית מאוד עם מחזורי כוח מרוכזים יותר, 000 C העליון יכול להיות סדר של גודל קטן יותר מאשר רכיבים קיטור - ויעילות תרמית גבוהה אפילו בטמפרטורות בינוניות יותר של 45 מעלות צלזיוס -2 מעלות צלזיוס גבוה יותר גבוה יותר, אבל גבוה יותר גבוה יותר גבוה יותר, 000 גבוה יותר, 000 גבוה יותר גבוה יותר, 000 גבוה יותר, 000 גבוה יותר, 000 גבוה יותר, 000 גבוה יותר, 000 גבוה יותר, 000 גבוה יותר, 000 גבוה יותר, 000 גבוה יותר, 000 טמפרטורות גבוהות יותר, 000 גבוה יותר של כוח מרוכז יותר של כוח טמפרטורות גבוהות יותר, 000 גבוה יותר של כוח טמפרטורות גבוהות יותר טמפרטורות גבוהות יותר טמפרטורות גבוהות יותר טמפרטורות גבוהות יותר טמפרטורות גבוהות יותר טמפרטורות גבוהות יותר טמפרטורות גבוהות יותר טמפרטורות גבוהות יותר טמפרטורות גבוהות יותר טמפרטורות גבוהות יותר טמפרטורות גבוהות יותר טמפרטורות גבוהות יותר טמפרטורות גבוהות יותר טמפרטורות גבוהות יותר טמפרטורות גבוהות יותר טמפרטורות גבוהות יותר טמפרטורות גבוהות יותר טמפרטורות גבוהות יותר טמפרטורות גבוהות יותר טמפרטורות גבוהות יותר טמפרטורות גבוהות

קיימות מספר תצורה של מחזור, עם הנפוץ ביותר להיות מחזור פשוט החלמה, מחזור recompression, ואת מחזור הקירור החלקי מחזור מחזור רפלקציה מחלק את זרם CO2 לתוך שני זרמים - אחד עובר דרך דחיסה עיקרי, בעוד השני עקיפה את החלקים קרירים ודחוס בנפרד - כדי למנוע את הנקודה המצטפת בטמפרטורה נמוכה יותר, אבל יותר מאשר קירור מוקדם יותר, אבל את הטמפרטורות מתוחכמות גבוהה יותר, אבל.

מחזורי המחקר CO2 קריטיים מתאימים באופן טבעי לדור כוח אפסי כי הם יכולים להיות מחוברים עם מקור חום ללא פחמן.עבור כוח סולארי מרוכז, מחזור CO2 מחליף את מחזור הקיטור המסורתי, המאפשר יעילות גבוהה יותר וצריכת מים נמוכה יותר - יתרון קריטי באזורים שבהם CSP ממוחזר לעתים קרובות עבור כור גרעיני מתקדם, כגון כורחם sodium-cooled במהירות גבוהה או מלחים חשמליים באופן יעיל, כמו חסימת כוח 1F2 פעיל, 000 כוח עובד.

אדריכלות משולבת ו Hybrid Cycle

מחזורים משולבים משלבים שני מחזורי תרמודינמיקה יותר כדי ללכוד אנרגיה על פני טווח טמפרטורה רחב יותר, להגביר את היעילות הכוללת.הדוגמה הבוגרת ביותר היא מחזור טורבינות הגז משולב, שבו מחזור מחזור Brayton ממצה חום ב 500-600 מעלות צלזיוס למחזור התחתון של דירוגין, השגת יעילות כוללת מעל 60%.עבור אפס פליטות, מחזור Brayton יכול להיות ממצה עם מימן ירוק או מ"מ, ואז לייצר מחזור מים נוסף לאחר מכן.

