Berta Sándor

Mini gázturbina mobilokba és laptopokba

A világhírű Massachusettsi Technológiai Intézet (MIT) kutatói olyan új miniatűr méretű gázturbinát fejlesztettek ki, aminek a mérete csak egynegyed centiméter, ugyanakkor tízszer annyi energiát biztosít, mint egy ugyanekkora méretű hagyományos akkumulátor.

Az eszközt elsősorban mobiltelefonokban és más mobil készülékekben (PDA stb.), illetve notebookokban akarják majd felhasználni. A kutatóprogramot az Egyesült Államok Hadseregének Kutatólaboratóriuma is támogatta és a szakemberek nem titkolták, hogy a gázturbinát a jövőben katonai felszerelésekben is alkalmazni szeretnék. Az új termék előnyei közé tartozik a rendkívül kis méret és a hosszú élettartam.


Alan Epstein professzor kezében a turbinával

A hagyományos akkumulátorokat felváltó gázturbinát Alan Epstein professzor, a MIT kutatója és 20 fős csapata fejlesztették ki. Maga az eszköz felépítésében szinte teljesen hasonlít egy hagyományos gázturbinára. Az igazi érdekesség azonban, hogy a miniatűr készülék nem fémből, hanem szilíciumból van.

Az új fejlesztés összesen hat rétegnyi szilíciumlemezkéből épül fel, amelyeket szinte egymásra préseltek. Egyetlen nagyobb méretű szilíciumostyából összesen körülbelül 100 ilyen kis gázturbinát lehet előállítani. A turbina maga másodpercenként körülbelül 20 000 fordulatot ér el - ez 1 200 000 fordulatnak felel meg percenként. A minigenerátor teljesítménye legfeljebb 10 Watt lehet, hűtése pedig levegővel történik. Azt ugyanakkor a kutatók nem mondták el, hogy miként vezetik el a termelődő hőt.


A gázturbina sorozatgyártása hamarosan, kiszivárgott információk szerint még az idei év végén megkezdődhet és ezáltal nemcsak egy nagy teljesítményű, de olcsón előállítható energiaforráshoz is juthat majd az ipar. Kérdés azonban, hogy a mobiltelefon-, a PDA- és a notebookgyártók miként fogadják majd az új eszközt és mikorra terjedhet el a világpiacon a használata.

