V Německu teď provozují největší umělé Slunce na světě. Před pár dny tam spustili zařízení, s nímž testují nové technologie výroby paliv šetrných vůči klimatu. Bohužel to zatím není fúzní reaktor, jak by někdo mohl čekat. Ve skutečnosti jde o ohromné svítidlo pojmenované „Synlight“, které se skládá ze 149 výkonných xenonových obloukových reflektorů. Taková světla se používají například v kinech, kde simulují přírodní sluneční září, která bývá v Německu nedostatkovým zbožím.
Zařízení v německém Juelichu, asi 30 kilometrů západně od Kolína nad Rýnem, mají na starosti vědci Německého střediska pro letectví a kosmonautiku (DLR). Když soustředí záři všech reflektorů na plošku o rozměrech 20 krát 20 centimetrů, tak tím dosáhnou záření, které odpovídá 10 000-násobku běžného množství slunečního záření, dopadajícího na plošku této velikosti. Takovým mohutným zářením vznikne výheň o teplotě až 3 tisíce stupňů Celsia. Vedoucí Institut pro solární výzkum Bernhard Hoffschmidt a jeho spolupracovníci pak v této výhni testují nové technologie pro výrobu vodíku.
Mnozí odborníci věří ve vodík jako v palivo budoucnosti. Když vodík spálíte, tak se přitom neuvolní žádná sloučenina uhlíku, nýbrž pouze vcelku oblíbená voda. S vodíkem to ale není úplně jednoduché.
Je to sice daleko nejběžnější prvek ve vesmíru, na Zemi je ovšem vodík jako prvek docela vzácný. Aby se mohl stát palivem, je ho nejprve nutné nějakým způsobem získat. Jednou z možností je rozložení molekul vody, čímž vznikne kyslík a vodík. Běžně se k tomu využívá elektrolýza vody, k čemuž je zapotřebí elektrický proud. Hoffschmidt s kolegy doufají, že se jim povede elektřinu z celého procesu vynechat tím, že použijí velké množství slunečního záření. Zařízení Synlight má v tuto chvíli výkon 350 kW.
Aby bylo možné tímto způsobem vyrábět elektřinu v průmyslovém měřítku, tak vědci budou muset pořídit ještě tak asi desetkrát vyšší výkon. Experti odhadují, že by to mohlo trvat tak asi jedno desetiletí, pokud takový výzkum najde oporu v průmyslu. Konečným cílem je samozřejmě využití solární energie. Postavit experiment Synlight přišlo daňové poplatníky asi na 3,5 milionů euro a k provozu po dobu 4 hodin spolyká tolik elektřiny, jako dům se čtyřčlennou rodinou za celý rok. Rozhodně by bylo lepší brát energii od Slunce.
Hoffschmidt připouští, že ani vodík není jako palivo zcela bez problémů. Mimo jiné je úžasně výbušný, jak by jistě dosvědčila nacistická vzducholoď Hindenburg. Zároveň lze ale vodík smíchat s oxidem uhelnatým z obnovitelných zdrojů, čímž by mohl vzniknout například šetrný kerosen pro leteckou dopravu. A zajímavých aplikací vodíků je pochopitelně mnohem víc.
Video : Scientists Create Artificial Sun to Generate Clean Energy
Literatura
New Atlas 24. 3. 2017.
Nová termosolární megaelektrárna v Arizoně
Autor: Stanislav Mihulka (14.10.2013)
Průlomový solární článek vyrábí palivo z oxidu uhličitého a slunečního záření
Autor: Stanislav Mihulka (02.08.2016)
Co nám současný podzim říká o možnostech německé Energiewende
Autor: Vladimír Wagner (11.11.2016)
Diskuze:
Zrůdné plány vědců z Německého střediska pro letectví a kosmonautiku v Penemuende prošly oponenturou a jsou po vědeckém ekonomickém vyhodnocení schváleny
Josef Hrncirik,2017-04-02 08:45:54
Intern.J.of.Hydrogen Energy 34(2009)4256-4267
Náklady: eurocenty na 1 kg vodíku
Klasická (neekologická) reformace methanu vodní parou 3,6 - 7,7
Solar Biomass gasification (Facebook i Google to odmítá brát v češtině) 3,2 -13
Dr.Goebels v textu a tabulkách hbitě přeskakuje mezi kgH2 a kWhH2 a tím snadno uvede málo zakoncentovaného laskavého naivního čtenáře v 18ti násobný až 36 násobný omyl při dobývání si svých kWhH2 v cele plné paliva
Josef Hrncirik,2017-04-02 13:43:52
V tab. má být pochopitelně místo nekompromisního važitelného: /kg H2
metafyzikálně optimistických: /kWhH2
Dosáhli němečtí vědci u Xe světlometů účinnosti 21% nebo jen dokázali zvýšit spotřebu německého RD na 20 MWh ročně?
