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Ali Pourahmads Erfindungen | Kategorie: Neue Erfindungen in der Welt | Verwandte Themen: Wissenschaftliche Entdeckungen und technologische Erfindungen
Wärmekraftwerk mit Lupe und Sonnenlicht | Wärmekraftwerk mit konvexer Linse
◉ Erfindung: Wärmekraftwerk mit Lupe und Sonnenlicht
◉ Erfinder und Patentinhaber: Ali Pourahmad
◉ Kategorie: Neue Erfindungen von Erfindern
◉ Einleitung und Ziele:
In diesem Artikel erklären wir kurz die Erfindung eines neuen Wärmekraftwerks, bei dem mithilfe von Lupen und Sonnenlicht Dampf erzeugt wird.
Stellen wir uns vor, die Stromerzeugung auf der Erde käme aus irgendeinem Grund vollständig zum Erliegen. Welche Bereiche menschlicher Aktivität würden Ihrer Meinung nach infolgedessen zum Erliegen kommen? Eine realistische Antwort könnte lauten: "Der gesamte Zyklus der Aktivitäten in allen wissenschaftlichen, kulturellen, wirtschaftlichen, politischen usw. Bereichen würde vollständig zum Erliegen kommen." Tatsächlich bringt diese Frage und Antwort die lebenswichtige Bedeutung der Stromerzeugung und ihre untrennbare Verbindung mit den heutigen menschlichen Bedürfnissen am besten zum Ausdruck. Betrachtet man diesen unvermeidlichen Bedarf an Strom mit den Umweltauswirkungen seiner Erzeugung, die durch die Brennstoffemissionen der Kraftwerke verursacht werden, so stehen wir vor einem weiteren, ernsteren und wichtigeren Problem: der Notwendigkeit, Strom zu erzeugen, ohne dabei die Umwelt zu verschmutzen. Eine Herausforderung, für die die Menschheit seit Jahrzehnten verschiedene Lösungen zu finden versucht.
Strom kann auf verschiedene Weise erzeugt werden. Wenn wir uns jedoch für die Erzeugung mit hoher Spannung und in großem Maßstab entscheiden, stehen wir vor einem Hindernis bei der Wahl des Brennstoffs für das Kraftwerk. Einfach ausgedrückt: Zwischen der Umweltverschmutzung und der Stromerzeugung im großen Maßstab mithilfe fossiler Brennstoffe können wir nur eine Option wählen. Zweifellos können fossile Brennstoffe große Turbinen und Generatoren kraftvoller und kontinuierlicher betreiben als andere erneuerbare Energiequellen. Verglichen mit kleinen Wasser-, Wind- oder Solarkraftwerken sind große, auf fossilen Brennstoffen basierende Wärmekraftwerke bei der Erzeugung und Speicherung von Strom für den Eigenverbrauch wesentlich effizienter und effektiver. In den letzten Jahren ist jedoch mit dem rapiden Anstieg der globalen Temperaturen und der damit verbundenen Umweltzerstörung die Rolle fossiler Kraftwerke als Hauptverursacher der Zerstörung der Ozonschicht durch den Ausstoß von Treibhausgasen und schädlichen Substanzen (ODS) deutlicher geworden, was die Notwendigkeit, die Verwendung umweltschädlicher Brennstoffe zu vermeiden, noch wichtiger macht.
◉ Erfindung: Wärmekraftwerk mit Lupe und Sonnenlicht
◉ Erfinder und Patentinhaber: Ali Pourahmad
◉ Kategorie: Neue Erfindungen von Erfindern
Andererseits ist die Nutzung der Kernspaltung von Uran oder anderen schweren Elementen in Kernkraftwerksreaktoren aufgrund der hohen Kosten für den Bau und die Wartung dieses Kraftwerktyps, der Produktion radioaktiver Abfälle, der sehr hohen und katastrophalen Risiken des radioaktiven Niederschlags für die menschliche Gesundheit im Falle möglicher Unfälle sowie der Abhängigkeit von Uran als nicht erneuerbarer Ressource, dessen Abbau irreparable Umweltschäden verursacht, in allen Ländern der Welt aus wirtschaftlichen und sicherheitstechnischen Gründen unzulässig. Und die meisten Regierungen ziehen es vor, mehr als 75 Prozent ihrer Stromproduktion durch Wärmekraftwerke zu decken, die fossile Brennstoffe verwenden. Dieses wichtige Anliegen auf globaler Ebene hat mich dazu gebracht, die Idee zu entwickeln, Wärmekraftwerke zu bauen, um Strom ohne den Einsatz umweltschädlicher fossiler Brennstoffe wie Kohle, Heizöl oder Erdgas zu erzeugen.