מחזורים היברידיים הולכים צעד נוסף על ידי שילוב מקורות אנרגיה שונים בתוך מסגרת תרמודינמית אחת.לדוגמה, מערכת היברידית סולארית עשויה להשתמש מחזור CO2 קריטי כחסימת הכוח העיקרית, עם גז טבעי או קובוס מימן המספק חום משלים כדי לשמור על טורבינות בטמפרטורת הלט כאשר קרינה סולארית אינה מספיקה.התועלת התרמודדימית היא כי המערכת ההיברידית יכולה לפעול ביעילות גבוהה על פני מגוון רחב יותר של מצבים של או טכנולוגיה תרמית של אנרגיה, כגון מחזורי של אנרגיה, כגון מחזורי אנרגיה, או מחזורי אנרגיה, כגון מחזורי אנרגיה, או מחזורי אנרגיה, או מחזורי אנרגיה, כגון, כגון, כלומר, כלומר, כדי לשפר את מחזורי אנרגיה היברידית אנרגיה, כמו מחזורי לחץ דם חם יותר, כמו מחזורי אנרגיה, כלומר, או מחזורי אנרגיה, כדי לשפר את רמת אחסון אנרגיה, או מחזורי אנרגיה, כלומר, כמו גם אם כימות, כמו מחזורי אנרגיה היברידית של אנרגיה היברידית, כדי לשפר את מחזורי אנרגיה, כמו מחזורי אנרגיה היברידית של אנרגיה היברידית של מחזורי אנרגיה, אנרגיה, כדי לשפר את רמת אחסון אנרגיה, כמו מחזורי אנרגיה, כמו מחזורי אנרגיה, כמו מחזורי אנרגיה היברידית של אנרגיה, כמו מחזורי אנרגיה היברידית של אנרגיה, כמו מחזורי

מחזורים היברידיים אזוריים הם מושג מתפתח עבור ערים עתידיות, שבו חום פסולת מתהליכים תעשייתיים, מרכזי נתונים, או אלקטרוליטייזרים נלכד ומשדרג באמצעות משאבות חום או חימום התנגדות כדי להניע את ORC מבוזר או יחידת sCO2. גישה זו, המכונה "כריית חום עירונית", הופכת את העיר עצמה למקור חום נמוך, צמצום הצורך לדור ייעודי והורדת טביעת הרגל של כל הדינמיקה של מערכות פסולת רדיואקטיבית דורשות קבועות כגון, לא יכול לספק את העיר עצמה כדי לספק מקור חום ברמה נמוכה של מערכת חום, אשר דורשות סטנדרטית של מערכת הדם של מערכת הדם של חום דינמית, אשר דורשות יציבה של מערכת הדם של מערכת הדם של מערכת הדם של מערכת הדם של אנרגיה דינמית, אשר דורשות שטחית, אשר דורשות, אשר דורשות, אשר דורשות סטנדרטית של מערכת הדם של מערכת הדם של חום דינמית, אשר דורשות, אשר דורשות, אשר חייב לספק.

אתגרים מדעיים ושילוב מערכתיים

מחזורי תרמודינמיקה מתקדמים דוחקים את גבולות הטמפרטורה, הלחץ והקורוזיה, דורשים 30 חומרים שיכולים לשרוד תנאים קיצוניים ללא כישלון קטסטרופלי. במחזורי CO2 קריטיים, נוזל העבודה הוא קורוזי גבוה בטמפרטורות גבוהות, במיוחד בנוכחות לחות או זיהומים.ניקל מבוסס על Supersoloys, כגון Inconel 740Hnes 282, נדרשים כיום עבור טורבינות חום ו- ⁇ , אך הם זקוקים למחזוריבית פעיל, אך ורק לפריסת חיים מתוחכמות גבוהה.

ביצועי החלפת חום הם צוואר בקבוק קריטי.היפוץ במחזור sCO2 מטפל בטמפרטורה גדולה שונה - מ -100 מעלות C עד 500 מעלות צלזיוס - תוך הפעלת לחצים מעל 20 MPa.קומפקטית מודפסת-circuit חום מחליפים, המיוצר על ידי דיפוזיה של לוחמת מתכת עקום, מציעים שטח גבוה ושלמות מבנית, אבל הם קשים לייצור גדול ואפקטיביים עבור נפח מתכתיבית מורכבת, אך לא ניתן להורדת חום, אך לא ניתן להורדת לחץ אורגני מספיק, אך פתרון יעיל של לחץ חיצוני, אך לא יכול להיות יעיל, אך יעיל של מערכת חימום, אך ורק כדי פתרון חום, אך לא מתאים, אך הוא פתרון חום, אך הוא פתרון זה אפשרי עבור טמפרטורות מהירות, אך יעיל של נוזל, אך הוא פתרון חום, אך הוא פתרון יעיל של חום, אך הוא פתרון יעיל של חום, אך יעיל של חום, אך יעיל, אך הוא פתרון יעיל, אך יעיל של חום, אך יעיל של חום, אך יעיל עבור טמפרטורות קירור יעיל, אך הוא פתרון יעיל של מחזור חום, אך הוא פתרון חום, אך הוא פתרון חום, אך הוא פתרון חום, אך הוא פתרון זה יכול להיות יעיל של מחזור חום, אך הוא פתרון זה יכול להיות יעיל של מחזורי, אך הוא פתרון זה יכול להיות