Josef Hrncirik,2017-03-31 07:25:26
Sidlo DLR
Karel Marsalek,2017-03-29 15:09:21
Sidlo DLR neni v Berline, jak sugeruje obrazek v clanku, nybrz v Koline nad Rynem. http://www.dlr.de/dlr/desktopdefault.aspx/tabid-10443/637_read-251/#/gallery/8570
V Jülichu je jen "Aussenstelle", kde Institut für Solarforschung http://www.dlr.de/sf/ (take se sidlem v Koline n.R.) ma od 23.3. 2017 k dispozici "Umele Slunce" Synlight: http://www.dlr.de/dlr/presse/desktopdefault.aspx/tabid-10172/213_read-21807/#/gallery/26638
DLR Kolin a Jülich deli vzdalenost asi 70 km.
Karel
Re: Sidlo DLR
Josef Hrncirik,2017-04-02 21:33:57
Sluneční pec je v Cologne (Kolíně).
Na obr. 2 se nejspíše montují do porézního reaktoru z pěny SiSiC za okénkem z taveného křemene pro nasvícení a vypaření koncentrované H2SO4 a rozklad par při 1200°C.
Hrozně potřebují mít tlak 0,7 MPa a pokud možno to hnát rovnou do turbíny, aby rovnováha ihned zamrzla a zůstalo tam pokud možno alespoň cca 50% S čtyřmocné.
Proruský sci-hub otevře 10.1016/j.ijhydene.2010.01.066 , kde je sírojodový S-I
termochemický cyklus výroby vodíku dobře popsán.
V optimalizované velkovýrobě H2 z tepla vysokoteplotního jaderného reaktoru 1 kWh tepla za 0,38 Kč (solární koncentrák by byl na věži vysoké 200-300m nejspíš na Sahaře)
by kg H2 stál 5 doláčů (teoretických 31 kWh ve vodíku za 5 peněz).
To je cca 4,- Kč/ nanejvýš 1 kWh.
Prý to nebude nikdy méně než 3,3-2,6 Kč/kWhˇˇ
Sluneční lázně a H2SO4 sauna a bazének zdarma.
Nacistická vzducholoď
Richard Malaschitz,2017-03-29 13:28:18
Vzducholoď nepatrila nacistom ale patrila súkromnej firme a bola urobená ešte pred nástupom Hitlera k moci. Nacisti si ju ale prenajali na niekoľko dní pre propagandistické účely a aj zaplatili za pomaľovanie svastikou. Samotný majiteľ firmy k nacistom nebol príliš naklonený a odmietol pomenovať novú vzducholoď po Hitlerovi a pomenoval ju po bývalom prezidentovi.
V článku aj vo videu nie je vôbec naznačené aký fyzikálny alebo chemický proces má zabezpečiť výrobu vodíku.
Vodík je mrtev
Jan Omasta,2017-03-29 13:27:55
Kdo řekl, že se při spálení paliva nemá uvolnit žádná sloučenina uhlíku? Vodík je odepsaný a nikdo ho nevskřísí. Zvláště nyní, co Trump podepsal dekret, kterým ruší měření uhlíkové stopy.
Palivové články mohou fungovat i na metan, etan, metanol, etanol, svítiplyn. Palivo budoucnosti musí být palivo, které se dá snadno převážet a dopravovat a může vznikat i v solárních článcích, i z biomasy.