Wie bei anderen Ideen, die ich bisher im Bereich der sauberen Energieerzeugung vorgestellt habe, habe ich auch dieses Mal die freien und sauberen Kräfte der Energieerzeugung in der Natur genutzt. Bei der Konstruktion dieses Kraftwerks ist es mir gelungen, ein Wärmekraftwerk zu konstruieren, indem ich Sonnenlicht auf eine andere Weise als herkömmliche Wärmekraftwerke oder Solarmodule nutzt. In diesem neuen Wärmekraftwerk gibt es keine herkömmlichen Solarmodule zur Wärmeerzeugung oder die Verbrennung fossiler Brennstoffe zur Umwandlung in elektrische Energie. Stattdessen nutze ich Sonnenlicht direkt als Hauptbrennstoff, ähnlich wie in Wärmekesseln. Die Funktionsweise dieses neuen Kraftwerks erkläre ich im Abschnitt "Technische Beschreibung".
◉ Erfindung: Wärmekraftwerk mit Lupe und Sonnenlicht
◉ Erfinder und Patentinhaber: Ali Pourahmad
◉ Kategorie: Neue Erfindungen von Erfindern
Glücklicherweise hat das allgemeine Interesse an der Nutzung neuer und sauberer Energien in den letzten Jahren deutlich zugenommen, was auf ein weltweites Verständnis und eine größere Aufmerksamkeit für das wichtige Thema der Vermeidung von Umweltzerstörung hinweist. Die Herausforderungen hinsichtlich der Effizienz erneuerbarer Energien wie Wind- und Wasserkraftwerken sowie Solaranlagen haben diese Entwicklung jedoch gebremst. Die Bemühungen um eine hohe Effizienz bei der Erzeugung sauberer Energie nehmen jedoch täglich zu, und meine Idee und mein Plan sind Teil dieser Bemühungen, die höchste Effizienz und Stromerzeugung ohne fossile Brennstoffe durch Nutzung natürlicher Kräfte zu erreichen. Zweifellos birgt diese Idee ein sehr hohes Potenzial für die Stromerzeugung, insbesondere in heißen und trockenen, sonnigen Gebieten oder in Kombination mit bestehenden Kraftwerken, die auf fossilen Brennstoffen basieren.
◉ Technische Beschreibung der Erfindung:
In diesem Wärmekraftwerk verwende ich eine große konvexe Linse, um als Dampfgenerator hohe Temperaturen zu erzeugen. Anders ausgedrückt: Durch Fokussierung der Sonnenstrahlen auf die Abflussrohre des Wärmeerzeugers wird das Wasser in komprimierten Dampf umgewandelt. Dieser durchläuft die Turbine und versetzt die Turbinenwelle in kraftvolle Rotation, wodurch der Generator tagsüber Strom erzeugt. Die höchste Effizienz der Stromerzeugung in diesem Kraftwerk wird offensichtlich bei ausreichender Sonneneinstrahlung erreicht. Um jedoch auch nachts Strom zu nutzen, kann die tagsüber erzeugte Energie in Kraftwerksbatterien der neuen Generation gespeichert werden. Dieses Solarkraftwerk kann erheblich dazu beitragen, den Einsatz fossiler Brennstoffe zu reduzieren, die Lebensdauer anderer Kraftwerksgeneratoren zu verlängern und die Ausgangsspannung durch die Einbindung in den Gas- und Dampfkreislauf anderer Kraftwerke zu erhöhen. So können wir durch den Betrieb dieses Kraftwerks zur Stromerzeugung tagsüber die Generatoren anderer Kraftwerke stilllegen und nachts durch das Wiedereinschalten der anderen Kraftwerke den Gas- und Dampfkreislauf fortsetzen.
