偶看新闻硬汉蒙多皮肤视频:原创）浮力法大规模太阳能发电方法（含液氮储能法）详解
来源：百度文库 编辑：偶看新闻 时间：2024/05/04 23:57:19
目前利用太阳能发电有两种方法：一是光伏发电法，二是光热汇聚发电法。对于光伏发电法，因其设备材料价格昂贵，所以不适合大规模利用。因此要实现大规模利用太阳能只能从光热发电方法来着手，而要实现该目的其设备必须是：廉价的普通材料（因为太阳光分布面大不集中，要大规模大范围铺设）；无须高温也能工作（因为太阳光温度不高）；能同时高效的利用其它热能或可以简单的储能（解决时间及天气的限制等）。本人经过一番思考，发明出一套设备可以同时满足以上各项要求，完全可以利用其来实现大规模利用太阳能发电。现免费提供给大家作学习研究参考所用。
首先介绍一下该设备的工作原理 ;
如（图1）在一个带有活塞的圆桶内吸入一定量的常温空气，将其下沉到水中一定的深度，由于水压的作用，水推动活塞压缩空气，当下沉到一定深度时桶内空气也被压缩到一定体积（图2），这时把空气加热，空气受热后发生膨胀，体积增大向外推动活塞，使得桶在水中的浮力增大（图3），再将该桶上浮做功直到浮出水面（图4），我们不难得出，其受热膨胀后上浮所做出的功大于下沉时所需做的功，因此完成了热功的转换过程。（注意：空气必须被压缩具有一定的压降后再加热，否则没有压降的热空气是做不了功的。）该装置正好同时利用了水的压强和浮力这两个特性来完成工作的。
具体如何取得上浮做做的功及如何将桶内的空气加热？下面讲一下具体实施方法：
取得上浮所做功的方法很简单，将成对的桶对称的固定于一个转轮上置于水中，如图5，
我们不难看出，B处因加热膨胀而浮力增大的桶上浮所做的功可以直接用来抵消A处桶下沉所需做的功，剩余的功也可以直接通过轮轴传递出去。由此可以推出轮的一边所有浮力增大的桶上浮所做出的功可以直接提供给另一边所有的桶下沉所需要的功，剩余的功通能轮轴传出。
将桶内空气加热的方法也很简单，主要有两种方法：
方法一：桶外加热法，空气并不是直接在桶内加热，而是送出桶外加热后再吸入桶内来做功的，这样不仅加热方便，而且可以流水线式的大规模集中加热，其又分为两个过程，桶内换气过程和加热空气过程。先说桶内换气过程，如图6-1；
桶上连有4个管道，分别是进常压冷气（管道1）、出常压热气（管道2）、出高压冷气（管道3）、进高压热气（管道4）。各管道分别带有使用时才打开的阀门，管3管4分别连接加热装置的两头。当桶位于水面时，从管1充入一定量的常温常压空气，然后随转轮下沉，达到一定水深后，空气被压缩所具有的压强等于加热装置内的压强时（加热装置是密封的并且里面有一定的压强），将被压缩的冷空气从管3吸入加热装置，同时从加热装置另一头经管4充入当量的也是等压的热空气，之后让其随转轮上浮，当桶被转出水面后，从管2排出已是常压的热空气，再从管1吸入一定量的冷空气，从而完成了一个换气循环。整个过程中，桶把冷气换成热气，膨胀出来的且具有一定压强的空气留在加热装置内，因此可以通过单独的转轮专门利用膨胀出来的气体做功。常温左右的空气温度增加10度，其就可膨胀出10%左右，一般加热个五六十度使其膨胀出百分之五六十就够了。
对于加热过程，因为所用的热源分布广，所以加热装置必须做成以管道连通的采热装置群来加热，可以用稍加汇聚的太阳光加热或者用地热温泉加热，也可以用燃料小火加热。以下是几种热源的加热装置示意图：
方法二：桶内加热法，用热流体流经桶内，直接在桶内加热空气，使其膨胀增加浮力来做功。具体如下：