Re: Vodík je mrtev
Alexandr Kostka,2017-03-31 12:38:51
Bioomasa (bioplyn, bionafta atd) jsou ukázkou, jak se původně výborná myšlenka zvrhla dotací ve zrůdnost. Konkrétně tžeba ty bioplynky. Původní myšlenkou bylo, že se do vyhnívací nádrže nahází hnůj a organický odpad, načež se poměrně rychle rozloží na kvalitní humus a člověk z toho ještě bude mít nějakou tu elektřinu a teplo. Potud paráda a opravdu zcela eko. Jenže nastoupily dotace a bioplynka následně nevezme hnůj (protože je málo vydatný) zato polyká tuny kukuřice, extra pěstované jen na shnití. A to je zvěrstvo nejvyššího ražení. Totéž platí o spalovnách s generátory, kde se mafii vyplatí dovážet odpad klidně i víc než 100 kilometrů atd. Tedy finančně vyplatí, ale co chudák planeta? A ještě ve větší míře to platí o solárních panelech. Ano, slunce je "eko" zdroj. Třeba když je pár panelů na střeše u bazénu. Duálních, čili produkují jak teplo tak elektřinu. Teplo se spotřebuje na ohřev vody, elektřina zabezpečí chod filtrace, osvětlení atd. To je naprosto fajn, ale jakmile je z toho FVE, plocha kolik hektarů, kde je tráva zalita pesticidy )aby nestínila a konstrukce pod panely nehnila), kde se teplo nijak nevyužívá a odkud jse elektřina přes rozvody vysokého napětí, stává se z toho jen dotační lumpárna a planeta trpí.
trochu divné
Petr Petr,2017-03-29 10:17:49
Zařízení Synlight spotřebovává energii (na ty xenonové výbojky) a nikoli vyrábí. Tudíž vůbec není ekologické. Asi hodlají zkoumat, jak světelně/elektricky rozložit vodík a (se ztrátami) tak uskladnit energii. Nepoužívají ale sluneční elektrárnu
https://en.wikipedia.org/wiki/Solar_power_tower
ale umělé elektrické Slunce, aby to odzkoušeli. Je to asi dobré jen v tom případě, pokud vodík nebude použit přímo jako spalované palivo. Pokud se z toho vodíku bude vyrábět zase elektřina, tak je to plýtvání (neefektivní). Elektřinu lze v článcích skladovat efektivněji.
Re: trochu divné
Pavel Hudecek,2017-03-29 12:37:36
Jedná se o výzkumné zařízení simulující sluneční pec. Pokusy na něm se dělají poněkud snadněji, než na reálné peci se spoustou zrcadel, která musejí sledovat slunce na obloze, ... a vůbec je okolo toho monstra vlastně tolik práce, že na nějaký výzkum praktického využití skoro nezbyde čas:-)
Takhle je možné snadno vyzkoumat, jak později reálné sluneční pece používat a tedy i jak mají být koncipované, aby využít šly. Přeci jen je snazší přeskupit reflektory v hale, než rozebrat celý zrcadlový systém někde v poli, odvést na vhodnější pozemek, ...
extrémna elektrolýza
Bluke .,2017-03-29 10:07:00
čo tak v tom reaktore vode zvýšiť tlak napr.100bar , extemne zohriat na paru 800 °C, a použiť vysokofreqvencnu jednosmernú PWM elektrolyzu 1420 Mhz , urychli to rozklad vody? a hlavne energeticke náklady na výrobu.
Pokial viem tak vyroba a skladovanie vodika je dost ekonomicky nevyhodne , na to aby sa používala výroba vo veľkom. Skrátka energia vložená na rozklad vody je vačšia, ako energia vydaná pri spaľovaní vodíka.
Extrémně nepřesné údaje z Německého středika pro letectví a kosmonautiku. Je to 350 kW ve slunečním spektru, nebo je tam více IR, nebo je to jen příkon? Podejte vysvětlení (zlepšete svůj výkon)!
Josef Hrncirik,2017-03-29 10:19:28
Oproti WWII 1% u obloukovek, již Xe světlomety mají účinnost 7% a vyžadují ostré vyzloušení. Zbytek mizí trochu v IR, ale hlavně v chlazení W anody. Životnost 500 h.
Josef Hrncirik,2017-03-29 13:32:35
Zdá se, že 1 reflektor žere 35 kW, do chlazení musí 31 kW, celá divergence paraboly cca 1°, oblast Xe oblouku je velká cca 5 mm; Celé posvícení žere cca 5 MW
Josef Hrncirik,2017-03-29 17:11:51
Re: extrémna elektrolýza
Pavel Hudecek,2017-03-29 12:42:05
Rozklad vody je opakem slučování O+H, takže je logické, že se na něj spotřebuje nejméně tolik energie, co se pak dá získat spálením. S tím nic nenaděláte.