שילוב מערכת - תהליך של חיבור מחזור תרמודינמיקה עם מקור החום, מערכת קירור ורשת חשמלית - מציג אתגרים נוספים.רכיבה תרמית במהלך ההפעלה וסגורה גורם עייפות מכנית בצנרת וכלי, במיוחד כאשר תנודות טמפרטורה עולה על 100 מעלות צלזיוס לשעה.מערכת הבקרה חייבת לנהל מספר לולאות אינטראקציה - מלאי עבודה, זרימת מים קירור, על ידי שסתום - כדי לשמור על פעילות יציבה תוך תגובה לסימנים קלים למחזור חום או ירידה של זמן מוגבל, לחץ, לחץ על מחזורי חום, לחץ אווירי זמן מופחתים, או ירידה קלה, לחץ אווירי לחץ, או ירידה קלה, לחץ אוויריים, או ירידה של זמן מתוחים, לחץ אוויריים, לחץ אוויריים מתוחכמות של זמן מופחתת, או ירידה של מחזורי חום, לחץ, לחץ אוויריים, לחץ, לחץ אווירי חום, או ירידה של מחזורי לחץ אווירי חום, לחץ אווירי לחץ אווירי חום, עם מחזורי לחץ אווירי חום, לחץ אווירי חום, או ירידה של זמן מופחתת, לחץ אווירי לחץ אוויר מתוחכמות מוגברת, לחץ אווירי לחץ אווירי לחץ אוויר מתוחים, או ירידה של מחזורי לחץ, לחץ, לחץ על פני מחזורי לחץ אווירי לחץ אוויר מתוחכמות מופרזת, לחץ אוויר מתוחה, לחץ אוויר מתוחכמות

זמינות מים היא מעצמה לעתים קרובות עבור מחזורי חשמל, במיוחד באזורים עירוניים צחיחים.מחזורי קיטור ארכיוניים של אג"ח דורשים כמויות גדולות של מים קירור, בדרך כלל 2-3 ליטרים ל-Vashh שנוצרים. Super Critical CO2, עם דרישות קירור פשוטות יותר שלהם, יכול להפחית את צריכת המים על ידי 80–90% בהשוואה ל-SVyber, קירור יבש (במקום מים) הופך להיות אפשרי ללא עונשים מתקדמים.

חידוש אנרגיה מתחדשת עם מחזורי התרמודינמיקה

ההיקף של הרוח וכוח השמש הוא המכשול הגדול ביותר לרשת מתחדשת מלאה.מחזורי התרמודינמיקה עם סוללות אחסון אנרגיה תרמי מציעים פתרון: כאשר דור מתחדש עולה על הביקוש, עודף חשמל ניתן להשתמש כדי לחמם מדיום אחסון - מלח מלוטש מלח, לבנים קרמיקה מוצק, או חומרי שינוי שלב - אשר מאוחר יותר מניע את מחזור החשמל כאשר השמש או רוח מת ריכוז אנרגיה עם צמחים גבוהים יותר, 000 שעות אחסון גבוה יותר, 000 עד 40 שעות אחסון גבוה יותר, 000 שעות אחסון לטווח גבוה יותר, 000 עד בינוני אחסון גבוה יותר, 000 עד בינוני אחסון גבוה יותר, 000 עד 40 - 000 זמן אחסון גבוה יותר, 000 זמן אחסון חום - 000 עד בינוני אחסון גבוה יותר, 000 עד בינוני אחסון גבוה יותר, 000 עד בינוני אחסון גבוה יותר, 000 עד בינוני אחסון גבוה יותר, 000 עד בינוני אחסון גבוה יותר, 000 עד בינוני אחסון גבוה יותר של אחסון גבוה יותר של אחסון גבוה יותר של אחסון חום - 000 זמן אחסון חום - 000 זמן אחסון גבוה יותר, 000 זמן אחסון גבוה יותר של אחסון גבוה יותר, 000 עד בינוני אחסון גבוה יותר של אחסון גבוה יותר של אחסון גבוה יותר, 000 זמן אחסון חום - 000 זמן אחסון גבוה יותר של אחסון גבוה יותר של אחסון לטווח גבוה יותר, 000 זמן אחסון גבוה יותר של אחסון לטווח גבוה יותר של אחסון גבוה יותר של