如图6-2，桶上有一个进气口一个出气口，桶上还嵌有一个经过桶内且与桶外热源连通的管道，同样两个气口和管道也带有需要时才打开的阀门。从进气口充入一定量的冷空气（不充满，为其受热膨胀留有足够的余地），让其随转轮下沉到最底深度时，打开管道阀门，使热流体从管道经过，从而加热桶内的空气，空气受热将活塞或气囊向外推，浮力增加，当其浮出水面时，关闭热流体管道阀门，停止加热，打开进出气口阀门，充入冷空气同时吸走热空气（适当缩回活塞或气襄保持桶内空气不满），至此完成一个做功循环。该方法使用热源加热流体，再用流体流经桶内加热空气完成热功转换，是一个间接加热过程，因此这种方法比较适合温度较高的热源，如用太阳能则须尽量大的汇聚太阳光来加热。
如果用这种装置来冷凝热力发电生成的水蒸汽，只要把水蒸汽直接通入管道去加热桶内空气，既能把水蒸汽冷成水，又能充分利用水蒸汽冷成水时放出的巨大热量来做功发电，可谓是一举两得，因此该装置做热力发电厂的辅助发电装置可以大大提高燃料资源的发电效率。
具体实施
上面已经介绍了浮力法太阳能发电装置的工作原理，在实际应用中还要注意很多细节，这里也略说一二。
换气桶的设计，举例中说的是活塞推压空气，实际上可以用可升缩的气襄代替活塞，方便且密封性也好（图7）。转轮的设计，举例中说的把圆桶固定在轮上，实际中可以用一个整体的环轮，中间把它分隔开，这样可以最大限度的利用轮周的空间（图8）。转轮的安放，一个转轴上安装数个转轮，且各转轮之间桶的位置均匀偏位，这样可以最大限度的减少由于桶出水面时产生的浮力反差而造成的功耗（如图9），因为当轮1中处于水面附近的A桶和B桶转动后，B桶位置高于A桶时，B桶产生的浮力小于A桶下沉所要克服的浮力，此时该轮处于浮力反向状态，而处于轮5中A桶和B桶的位置正好相反，轮1中A桶所需要的功可以由轮5中B桶做出的功来直接抵消，因些整个轮轴上的受力仍然平衡，且轮轴上的转轮越多，这种平衡越均匀，功损耗也就越少。
太阳能的储存
虽然太阳能很充足，但太阳并不是24小时都有的，一旦太阳下山，整个太阳能发电装置将会立即停止工作，虽然可以用其它热能来继续维持运转，但最好还是能够将白天充足的太阳能储存起来，供晚上使用，以做到完全使用太阳能发电。对于如何储能，目前利用化学方法储能的技术虽然也比较成熟，但都只能小规模应用，无法用于大规模储能。因此我们只能着手于以物理方法来储能，这里我设计使用液氮来储能，因为它是空气中最多的气体，容易获取，而且液氮相对来说容易大量储放，安全简单方便。对于液氮作为能源的原理，我们平时都是利用高温向常温释放热量的过程来获得其它形式的能量，这只是利用了热量的转移过程，同样我们也可以利用低温向常温吸收热量的过程来获取其它形式的能量。使用时，直接将液氮通入到加热装置中，让其从空气中吸收热量汽化并膨胀来做功，原理同常温空气被加热膨胀做功是一样的，一体积液氮汽化到常温常压，体积膨胀约650倍左右，初步估计，一立方米的液氮通过本装置做出的功相当于200吨的水从12米高处落下所做出的功，因此液氮汽化吸热膨胀做出的功还是相当大的。当然如果用液氮来辅助煤等热力发电，可以大大提高煤的热能转换率，目前煤燃烧生成的高温废气只能直接排放掉，这就让费了很多热能，如果用煤来加热液氮做功发电，可使燃烧排出的废气温度控制到零度以下，这就让煤的热利用率高达99%以上，从而可以大大提高煤的发电量。
综上所述，整个装置的工作流程大概如下;
有光照时：冷空气从进气塔进入空心轮轴，通过轮杆进入浮力桶内，下沉被压缩后，通过轮杆经轮轴进入加热装置，被加热膨胀后，再通过轮轴经轮杆进入桶内上浮做功，最后浮出水面后排出到桶外。
无光照时：将液氮压入加热装置，使其从常温大气中吸热气化膨胀，然后通过轮轴经轮杆进入桶内上浮做功，浮出水面后排出到桶外。
如有疑问，请到本人博客留言讨论：http://cys_179.blog.163.com