Ale bylo by samozřejmě lepší, kdyby přímý solární generátor vodíku měl účinnost třeba 40 %, než když se elektrolýza se 70 % bude živit FV panelem s účinností 15 %:-)
Zajímavé
Josef Šoltes,2017-03-29 08:40:17
Fascinují mne podobné snahy o výrobu vodíku, když zatím v podstatě není vyřešeno to hlavní, a to je jeho energeticky úsporné skladování beze ztrát a hlavně levně. Aby bylo možné vodík rozumně používat v autech apod., je třeba ho extrémně stlačovat a zkapalňovat. A už jen tento samotný úkon znamená energetickou ztrátu ve výši 30–50 %.
Re: Zajímavé
Josef Hrncirik,2017-03-29 08:53:45
Prostě připraví třaskavý vodní plyn při teplotě 3000°C ať již fotolýzou či pyrolýzou a dostanou prémie.
Buď ho při této teplotě rozdělí na složky a využijí jejich tepelné a chemické energie a dostanou další premie,
nebo se jim to při chlazení sloučí na vodní páru, kterou poženou do turbíny a dostanou další premie.
Vyrobenou elektřinou by mohli elektrolyzovat vodu a dostat další premie.
Re: Zajímavé
Richard Malaschitz,2017-03-29 13:16:58
Toto už Hyundai využíva komerčne: http://www.hybrid.cz/hyundai-otevre-novou-cerpaci-stanici-na-vodik
Re: Re: Zajímavé
Josef Hrncirik,2017-03-29 13:54:45
Při použití velmi levného tepla z vysokoteplotního nukleárního reaktoru a přípravě vodíku použitím sírového a jodového cyklu se uvažuje pokles ceny vodíku na 60% ceny elektrolytického. To nejspíš stále nestačí.
V solární peci by museli ohřívat proudy obou cyklů a následně separovat a čistit produkty.
Malá chemická továrna s elektrárnou.
Re: Re: Zajímavé
Jan Novák9,2017-04-01 08:21:59
Dotovane vyuziti neni komercni. Auto na vodik ma stejnou nebo vyssi spotrebu energie jako helikoptera.
Re: Zajímavé
Florian Stanislav,2017-03-30 00:04:29
Nerozumím formulaci:"Zároveň lze ale vodík smíchat s oxidem uhelnatým z obnovitelných zdrojů, čímž by mohl vzniknout například šetrný kerosen pro leteckou dopravu"
Letecký petroleje se označuje jako kerosin. Jako jiné uhlovodíky může vznikat oxonací, to je chemickou REAKCÍ směsi CO + H2. Oxid uhelnatý z obnovitelných zdrojů je snad CO z CO2, což je spojeno s dodáním energie, protože spálením CO vzniká CO2 + energie. 2CO(g) + O2 (g) = 2CO2(g), delta H -482 kJ.
Cesta k takovému ekologickému kerosinu je tedy založena na dvou energetických ztrátách : rozkladu vody a konverze CO na CO2. Vychází se zřejmě z využití nadbytečné elektřiny z fotovoltaiky v době plného slunečního svitu. Než použití vodíku v autech je zřejmě lepší cokoliv, tedy i syntéza benzínu nebo kerosinu.
350 nacistických kW na T-90, natož na Abrams nestačí. Archimedes to používal pouze proti nechráněné, dočasně živé síle.
Josef Hrncirik,2017-03-29 07:10:27
Xenonové sluníčko.
Vlastislav Výprachtický,2017-03-29 06:14:14
Využití slunečních koncentrátorů bude rozhodně levnějsí, rovněž laserové techniky.
Re: Xenonové sluníčko.
Jan Turoň,2017-03-29 18:08:55
Na první pohled jsem vaši větu přečetl jako "využití slunečních koncentráků". Myslím, že se to Němcům bude hodit také jako řešení uprchlické krize (Holocaust 2.0).
Re: Re: Xenonové sluníčko.
