Onderzoekers ontwikkelen stoomgenerator op zonne-energie
Medewerkers van de Rice-universiteit in de Verenigde Staten hebben een methode ontwikkeld om water met behulp van zonne-energie in stoom om te zetten. De methode, waarbij nanodeeltjes voor de warmteontwikkeling en stoomvorming zorgen, heeft een hoog rendement.
De techniek kan gebruikt worden om energie op te wekken met behulp van stoom, maar zou bovendien een rol kunnen spelen bij het zuiveren van water. Door nanodeeltjes met water in contact te brengen en in zonlicht te plaatsen, wordt zonlicht omgezet in warmte. Die warmte wordt direct aan het water afgegeven, waarbij op het contactgebied tussen nanodeeltjes en water stoom ontstaat. De 'zonne-stoomcellen' werken daarmee anders dan normale thermische zonnepanelen; daarmee wordt water langzaam opgewarmd.
Het rendement van de Rice-zonnecellen zou met 24 procent zeer hoog zijn. Dat komt doordat de warmte die door de nanodeeltjes uit het zonlicht wordt opgevangen, zeer lokaal aan het water wordt afgegeven. De temperatuur die daarbij wordt ontwikkeld is zo hoog dat direct stoom ontstaat, zelfs in koud water.
De geproduceerde stoom kan gebruikt worden om elektriciteit op te wekken. Omdat de zonneboilers zo compact zijn, zouden ze echter eerder ingezet kunnen worden als autoclaaf om medische instrumenten te steriliseren, of om water te zuiveren.
Reacties (38)
Doorontwikkelen tot een 'commercieel' product, het liefst voor de prijs van een pallet gebotteld drinkwater. dan hoeft --VoegWillekeurigeHulporganisatieIn-- maar een keer zo'n apparaat te doneren, in plaats van elke maand een pallet water. Het zou in een klap een einde betekenen aan heel veel problemen in de wereld die, nu al, ontstaan door een tekort aan (drinkbaar) water.
Cool! Dit begint er op te lijken qua efficientie!
Ik snap niet waarom de focus bij apparaten op zonne-energie altijd op het rendement ligt.
Het is opzich wel handig dat je minder oppervlakte nodig hebt voor je zonnepanelen/zonneboiler/ stoomgenerator, maar het lijkt me belangrijker wat je voor ervoor moet betalen en hoeveel watt er uit komt.
Het is opzich wel handig dat je minder oppervlakte nodig hebt voor je zonnepanelen/zonneboiler/ stoomgenerator, maar het lijkt me belangrijker wat je voor ervoor moet betalen en hoeveel watt er uit komt.
Rendement en kostprijs zijn toch met elkaar verbonden?
Als ik 1 liter benzine heb en ik wil die energie via een verbranding omzetten naar kinetische energie verlies je pakweg 70% aan warmte en andere mechanische verliezen. Slechts 30% van de originele potentiële energie kan gebruikt worden.
Stel 1liter = 1euro en je kan de verliezen beperken tot 50%, dan heb je toch meer energie voor dezelfde hoeveelheid brandstof? = meer energie per euro = goedkoper.
Rendement is waar alles om draait.
Als ik 1 liter benzine heb en ik wil die energie via een verbranding omzetten naar kinetische energie verlies je pakweg 70% aan warmte en andere mechanische verliezen. Slechts 30% van de originele potentiële energie kan gebruikt worden.
Stel 1liter = 1euro en je kan de verliezen beperken tot 50%, dan heb je toch meer energie voor dezelfde hoeveelheid brandstof? = meer energie per euro = goedkoper.
Rendement is waar alles om draait.
Nee, in dit geval niet. De "brandstof" is immers gratis: zonneergie.
Het is ontzettend leuk dat dit systeem een hoog rendement heeft, maar als het apparaat daarmee tien keer zo duur is als een apparaat met een lager rendement (die dus wat groter moet zijn voor dezelfde effectieve energieopbrengst), so what?
Het interessante voor toepassingen is niet het percentage invallend zonlicht dat gebruikt kan worden voor de opwekking van energie, maar de kosten per opgewekte bruikbare joule energie.
Het is net als met zonnepanelen. Er zijn ontzettend efficiente panelen op de markt. Die kosten alleen een vermogen, en zijn daarmee alleen interessant voor heel specifieke toepassingen zoals in de ruimtevaart waar het omhoogbrengen van een extra kilo panelen een vermogen kost. Op je dak boeit het een stuk minder, en kunnen dat soort efficiente panelen dus niet uit omdat ze simpelweg te duur zijn voor de energie die ze opleveren.
Zelfs als de "brandstof" niet gratis was zoals in jouw voorbeeld, is de prijs van de motor ook nog altijd relevant. Leuk dat je een motor kan bouwen die absurd efficient is, maar als die motor vervolgens een veelvoud extra kost van wat je in de levensduur van de auto zou besparen aan benzine, dan is het nog altijd geen goede investering.