http://blog.163.com/cys_179/blog/static/122780020082222580860/------------------
我就不信“中国的科技”不能强大。只有科技强大了，大米不用种了，猪肉不用养了，都可以造出来了；车子随便坐，房子随便住，电脑也能随便捡到了，一切就都会平静了！
首先介绍一下该设备的工作原理 ;
如（图1）在一个带有活塞的圆桶内吸入一定量的常温空气，将其下沉到水中一定的深度，由于水压的作用，水推动活塞压缩空气，当下沉到一定深度时桶内空气也被压缩到一定体积（图2），这时把空气加热，空气受热后发生膨胀，体积增大向外推动活塞，使得桶在水中的浮力增大（图3），再将该桶上浮做功直到浮出水面（图4），我们不难得出，其受热膨胀后上浮所做出的功大于下沉时所需做的功，因此完成了热功的转换过程。（注意：空气必须被压缩具有一定的压降后再加热，否则没有压降的热空气是做不了功的。）该装置正好同时利用了水的压强和浮力这两个特性来完成工作的。
具体如何取得上浮做做的功及如何将桶内的空气加热？下面讲一下具体实施方法：
取得上浮所做功的方法很简单，将成对的桶对称的固定于一个转轮上置于水中，如图5，
我们不难看出，B处因加热膨胀而浮力增大的桶上浮所做的功可以直接用来抵消A处桶下沉所需做的功，剩余的功也可以直接通过轮轴传递出去。由此可以推出轮的一边所有浮力增大的桶上浮所做出的功可以直接提供给另一边所有的桶下沉所需要的功，剩余的功通能轮轴传出。
将桶内空气加热的方法也很简单，主要有两种方法：
方法一：桶外加热法，空气并不是直接在桶内加热，而是送出桶外加热后再吸入桶内来做功的，这样不仅加热方便，而且可以流水线式的大规模集中加热，其又分为两个过程，桶内换气过程和加热空气过程。先说桶内换气过程，如图6-1；
桶上连有4个管道，分别是进常压冷气（管道1）、出常压热气（管道2）、出高压冷气（管道3）、进高压热气（管道4）。各管道分别带有使用时才打开的阀门，管3管4分别连接加热装置的两头。当桶位于水面时，从管1充入一定量的常温常压空气，然后随转轮下沉，达到一定水深后，空气被压缩所具有的压强等于加热装置内的压强时（加热装置是密封的并且里面有一定的压强），将被压缩的冷空气从管3吸入加热装置，同时从加热装置另一头经管4充入当量的也是等压的热空气，之后让其随转轮上浮，当桶被转出水面后，从管2排出已是常压的热空气，再从管1吸入一定量的冷空气，从而完成了一个换气循环。整个过程中，桶把冷气换成热气，膨胀出来的且具有一定压强的空气留在加热装置内，因此可以通过单独的转轮专门利用膨胀出来的气体做功。常温左右的空气温度增加10度，其就可膨胀出10%左右，一般加热个五六十度使其膨胀出百分之五六十就够了。
对于加热过程，因为所用的热源分布广，所以加热装置必须做成以管道连通的采热装置群来加热，可以用稍加汇聚的太阳光加热或者用地热温泉加热，也可以用燃料小火加热。以下是几种热源的加热装置示意图：
方法二：桶内加热法，用热流体流经桶内，直接在桶内加热空气，使其膨胀增加浮力来做功。具体如下：
如图6-2，桶上有一个进气口一个出气口，桶上还嵌有一个经过桶内且与桶外热源连通的管道，同样两个气口和管道也带有需要时才打开的阀门。从进气口充入一定量的冷空气（不充满，为其受热膨胀留有足够的余地），让其随转轮下沉到最底深度时，打开管道阀门，使热流体从管道经过，从而加热桶内的空气，空气受热将活塞或气囊向外推，浮力增加，当其浮出水面时，关闭热流体管道阀门，停止加热，打开进出气口阀门，充入冷空气同时吸走热空气（适当缩回活塞或气襄保持桶内空气不满），至此完成一个做功循环。该方法使用热源加热流体，再用流体流经桶内加热空气完成热功转换，是一个间接加热过程，因此这种方法比较适合温度较高的热源，如用太阳能则须尽量大的汇聚太阳光来加热。