Pavel Foltán,2017-03-29 21:18:24
to mi připomnělo vtip
Muslimové přeběhnou hranici z Čech do Německa a začnou tancovat, zpívat, jásat …
Jde okolo stará babička a ptá se: "Chlapci, copak to slavíte?"
A jeden muslim odpoví: "Slavíme a radujeme se, že už nás muslimů žije tady v Německu 8 milionů, babo!!!"
Babka se zamyslí a povídá: "Já bych se tak neradovala, mládenci, ono to není až zas tak dávno, co tady žilo víc jak 10 miliónů židů."
Re: Re: Re: Xenonové sluníčko.
Jan Novák9,2017-04-01 08:27:25
Mozna prijde cas ukazat popiracum holokaustu malou rekonstrukci?
Re: Re: Re: Re: Xenonové sluníčko.
Jan Novák9,2017-04-01 08:30:58
Muslimove ale neprijdou sami...
... ledaze by reklama slibila 72 panen po registraci a sprse...
... jenom by nad branou muselo byt napsane "Paradise" misto "Arbair Macht Frei"...
Kde udělali soudruzi z NDR chybu?
Josef Hrncirik,2017-04-01 19:19:39
Vůdce vyžaduje maximálně ekologicky šetrné, avšak účinné spalovny.
V ohništi sluneční lázně (peci slunečního koncentráku) lze dosáhnout ekonomicky i ekologicky teploty povrchu Slunce 6000°C, při které se taví či vypařuje každý materiál.
Proč však vědcové nejsou schopni tutu teplotu udržet po všechny 3 směny?
Nedokáží se sami dostatečně zkoncentrovat na konečné řešení?
Re: Xenonové sluníčko.
Alexandr Kostka,2017-03-30 09:51:55
A) jestli. Zdaleka by to nebyla první technologie, která vypadá slibně a na jejíž vývoj dojdou penízky, přestane být politický zájem, nebo se prostě objeví něco jiného, lepšího a nebude důvod dodělávat toto.
B) až. Tohle je zatím jen model, jak by to mělo teoreticky fungovat, zatím s náhradním zdrojem energie. Než na základě dat z něj budou schopní postavit a odladit malý provoz zahřívaný skutečně sluncem a než na základě dat z něj budou moci dělat velké, uplyne kolik let.
C) V Německu nepoužitelné. Stejně jako v ČR. Podíl dní, kdy od rána do večera praží nonstop slunce a takováto technologie by byla pořádně využita je malý až směšný. Na rozdíl od FVE či panelů na teplou vodu toto nedovede využít rozptýlené světlo. Buď plný osvit, nebo nic. (Ačkoliv pseudozelení to klidně postaví v rámci zelené energie i na Islandu)
D) A i v nejlepším případě, s teoretickou účinností 100% to stále naráží na ten drobný detail, že slunce na tuto planetu svítí pěkně, ale pro energetické účely málo. S že ej takový zdroj nestabilní a nespolehlivý. Jaderná elektrárna zabere 1km2. Aby toto poskytlo podobný výkon, zabere to nějakých 200 nebo 300 km2 zastavěných zrcadly a věžemi.
E) a v neposlední řadě odolnost. Jak jaderné, tak tepelné a i vodní elektrárny snáší docela dobře ošklivé počasí. Vítr jim nevadí, bouřka jim nevadí, kroupy jim relativně nevadí. Toto? Křehká zrcadla a zranitelné věže? Vítr a bouřka to oškubou, kroupy rozmlátí..
Neříkám, že jde o nesmysl. Docela bych si dovedl představit, jak za vesnicí postaví dva hektary zrcadel a následně vodíkem z toho pohání krásně zelené traktory. Jenže to opravdu stačí tak na pohon těch pár traktorů na vsi. V žádném případě to nezásobí ani město, natož průmysl. Takže v žádném případě nejde o "technologii, která zachrání svět".
PS: a vsadil bych se, že to navíc bude podstatně dražší než nafta, nebo prostě ten kus pole osít řepkou a nechat ty traktory jezdit na olej.
Re: Re: Xenonové sluníčko.
Jiří Kocurek,2017-03-31 17:02:19
Pokud ovšem v celém řetezci pole>řepka>meřo>traktor>pole bude řepkového oleje přebytek.
Diskuze je otevřená pouze 7dní od zvěřejnění příspěvku nebo na povolení redakce
