Treść książki
Przejdź do opcji czytnikaPrzejdź do nawigacjiPrzejdź do informacjiPrzejdź do stopki
1.Wprowadzenie
13
TGiTPprzedstawionychnarysunku1.1.Sumatychpóljestjednakzdecydowaniemniejsza
odpolaobieguCarnota,które,jakjużwyżejzaznaczono,jestpolemprostokątanaryso-
wanegonatymrysunkuliniąkreskową.Sprawnośćnettohierarchicznychsilników
gazowo-parowychprzewyższajużnawetwartość60%(sprawnośćteoretycznegosilnika
Carnota,wzór(2.5),dlatakiejsamejtemperaturyT
g,jaktemperaturaspalindoprowa-
dzonychtoturbinygazowej(rys.1.1)wynosiok.85%).Wartoprzytymzaznaczyć,
żeciśnienieparywhierarchicznychsilnikachgazowo-parowychwynosizaledwieok.
5,5-10MPa,aniejaknaprzykład28MPawblokachnaparametrynadkrytycznepary
świeżej,wktórychrealizowanyjestwyłącznieobiegClausiusa-Rankine’a.Sprawność
bruttowytwarzaniaelektrycznościwtychnadkrytycznychobiegachClausiusa-Rankine’a
dochodzidook.50%,nettook.46%.Blokiteosiągnęłyjużjednakkresmożliwości
swojegodalszegorozwoju.Jedynieparametrysupernadkrytyczne(temperaturaiciśnie-
nieparyświeżejmusiałybywówczasdochodzićdo720°Ci35MPa)byłybywstanie
zwiększyćtęsprawność.Zwiększenietowynosiłobyjednakzaledwiekilkapunktów
procentowych.Jakdotejporyniemastali,którebyłybywstanie„wytrzymać”takduże
wartościparametrów.Wyczerpaniesięmożliwościrozwojutechnologiinadkrytycznej
niejestjednakzarzutem.Wręczodwrotnie,świadczyoosiągnięciuprzeztętechnologię
doskonałościtechnicznej.
Fundamentalnymograniczeniemsprawnościwytwarzaniaelektrycznościwsilnikach
mechanicznychjest,zgodniezIIzasadątermodynamiki(jednymzjejsformułowań
jestwzór(2.5)),niemożliwośćzamianyciepłanapracęmechanicznąw100%.Gdy
zatemzłańcuchaprzemiantermodynamicznychzachodzącychwprocesiewytwarza-
niaelektrycznościusuniesięprzemiany,wktórychzachodzązamianaciepłanapracę
mechaniczną,awięcgdyenergięchemicznąpaliwabezpośredniozamienisięnaenergię
elektryczną,tj.zpominięciem„gorsetuCarnota”,toteoretycznasprawnośćwytwarzania
elektrycznościbędziewówczaswynosić100%.Matomiejscewogniwachpaliwowych,
którychsprawnośćosiągaobecniewartościpowyżej70%.Wprzypadkuwykorzysty-
waniawogniwachjakopaliwawodorunależałobyjednakwtejsprawnościuwzględ-
niaćsprawnośćenergetycznąjegowytwarzania,cowrachunkuskumulowanegozużycia
energiiznacznieobniżyłobysprawnośćogniw.Bardzoważnejestzatem,comamiejsce,
dalszerozwijanieichtechnologii,byuzyskaćjeszczewyższąichsprawność,boprze-
strzeńod70do100%jestjeszczeduża.Kolejnąistotnązaletąogniwsąichmałegabaryty
wporównaniuzsilnikamimechanicznymiprzytejsamejmocyelektrycznej.Zuwagi
napowyższewrozdziale5przedstawionoanalizętermodynamicznąiekonomiczną
produkcjiwodoruwprocesieelektrolizywodywukładziezhierarchicznymsilnikiem
gazowo-gazowym(rys.5.1)orazwcelachporównawczych-wewszystkichpozosta-
łychbędącychobecniedodyspozycjitechnologiachenergetycznych.
Możliwesąjeszczesilnikimechanicznegazowo-parowequasi-hierarchiczne,tj.sil-
nikidwupaliwowe,wktórychwprzeciwieństwiedosilnikówhierarchicznychpaliwo
jestdoprowadzanedoobuobiegów.DoobieguJoule’ajestdoprowadzanygazziemny,
doobieguClausiusa-Rankine’awęgiel[2,3,8].Sprawnośćbruttosilnikówdwupaliwo-
wychprzekraczanawetwartość50%przypracyczęściparoweji,coważne,zpodkry-
tycznymiparametramiparyświeżej,awięcjestporównywalnazesprawnościąwspomnia-
nychpowyżejblokówparowychrealizującychwyłącznieobiegClausiusa-Rankine’a