如果用这种装置来冷凝热力发电生成的水蒸汽，只要把水蒸汽直接通入管道去加热桶内空气，既能把水蒸汽冷成水，又能充分利用水蒸汽冷成水时放出的巨大热量来做功发电，可谓是一举两得，因此该装置做热力发电厂的辅助发电装置可以大大提高燃料资源的发电效率。
具体实施
上面已经介绍了浮力法太阳能发电装置的工作原理，在实际应用中还要注意很多细节，这里也略说一二。
换气桶的设计，举例中说的是活塞推压空气，实际上可以用可升缩的气襄代替活塞，方便且密封性也好（图7）。转轮的设计，举例中说的把圆桶固定在轮上，实际中可以用一个整体的环轮，中间把它分隔开，这样可以最大限度的利用轮周的空间（图8）。转轮的安放，一个转轴上安装数个转轮，且各转轮之间桶的位置均匀偏位，这样可以最大限度的减少由于桶出水面时产生的浮力反差而造成的功耗（如图9），因为当轮1中处于水面附近的A桶和B桶转动后，B桶位置高于A桶时，B桶产生的浮力小于A桶下沉所要克服的浮力，此时该轮处于浮力反向状态，而处于轮5中A桶和B桶的位置正好相反，轮1中A桶所需要的功可以由轮5中B桶做出的功来直接抵消，因些整个轮轴上的受力仍然平衡，且轮轴上的转轮越多，这种平衡越均匀，功损耗也就越少。
太阳能的储存
虽然太阳能很充足，但太阳并不是24小时都有的，一旦太阳下山，整个太阳能发电装置将会立即停止工作，虽然可以用其它热能来继续维持运转，但最好还是能够将白天充足的太阳能储存起来，供晚上使用，以做到完全使用太阳能发电。对于如何储能，目前利用化学方法储能的技术虽然也比较成熟，但都只能小规模应用，无法用于大规模储能。因此我们只能着手于以物理方法来储能，这里我设计使用液氮来储能，因为它是空气中最多的气体，容易获取，而且液氮相对来说容易大量储放，安全简单方便。对于液氮作为能源的原理，我们平时都是利用高温向常温释放热量的过程来获得其它形式的能量，这只是利用了热量的转移过程，同样我们也可以利用低温向常温吸收热量的过程来获取其它形式的能量。使用时，直接将液氮通入到加热装置中，让其从空气中吸收热量汽化并膨胀来做功，原理同常温空气被加热膨胀做功是一样的，一体积液氮汽化到常温常压，体积膨胀约650倍左右，初步估计，一立方米的液氮通过本装置做出的功相当于200吨的水从12米高处落下所做出的功，因此液氮汽化吸热膨胀做出的功还是相当大的。当然如果用液氮来辅助煤等热力发电，可以大大提高煤的热能转换率，目前煤燃烧生成的高温废气只能直接排放掉，这就让费了很多热能，如果用煤来加热液氮做功发电，可使燃烧排出的废气温度控制到零度以下，这就让煤的热利用率高达99%以上，从而可以大大提高煤的发电量。
综上所述，整个装置的工作流程大概如下;
有光照时：冷空气从进气塔进入空心轮轴，通过轮杆进入浮力桶内，下沉被压缩后，通过轮杆经轮轴进入加热装置，被加热膨胀后，再通过轮轴经轮杆进入桶内上浮做功，最后浮出水面后排出到桶外。
无光照时：将液氮压入加热装置，使其从常温大气中吸热气化膨胀，然后通过轮轴经轮杆进入桶内上浮做功，浮出水面后排出到桶外。
如有疑问，请到本人博客留言讨论：http://cys_179.blog.163.com
http://blog.163.com/cys_179/blog/static/122780020082222580860/------------------
我就不信“中国的科技”不能强大。只有科技强大了，大米不用种了，猪肉不用养了，都可以造出来了；车子随便坐，房子随便住，电脑也能随便捡到了，一切就都会平静了！