◉ Erfindung: Wärmekraftwerk mit Lupe und Sonnenlicht
◉ Erfinder und Patentinhaber: Ali Pourahmad
◉ Kategorie: Neue Erfindungen von Erfindern
Es ist zu beachten, dass die Sonneneinstrahlung in allen sonnigen Regionen der Erde zwischen 10 und 16 Uhr am stärksten und wirksamsten ist, da die Sonnenstrahlen in einem direkteren Winkel auf die Erde treffen und während dieser Stunden die für den Durchgang der Lichtwellen erforderliche Atmosphärenmenge am geringsten ist. Auch die Intensität der ultravioletten Strahlung ist sehr hoch, was als einer der schädlichen Faktoren für die menschliche Gesundheit gilt, da die Atmosphäre die ultraviolette Strahlung während dieser Stunden nicht streuen und abweisen kann. Die Spitzenintensität der Sonnenstrahlung liegt gegen Mittag, wenn die Sonne am höchsten Punkt am Himmel steht, da die thermischen Solarstrahlen zu dieser Zeit weniger Atmosphäre durchdringen und auf dem Weg weniger Wärme und Energie verlieren. Die Durchlässigkeit der Sonnenstrahlung für die Erdatmosphäre während dieser Zeit ist genau der Vorteil und die Stärke, auf die man sich bei der Energieerzeugung verlassen kann. Deshalb habe ich dieses natürliche Potenzial beim Entwurf dieses Wärmekraftwerks genutzt. Obwohl sich dieser Zeitraum in der heißen Sommersaison unter bestimmten Wetterbedingungen und in einigen trockenen und immer sonnigen Klimazonen verlängert und wir die hohe thermische Effizienz der Sonnenstrahlung sogar zwischen 8 und 17 Uhr nutzen können, ist die beste Zeit zur Nutzung starker Sonnenstrahlung normalerweise zwischen 9 und 16 Uhr, insbesondere in trockenen und heißen Regionen.
◉ Erfindung: Wärmekraftwerk mit Lupe und Sonnenlicht
◉ Erfinder und Patentinhaber: Ali Pourahmad
◉ Kategorie: Neue Erfindungen von Erfindern
Durch die Nutzung des Sonnenlichts steht uns ein natürliches Wärmepotenzial zur Verfügung. Zwar schwankt die Temperatur der Strahlungs-, Konvektions- und Atmosphärenbereiche der Sonne zwischen 7 Millionen Grad Celsius und 5500 Grad Celsius, doch allein die Wärme der Sonnenstrahlung kann den Dampfdruckkreislauf im Kessel nicht in Gang setzen, da die Strahlung nach längerer Reise und beim Durchgang von Photonen und elektromagnetischen Wellen durch die Erdatmosphäre stark abnimmt. Daher muss Dampfdruck erzeugt werden, um die Turbinenschaufeln zu drehen. Zu diesem Zweck habe ich ein Wasserrohrsystem verwendet, um Wasser in komprimierten Dampf umzuwandeln. In meinem neuen System nutze ich anstelle fossiler Brennstoffe zum Heizen der Wasserrohre die Konzentration der Hitzewellen des Sonnenlichts auf eine spiralförmige Senke, um die Temperatur exponentiell zu erhöhen. Diese Senke, die die Spiralrohre umgibt, ist der eigentliche Ort, an dem der Prozess der Wasserverdampfung (ähnlich wie in anderen Dampfkesseln fossiler Wärmekraftwerke) mithilfe der sehr hohen Temperatur konzentrierten Sonnenlichts erfolgt. Um die Intensität der solaren Wärmewellen zu konzentrieren und zu erhöhen und sie auf die maximale thermische Leistung zu bringen, habe ich bei der Konstruktion dieses Wärmekraftwerks eine sehr große Speziallinse (eine konvexe Linse mit großem Durchmesser) verwendet.