Het is ontzettend leuk dat dit systeem een hoog rendement heeft, maar als het apparaat daarmee tien keer zo duur is als een apparaat met een lager rendement (die dus wat groter moet zijn voor dezelfde effectieve energieopbrengst), so what?
Het interessante voor toepassingen is niet het percentage invallend zonlicht dat gebruikt kan worden voor de opwekking van energie, maar de kosten per opgewekte bruikbare joule energie.
Het is net als met zonnepanelen. Er zijn ontzettend efficiente panelen op de markt. Die kosten alleen een vermogen, en zijn daarmee alleen interessant voor heel specifieke toepassingen zoals in de ruimtevaart waar het omhoogbrengen van een extra kilo panelen een vermogen kost. Op je dak boeit het een stuk minder, en kunnen dat soort efficiente panelen dus niet uit omdat ze simpelweg te duur zijn voor de energie die ze opleveren.
Zelfs als de "brandstof" niet gratis was zoals in jouw voorbeeld, is de prijs van de motor ook nog altijd relevant. Leuk dat je een motor kan bouwen die absurd efficient is, maar als die motor vervolgens een veelvoud extra kost van wat je in de levensduur van de auto zou besparen aan benzine, dan is het nog altijd geen goede investering.
Hoeveel iets kost is in sterke mate afhankelijk van hoever het is door ontwikkeld en op welke schaal het geproduceerd wordt. In het onderzoeksstadium zijn dit soort dingen nog totaal onduidelijk en kan er vaak nog niks zinnigs over gezegt worden. Het rendement is echter wel te berekenen en is een goede indicatie van de potentie van een techniek (en dus hoe interessant het is om geld te steken in die ontwikkeling).
Een goed voorbeeld is de lithium-ion batterij. De eerste experimenten met batterijen met lithium werden in de jaren 70 gedaan en sinds 1991 zijn ze commercieel beschikbaar, maar pas in 2004 kwam de grote technische doorbraak waardoor ze nu standaard zijn in bijna alle draagbare electronica.
Een goed voorbeeld is de lithium-ion batterij. De eerste experimenten met batterijen met lithium werden in de jaren 70 gedaan en sinds 1991 zijn ze commercieel beschikbaar, maar pas in 2004 kwam de grote technische doorbraak waardoor ze nu standaard zijn in bijna alle draagbare electronica.
Dit kan misschien voor een opkrikkertje zorgen binnen de zonne panelen markt want die heeft het het voorbij jaar zwaar te voorduren gehad.
Ik zou toch graag gezien hebben waar de efficiëntie nu werkelijk vandaar komt. Het is nu een erg vaag verhaal.
De voordelen die genoemd worden zijn natuurlijk erg interessant maar een uitleg hoe het werkt zou mooi zijn.
Het verhaal dat je stoom kan maken zonder water to koken kan natuurlijk niet. Stoom is water boven de 100°C (bij atmosferische druk).
Dat je stoom produceert in een bakje ijswater betekend alleen dat je lokaal het water aan het koken bent.
Ik wil wel eens horen wat het verschil is als je in dat buisje water en roet doet (ook mooie zwarte nanodeeltjes)
De voordelen die genoemd worden zijn natuurlijk erg interessant maar een uitleg hoe het werkt zou mooi zijn.
Het verhaal dat je stoom kan maken zonder water to koken kan natuurlijk niet. Stoom is water boven de 100°C (bij atmosferische druk).
Dat je stoom produceert in een bakje ijswater betekend alleen dat je lokaal het water aan het koken bent.
Ik wil wel eens horen wat het verschil is als je in dat buisje water en roet doet (ook mooie zwarte nanodeeltjes)
Helemaal mee eens. Elk totaal zwart object neemt een groot deel van de lichtenergie in zich op. Wat ze hier doen is het lokaal zo heet maken dat het lokaal stoom wordt. Maar die stoombolletjes moet je wel uit het water krijgen zonder dat ze opgaan in de rest van het water dat nog "koud" is. Dat lukt volgens mij alleen als je een zeer dun laagje water toepast. En dan krijg je toch snel opschaalproblemen.
Ook vraag ik mij af hoe lang die nanodeeltjes blijven werken als je vuil water schoon wilt maken door het te verdampen. Dat laat heel veel troep achter en daar gaan je nanodeeltjes.
In het originele artikel zeggen ze ook “It does not require acres of mirrors or solar panels. In fact, the footprint can be very small. For example, the light window in our demonstration autoclave was just a few square centimeters.” Met een paar vierkante centimeters zal je toch niet ver komen. De efficientie is wel hoger dan die van zonnecellen, maar geen factoren hoger. En probeer maar eens wat water in stoom om te zetten met een paar vierkante centimeters aan zonnecellen. Dat duurt eeuwen.
Dus ik zie dit nog niet in de praktijk werken. Maar misschien mis ik iets?