Hozzászólások

A témához csak regisztrált és bejelentkezett látogatók szólhatnak hozzá!
Bejelentkezéshez klikk ide
(Regisztráció a fórum nyitóoldalán)
  • n0k0m #83
    En a gozmotoros PDA-ra palyazok.
  • noss #82
    Alan Epstein professzor különösen büdöseket fingik. A szakemberek nem titkolták, hogy ezen képességét a jövőben katonai felszerelésekben is alkalmazni szeretnék.
  • Munkas #81
    Az igazság az, hogy a Carno ciklusnál a hatásfokot hőmérséklet kül. határozza meg. Ezt egy erőműnél nagyban korlátozzák a szerkezeti anyagok jellemzői és a méretek. A kristályos Si esetén ez nem néhány 100 °C, hanem annak többszöröse is lehet. A másik gond az evvel járó nagy nyomás lenne, de ezen meg a kis méretek segítenek (igen sokat). Így mindenféle termodinamikai trükk nélkül sem gond jó hatásfokot elérni. De ez nem is olyan fontos. Gyorsan kiszámoltam, hogy ha egy kb. 10 cm3 térfogatú AA elem helyére alkoholt töltünk, az 1,5 V-on közel 50 000 mAh-t tudna (100%-os hatásfok esetén). Ami még 10 % hatásfok mellett is 5000 mAh-t jelentene ami azért még így is jobb mint a mai akksiké.
    Ekkora alkohol mennyiség elégetése egyébként kb. 7l légköri nyomású CO2-t eredményez. Ennek megkötése szükség esetén egy szintén néhány cm3-es lúgos abszorberben megoldható. Aztán keletkezik még némi vízgőz is, de annak megkötése sem ördöngős feladat (ha kell).
    Valószínűleg a zajtól sem kell nagyon tartani, mivel a kis mennyiségű égéstermék méret miatt az is könnyen lecsökkenthető, a vibrációk meg nagy méretekben sem jelentenek gondot. Az az 1,2 M rpm ilyen kis méretekben nem akkor bravúr, mivel a tehetetlenségi nyomaték, és a fellépő cenrtipetális erők a sugár négyzetével arányosak, ami itt igen kicsi.
    Hűtés: A fenti példánál maradva mondjuk 10 órás üzemidőt feltételezve kb. 7W hő elvezetésére van szükség (ha lassabban sütjük ki, akkor ennyi sem). Ez pedig csak a készüléken belül jelent megoldandó problémát, kifelé nem fog jobban melegedni az eszköz, mint egy zseblámpa.
    Szvsz itt az (lesz) a lényeg, hogy tényleg tudjon magas hőmérsékleten üzemelni és sokáig bírja a nagy fordulatszámot is, mert akkor már nem lehet nagy baj a hatásfokával sem. Így azonos méret és tömeg mellett simán lenyomja a hagyományos galvánelemeket (akksikat), kis teljesítmény mellett is. Nagyobb teljesítményem meg már régen is az aggregátor volt a jobb, az akkumlátornál.
  • Danix0 #80
    Ja egy gázturbina nem olyan marha nagy még ha 300 MW-os is. itt levegő a munka közeg ennek sokkal kisebb a sűrűsége.
  • Danix0 #79
    Jó kísérleti jelleggel, de azt is tudod mit jelent, szuperkritikus gőz paramétereket, csepleválaszást, sok fokozatú újrahevítést. Elég bonyolult és még drága. 540 fokos túlhevített gőzparaméter felett elég drága anyagokat kell használni a turbina lapátozásához.A dunamenti erőműben még mikor épült próba képpen a frissgőz paraméter hőmérsékletét 525 fok helyett 545 fokra állították be 3 hónap után teljes rekonstrukciót kellett csinálni a turbináknél, mivel a lapátozás anyaga nem bírta és megadta magát, csak 20 fokot emeltek. A rendes erőművi gázturbináknál sem mennek sokkal 7-800 fok fölé a turbinánál mérve, mert a gazdaságosan elkészíthető lapátok eddig bírják. Azt hogy, mivel kísérleteznek, azt hagyjuk. Azoknak az ára csillagászati. Majd ha sorozatban gyártják őket. Amúgy csak a gőzturbinát szerelik helyben, a gázturbinát igenis vasúton konténerben szállítják. Mert a lapátozást a gyárban rakják a turbina tengelyére, le teszik a konténert az arra szánt épületbe és rákötnek és ennyi, mehet.
    Ha valaki túlhevített gőzt akar a turba kipufogó gázából csinálni annak kell egy hőhasznosító kazán is meg némi póttüzelés és akkor sem éri el a hagyományos gőzös erőmű hatásfokát, ezért is rakják a régi széntüzelésű erőművek mellé a gázturbinás egységet szivesen mert ott a kazán és ha megfelel még kissebb friss gőzparaméterekkel meg egy turbina rekonstrukcióval egész jól elműködhet még egy pár évig. Aztán kuka.
  • Molnibalage #78
    A kombinált ciklusú erőművek összhatásfoka 60% körül van. Mellesleg itt GÁZturbináról és nem GŐZturbináról van szó. A kettő munkaközegének a hőmérséklete között cirka 1000 fok is lehet akár.
    A kombinált ciklusban a gázturbinából jövő forró füstgázzal még lehet túlhevíett gőz előállítani.
  • Zodd #77
    De te is utána nézhetnél mit írsz le. MIvel elősször a gőzturbina hatásfokról beszélsz majd a körfolyamat hatásfokát írod mellé. A Borda-Carnot körfolyamat hatásfoka lehet nagyobb mint amit írtál ha magasabb a kezdő hőmérséklet. Képzeld építenek kisérleti jelleggel 44, 46-47 %-os blokkokat.
    A gázturbinát meg mindig helyben szerelik össze ha az egy bizonyos teljesítmény felett van, azaz nem fér el egy konténerben. Nem hiszem hogy a modern kor 270 és 300 MW-os dögjeit el tudnák akárhol is szállítani. Darabokat szállítanak, akár lapátonként és helyben rakják össze.
    A gőzturbina hatásfok pedig lehet 80% körül (csak a turbiná-é, és nem a körfolyamat-é.
  • Danix0 #76
    Na a sok okosnak, egy erőművi gőzturbina nem tud 42 %-nál jobb hatásfokot elérni, mert ő tudja a fizikát. Nem megy, mert a gőzturbinák a Borda-Carnot körfolyamat szerint működnek, és a 42 % az ideálisra vonatkozik. Egy erőművi egység ha jó akkor 35 % fölött, tude de az már elég ritka.
    És a gázturbinákra nem érvényes minél nagyobb annál jobb a hatásfoka, mert nem tudsz bármekkora 1 sejt szerkezetű lapátot "növeszteni", megy egy fontos kritériuma van a gázrtubináknak, hogy vasúton lehessen szállítani, mert ezeket a gázturbinagyárban készre szerelik össze, szinte hermetikus környezetben. Ezeket nem lehet a helyszínen szerelni. A helikopteres szállítás nem megoldható a nagy súly miatt. Vagy építenek egy gyárat az erőmű mellé vagy lehet vasúton szállítani.
  • kvp #75
    Korulbelul 100 evvel ezelott egy Tesla nevu ember keszitett egy specialis turbinat, ami nem lapatokat hasznalt hanem ket korong kozott aramlott el a gaz es a feluleti ellenallas hajtotta. Egy utanepitett valtozatot sikerult tisztan lemezekbol kivagva, majd azokat egymasra retegezve elkesziteni. A turbinahoz tartozo generator a turbinaba volt epitve, attetel nelkul. Igy nagyon nagy frekvencias valtoaramot lehet eloallitani. A rendszer elterjedeset ket dolog akadalyozta meg: a feluleti erok miatt a turbina csak nagyon kis meretben mukodokepes es a nagyfrekvencias aramhoz akkoriban meg nem volt hasznalhato egyeniranyito. A rendszer elonye az volt, hogy az egester a tubina szelen volt elhelyezve. Oxigent a turbina sajat kompressios hatasa juttatott be a kulso koriv menten, a gazt pedig egy fuvokan keresztul kellett bejuttatni. A szabadalom alapjan utanepitett rendszer ugy nez ki mint egy vekony doboz retegelt femlapokbol az oldalan par lyukkal.

    Ez egy 100 eves talalmany volt. Valoszinuleg a cikkben szereplo mernokok is ezzel probalkoznak.
  • BiroAndras #74
    A magas fordulatszám miatt nem kell aggódni.
    A súrlódás a kerületi sebességtől függ, ami meg a sugárral arányos. Tehát minél kisebb a turbina, annál gyorsabban foroghat ugyanolyan minőségű csapággyal.
    A fellépő centrifugális erők szintén a sugárral arányosak, így megint csak a kisebb turbina nagyobb sebességnél törik szét.