Durch die Verwendung dieser sehr dicken konvexen Linse und die Brechung der Sonnenstrahlung zu einem konvergenten Brennpunkt können wir die Wärmeintensität und Wärmedurchdringung drastisch auf über 500 Grad Fahrenheit erhöhen, wodurch das Wasser im Spiralbecken in weniger als einer Minute zum Siedepunkt und dann zu kondensiertem Dampf gebracht wird. Diese Erhöhung der Wärmeintensität und Lichtfokussierung auf dem Spiralbecken entsteht durch den Übergang des Lichts von der Dichte der Luft in die variable Dichte der konvexen und dicken Linse, was zu einer starken Änderung der Geschwindigkeit und Richtung der Sonnenstrahlung in Richtung eines Brennpunkts führt, was eigentlich die Brechung des Lichts ist. Wenn Sonnenlicht das Stadium der Brechung und Fokussierung auf einen Brennpunkt erreicht, sind seine Leistung und die erzeugte Wärme hundertmal größer als bei normaler Strahlung, und je größer Radius und Durchmesser der konvexen Linse, desto stärker wird die Konvergenz mit einem extrem heißen Brennpunkt erreicht, der Flüssigkeiten in kürzester Zeit auf eine kritische Temperatur bringen kann, um überhitzten Dampf zu werden. Um außerdem die Zunahme oder Abnahme der von der Linse erzeugten Wärme besser kontrollieren zu können, habe ich diese große konvexe Linse auf einer drehbaren, beweglichen Basis mit flexiblen, mechanischen Armen konstruiert, die in der Höhe verstellt werden können, sodass wir bei einem zu starken Anstieg des Dampfdrucks die Fokusentfernung des Brennpunkts auf der Spiralsenke ändern können, indem wir die Höhe der Linse ändern, um die Wärme zu erhöhen oder zu verringern.
◉ Klicken Sie auf eines der Galeriebilder unten, um es zu vergrößern:
Um die Siedetemperatur des Wassers in den Kühlkörperrohren zu erreichen, müssen die Rohre aus einer Legierung mit höchster Wärmeleitfähigkeit bestehen. Da Kupfer ein hervorragender Wärmeleiter ist und Wärme durchdringt, kann es als Wärmetauscher verwendet werden, indem es sehr viel Wärme durch konzentrierte Sonnenstrahlung aufnimmt und das Wasser im Inneren in kürzester Zeit auf den kritischen Siedepunkt bringt. Der Schmelzpunkt von Kupfer liegt bei 1085 °C und die hohe Wärmeleitfähigkeit von Kupfer ermöglicht eine schnelle Wärmeübertragung. Darüber hinaus weist es weitere Eigenschaften wie Korrosionsbeständigkeit, Beständigkeit gegen Biofouling, Kompression und Wärmeausdehnung auf, weshalb dieses Metall bei der Auswahl der Rohrlegierung berücksichtigt wurde. In den Kupferrohren befindet sich relativ warmes Wasser, das von zwei Druckpumpen aus dem Dampfkessel gepumpt und in Warmwasser umgewandelt wird, und als Teilwasserversorgung in den Hauptspeichertank.
◉ Erfindung: Wärmekraftwerk mit Lupe und Sonnenlicht
◉ Erfinder und Patentinhaber: Ali Pourahmad
◉ Kategorie: Neue Erfindungen von Erfindern
Da die konvexe Linse kreisförmig ist, trifft der Brennpunkt der Wärme auch als Kreis mit kleinerem Radius auf die Strahlungsoberfläche. Um die thermische Kontaktfläche des Brennpunkts der Lichtbrechung zu vergrößern, habe ich die Kupferrohre mit dem heißen Wasser spiralförmig auf dem Kühlkörper platziert. Durch diese Methode wird eine maximale Kontaktfläche der konzentrierten Strahlungswärme mit den Kupferrohren erreicht. Das Wasser in den Rohren wird in kürzester Zeit schnell in Dampf umgewandelt, der dann in die Turbinenschaufelkammer gelangt und die Welle dreht. Um die thermische Linse zu entkalken oder mögliche Schäden durch die extrem hohe Temperatur zu beheben, die zu einer Verformung der Kupferrohre führt, muss der Spiralkühlkörper regelmäßig überprüft und bei Bedarf repariert oder Teile ausgetauscht werden, um eine bessere Leistung zu erzielen. Zu diesem Zweck sind auf beiden Seiten des Spiralkühlkörpers zwei Eingänge angebracht, die mit der Solarlinse verbunden sind und eine technische Überprüfung durch Spezialisten ermöglichen. Außerdem besteht die Möglichkeit, beschädigte Teile einfach zu trennen oder auszutauschen.