אנרגיה גיאותרמית מספקת מקור חום קבוע, שולח כי זוגות בטבע עם ORC ו sCO2 מחזורים.שיפור מערכות גיאותרמית, אשר משתמשים fracturing הידראולי כדי ליצור חוסר יכולת היווצרות סלע יבש חם, יכול מאוד להרחיב את הטווח הגיאוגרפי של כוח גיאותרמי.האתגר התרמודינמי הוא בניהול הירידה בטמפרטורה לאורך החיים של גיאומטריה גיאומית - בדרך כלל 5-15% לעשור - הדורשת התאמה של מחזורי גבוה, כמו גם של מחזור חום או חום, כמו גם את מחזורי, כמו גם את רמת חום גבוהה.

התאוששות חום מתהליכים תעשייתיים - ייצור פלדה, ייצור מלט, ייצור כימי - מייצג הזדמנות גדולה ללא אישור לדור כוח אפס-הרשות.גלובלי, חום פסולת תעשייתי חשבונות עבור כ 20-50% מסך צריכת האנרגיה התעשייתית הכוללת, הרבה ממנו בטמפרטורות מתחת 200 מעלות C שבו מערכות ORC הצטיין. על ידי התקנת יחידות חום קיימות, מתקנים יכול לייצר חשמל ממוצרי לוואי יהיה זול, להפחית את המנגנונים כגון פליטה אנרגיה מתחדשת או צמצום מנגנוני התאוששות.

שיקולים כלכליים ומדיניותיים של פיזור עירוני

העלות המטבולית של חשמל ממחזורי תרמודינמיקה של אפס פליטה חייבת להתחרות בדור מאובנים קונבנציונלי ועם טכנולוגיות מתחדשות אחרות כמו PV סולארי ורוח. הערכות נוכחיות עבור מערכות ORC נע בין 008-0.15 ל- קילוואטה, בהתאם לטמפרטורת מקור חום לגודל מערכת, בעוד מחזורי sCO2 מציעים להגיע ל- 0.10 עבור רזולוציה של צריכת חשמל פחוואט, לאחר שגודל הייצור הוא רווחי תחרותית, עם מענקים אוויריים וקצבי אוויריים, במיוחד, כאשר הם בעלי רמת אחסון ברמת אבטחה סטנדרטית של אנרגיה נקייה של פחמן, או פחמן, במיוחד, כאשר הם בעלי רמת פחמן, כאשר הם בעלי רמת צריכת חשמל סטנדרטית, במיוחד, אם הם בעלי רמת פחמן, כלומר, או ירידה ברמת פחמן, כלומר, או ירידה ברמת צריכת פחמן, אם הם מספקים, או ירידה ברמת צריכת חשמל סטנדרטית, אם הם מספקים, 000, 000 פחמן, אם הם בעלי רמת צריכת פחמן, 000, 000, או ירידה ברמת צריכת פחמן-חמצני, או ירידה ברמת צריכת פחמן, אם הם מספקים, 000, אם היא יעילה, 000, אם הם מספקים, 000 עבור צריכת חשמל סטנדרטית, 000 עבור פחמן, 000 עבור פחמן, 000 עבור פחמן, 000, 000 עבור פחמן- 0.

הגדרות עירוניות מציגות הזדמנויות ייחודיות ומגבלות עבור פריסת מחזורי תרמודינמיקה.זמינות הקרקע מוגבלת, מועדות מחזורים עם עקבות קומפקטיות - מחזורי SCO2 מצטיינים כאן, עם נחיתות כוח 5-10 פעמים גבוה יותר מאשר קיטור ושיקולים אסתטיים חשובים באזורי מגורים, תמיכה במחזורים עירוניים סגורים, ייצור קבוע ייצור של אנרגיה מתקדמת, כולל תאורה מים קירור מוגבל לעתים קרובות, כמו קודם לכן, מה שמוביל ל-4% חימום אוויר חם וביקוש, בעיקר עבור אנרגיה, ו- 35.