Ook vraag ik mij af hoe lang die nanodeeltjes blijven werken als je vuil water schoon wilt maken door het te verdampen. Dat laat heel veel troep achter en daar gaan je nanodeeltjes.
In het originele artikel zeggen ze ook “It does not require acres of mirrors or solar panels. In fact, the footprint can be very small. For example, the light window in our demonstration autoclave was just a few square centimeters.” Met een paar vierkante centimeters zal je toch niet ver komen. De efficientie is wel hoger dan die van zonnecellen, maar geen factoren hoger. En probeer maar eens wat water in stoom om te zetten met een paar vierkante centimeters aan zonnecellen. Dat duurt eeuwen.
Dus ik zie dit nog niet in de praktijk werken. Maar misschien mis ik iets?
Dan zie ik liever zon toren met een hondertal spiegels.
Dit lijkt mij een zeer mooi concept voor in de ruimte.
voldoende zonlicht om via de stoom electriciteit op te wekken. de restwarmte kan aan de ruimte worden afgegeven.
Daarnaast wordt aangegeven dat de module compact is en je kunt er water mee zuiveren dus recyclen van je afvalwater
voldoende zonlicht om via de stoom electriciteit op te wekken. de restwarmte kan aan de ruimte worden afgegeven.
Daarnaast wordt aangegeven dat de module compact is en je kunt er water mee zuiveren dus recyclen van je afvalwater
Er zijn PV panelen met een rendement van +/- 40 procent.
Die leveren rechtstreeks elektriciteit, zonder bewegende delen en zonder rondpompend water/stoom. Deze techniek moet je gebruiken als je warmte wil hebben in plaats van elektriciteit.
Die leveren rechtstreeks elektriciteit, zonder bewegende delen en zonder rondpompend water/stoom. Deze techniek moet je gebruiken als je warmte wil hebben in plaats van elektriciteit.
misschien zelfs een deel van de restwarmte gebruiken om water op te warmen om de boel op te warmen(of whatever ze gebruiken in de ruimte, dat weet ik niet).. is wel erg tof
Kunnen ze niet gewoon een sterling motor gebruiken? Dat om vijf redenen, 1) er zitten geen patenten op, 2) het is relatief simpel te maken, 3) er zijn geen extra onderzoekkosten nodig, 4) geen dure materialen nodig om een ontwerp te realiseren en 5) omdat het nog steeds de meeste efficiënte manier is om (warmte) energie om te zetten in mechanische energie.
Die mechanische energie kun je omzetten in elektriciteit, een algemene energiebron die nog diverser is dan stoom.
Die mechanische energie kun je omzetten in elektriciteit, een algemene energiebron die nog diverser is dan stoom.
[Reactie gewijzigd door Dead Pixel op 20 november 2012 16:28]
Maar dan kun je beter gewone PV panelen gebruiken, dan ben je hoogstwaarschijnlijk efficienter. En geen bewegende delen, geen rondpompend water. Hoewel PV panelen vaak wel gekoeld worden geloof ik...
dit zou betekenen dat ziekenhuizen in arme landen hun instrumenten kunnen steriliseren.
Ik ben wel benieuwd hoe lang de nanodeeltjes meegaan. Ik kan me niet voorstellen dat die tot het einde der tijden zonneenergie kunnen omzetten in hitte.
Ik ben wel benieuwd hoe lang de nanodeeltjes meegaan. Ik kan me niet voorstellen dat die tot het einde der tijden zonneenergie kunnen omzetten in hitte.
Hmm, dat zou nog best leuk kunnen worden als het daarwerkelijk goed geimplementeerd wordt binnen de algemene gemeenschappen.
Hele wijken die energie krijgen door 1 grote "Zonneboiler" . Maar is 24 procent rendement op de warmte/energie die zonlicht levert niet best weinig (weet niet wat de gemiddelde zonnecel nu doet ... )
Verder wel goed dat het verder ontwikkeld wordt
KUTGW 
Hele wijken die energie krijgen door 1 grote "Zonneboiler" . Maar is 24 procent rendement op de warmte/energie die zonlicht levert niet best weinig (weet niet wat de gemiddelde zonnecel nu doet ... )
Verder wel goed dat het verder ontwikkeld wordt
KUTGW
24 procent is voordat de omzetting naar elektriciteit plaatsvindt. Je zult dit dus voor warmte moeten gebruiken: verwarming, douche, was, etc. Ga je toch naar elektriciteit omzetten dan vermoedt ik dat je nog eens zo'n 25 - 30 procent inlevert. Ik denk niet dat het geheel dan efficiënter is dan goede zonnepanelen. Voor zonneboilers dus eventueel.
Op dit item kan niet meer gereageerd worden.
Onderwerpen
Populair: Tablets E3 2013 Mobiele telefoons Google Sony Microsoft Apple Games Politiek en recht Consoles
© 1998 - 2013 Tweakers.net B.V. onderdeel van De Persgroep, ook uitgever van Computable.nl, Autotrack.nl en Carsom.nl • Hosting door True