Wie in der Computersimulation (Video am Ende dieses Artikels) zu sehen ist, besteht der Wasserkreislauf zur Stromerzeugung in diesem Wärmekraftwerk aus 6 Hauptabschnitten und mehreren Unterabschnitten. In diesem Wärmekraftwerk fließt Wasser zunächst in der erforderlichen und kontrollierten Menge aus dem Hauptspeichertank, der sich am höchsten von den anderen Tanks befindet, in den daneben liegenden Warmwassertank. Die Innentemperatur des Warmwassertanks ist aufgrund des Eintritts von heißem Kondenswasser aus dem Dampfkessel sehr hoch, und diese innere Hitze führt zu einem schnellen Temperaturanstieg des in den Haupttank eintretenden Wassers. Dieser Temperaturanstieg trägt dazu bei, dass das Wasser den Siedepunkt erreicht und sich schneller in komprimierten, trockenen Dampf verwandelt, nachdem es den Warmwassertank verlassen und in die mit der Spüle verbundenen Rohre gelangt ist.
◉ Erfindung: Wärmekraftwerk mit Lupe und Sonnenlicht
◉ Erfinder und Patentinhaber: Ali Pourahmad
◉ Kategorie: Neue Erfindungen von Erfindern
Das aus dem Warmwasserspeicher entnommene Wasser wird von einer Pumpe hochgepumpt, um den Druck in den Spiralrohren zu erhöhen und die Geschwindigkeit und den Druck des Dampfes zur Turbine zu steigern. Nach dem Pumpen und Druckanstieg gelangt das Wasser in die Spiralrohre des Kühlkörpers. Die Spiralrohrlegierung besteht aus Kupfer, wodurch die von der Sonnenlinse aufgenommene, sehr konzentrierte Wärme schnell und vollständig in die Wasserstoff- und Sauerstoffatome der Wassermoleküle eindringt. Nach dem Eintritt in die Kupferrohre des Kühlkörpers wird das heiße Wasser durch die konzentrierte Sonnenlinsenstrahlung sehr hohen Temperaturen ausgesetzt. Diese Hitze erhöht zwischen 9 und 16 Uhr, den sonnenreichsten Stunden in sonnigen Gebieten (Äquatornähe, Wüstengebiete, Hochland, Küstengebiete), die Temperatur des Spiralkühlkörpers auf über 260 °C. Wenn die Wärme in die Wassermoleküle eindringt, entsteht komprimierter Dampf. Der entstehende Dampf gelangt dann in die Turbinenkammer und treibt die Laufräder und die Welle auf der anderen Seite des Kühlkörperauslasses an.
Unterhalb der Dampfturbine ist in der Mitte der beiden Säulen der Anlage ein vertikaler Synchrongenerator montiert, der die Turbine mit dem Generator verbindet und so das Drehmoment verlustfrei und auf einer geraden vertikalen Linie überträgt. Die Turbinenwelle ist direkt mit dem Generatorrotor verbunden, sodass nach der Rotation der Turbinenwelle das Drehmoment schnell auf den Generator übertragen wird und zur Rotation des Rotors und zur Stromerzeugung führt. Wie im Video zu dieser Erfindung am Ende des Artikels zu sehen ist, befindet sich die gesamte Ausrüstung im Freien, um den Betriebszyklus dieses Kraftwerks besser zu verstehen. Im endgültigen Entwurf können wir den spiralförmigen Kühlkörper und die Solarlinse jedoch in einer offenen, dem Sonnenlicht ausgesetzten Umgebung und die Turbinen- und Generatorbaugruppe in einer Kammer platzieren, sodass Staub und andere Umweltfaktoren den Betrieb von Generator und Turbine nicht beeinträchtigen.