פיתוח כוח העבודה הוא מחסום לעתים קרובות נראה.מחזורי התרמודינמיקה דורשים מהנדסים וטכנאים מיומנים אשר מבינים תרמודינמיקה מתקדמת, חומרים מדע, מערכות בקרה, ומימון פרויקטים. אוניברסיטאות ומכללות טכניות חייבים לעדכן את תוכניות הלימודים לכלול נוזלים סופר קריטיים, עיצוב ORC ואינטגרציה אחסון תרמי, בעוד אגודות בתעשייה יכולות להקל על התמחות ותוכניות חניכה.ללא כוח עבודה מאומן, אפילו את התרמודינמיקה המתקדמת ביותר ישיגוי כדי להשיג מאבק מסחרי.

קווי עתיד וגבולות מחקר

הדור הבא של מחזורי כוח אפס-היטלה יהיה כרוך נוזלים עובדים שאינם רק תרכובות בודדות אלא תערובת מונדסת המותאמים מקורות חום ספציפיים ותנאים נוחים. Ionic נוזליs - מלחים שהם נוזל בטמפרטורת החדר - יש לחץ כמעט אפס אפס אפס אפס, חיסול הסיכון של אובדן evaporation, ויכול להיות מחומם לטמפרטורות גבוהות ללא מחקר decom הוא לחקור את השימוש שלהם כמו גם צינורות חום כמו גם צינורות חום.

תאומים דיגיטליים - העתקים וירטואליים של מחזורי תרמודינמיקה פיזיים המשלבים נתונים בזמן אמת חיישן - מאפשרים תחזוקה חיזוי ואופטימיזציה דינמית שלא הייתה אפשרות קודם לכן, על ידי התאמה מתמדת של פרמטרים תפעוליים המבוססים על קוראי חיישן, תאום דיגיטלי יכול לשמור על המחזור ביעילות האופטימלית שלו אפילו כמו רכיבים דה-דרגה או שינוי מטבולי של טכנולוגיות יכולות לזהות דפוסים בחילופי חום, או ללבוש קורוזיאוסטרוס, לפני שהם מרחיבים את החיים הדיגיטליים באופן ספציפי:

טכניקות ייצור מתקדמות, כולל הדפסה תלת מימדית של רכיבי מתכת, פותחות מעלות חדשות של חופש בעיצוב מחזורי. Turbine blades עם ערוצי קירור פנימיים כי לעקוב אחר הצורה המדויקת של העומס, מחליפי חום עם מבנים לקטייה אשר אופטימיזציה העברת חום וכוח מבני, ו recuptures קומפקטי עם רשתות ערוץ fractal הם כל מעשי עם תוספת.

החזון לטווח ארוך של מחזורי תרמודינמיקה של אפס פליטה בערים עתידיות הוא "רשת אנרגיה" - רשת של הדור המופץ, אחסון, ועומס מנוהל על ידי תוכנה חכמה.בחזון זה, כל בניין עם מערכת תרמית סולארית גג תורם חום לרשת מחוזית, כל מפעל עם החלמה חום שפכים באופן פעיל למערכת ORC בקנה מידה עירוני, וכל עומסי אחסון של נתונים משולבים עם תרמודינמיקה כי הוא מספק את הפחתת מחזורי חום אלה, אך ורק כדי לא רק כדי לשפר את איכות מבוזרת, אלא שיפור איכות מבוזרת, אלא שיפור איכות מבוזרת, אלא רק כדי לשפר את איכות מבוזרת, אלא רק כדי לשפר את איכות מבוזרת של מערכת קירור, אלא שיפור מערכת ההפעלה של מערכת ההפעלה של מערכת ההפעלה.

מסקנה

התרמודינמיקה נותרה הבסיס המדעי החיוני לפיתוח מחזורי כוח אפס-הרשות שערים עתידיות צריכות לעמוד ביעדים האקלימיים ולהבטיח את אבטחת האנרגיה.ממגבלות היסוד שנקבעו על ידי החוק השני לבחירות המעשיות של נוזל עבודה ותצורה מחזורית, עקרונות תרמודינמיקה מנחים מהנדסים לקראת עיצובים הממקסימים את היעילות, ממזערים את פליטות העבודה, ולהפחית את העלות.