◉ Erfindung: Wärmekraftwerk mit Lupe und Sonnenlicht
◉ Erfinder und Patentinhaber: Ali Pourahmad
◉ Kategorie: Neue Erfindungen von Erfindern
Im Betrieb dieses Kraftwerks tritt der komprimierte Dampf nach der Rotation der Turbinenschaufeln auf der anderen Seite der Dampfturbine aus und gelangt mithilfe einer Saugpumpe durch Kupferrohre zum Dampfkühlkessel, wo er in Kondensat umgewandelt wird. Wie die Abbildungen in diesem Artikel zeigen, verfügt der Kühlkessel über vier Heißdampf-Überdruckauslassrohre (zwei Rohre oben und zwei Rohre am Dampfeinlass) sowie sechs Fensterfilter zur Kühlung und Senkung der Innentemperatur des Dampfkessels. Beim Eintritt in die geschlossene Kammer des Kessels mit einer deutlich niedrigeren Temperatur als der Kühlkörper verlieren die komprimierten und heißen Dampfmoleküle ihre Energie, ihre Bewegungsgeschwindigkeit nimmt ab und sie nähern sich einander an. In dieser Situation erfahren die sich einander nähernden Wasserdampfmoleküle physikalischen Zusammenhalt und bilden Wassertropfen. Diese gebildeten Wassertropfen bewegen sich aufgrund ihres Gewichts und der Schwerkraft zum Tank am Boden des Kessels und bilden Kondensation. Das entstehende Wasser wird am Ende des Kesseltanks wieder abgelassen und zum Heißwassertank gepumpt, um den Dampferzeugungszyklus fortzusetzen.
Der von den Hochspannungsgeneratoren dieses Wärmekraftwerks erzeugte Strom wird durch Spannungsoptimierungstransformatoren geregelt und dann per Fernübertragung an die Ausgangsleitungen zu den Verbrauchszentren verteilt oder tagsüber in Batterien der neuen Generation im Kraftwerk gespeichert, um das Produktionsungleichgewicht während der Nacht auszugleichen. Durch den Einsatz dieses kombinierten Zyklus können insbesondere in Gebieten mit sehr heißem und sengendem Klima Probleme während der Spitzennachfrage nach Elektrizität im Sommer oder vorübergehende Produktionseinbußen durch die Abschaltung anderer Kraftwerke aus dem Stromerzeugungskreislauf vermieden werden. Zweifellos ist diese zusätzliche Stromerzeugungskapazität im Sommer in tropischen und sonnigen Regionen von besonderer Bedeutung und hoher Effizienz.
◉ Erfindung: Wärmekraftwerk mit Lupe und Sonnenlicht
◉ Erfinder und Patentinhaber: Ali Pourahmad
◉ Kategorie: Neue Erfindungen von Erfindern
Wie andere Erfindungen verfügt auch diese über das Potenzial zur Weiterentwicklung und Optimierung und kann durch ihre Kommerzialisierung einen wesentlichen Beitrag zur Verringerung der Umweltzerstörung leisten.
Ende des Artikels//
◉ Video eines neuen Wärmekraftwerks mit Lupe und Sonnenlicht / Kategorie: Erfindungen von Ali Pourahmad
◉ Animationskünstler dieses Videos: Ali Pourahmad
◉ Musikkomponist dieses Videos: Ali Pourahmad
◉ Sprecher: Ali Pourahmad
◉ Sprache: Englisch
◉ Untertitel: Keine
Über Erfinder und Autor dieses Artikels:👇
◉ Wissenschaftliche Erfindungen von Ali Pourahmad
◉ Ali Pourahmads Science-Fiction-Filme
◉ Ali Pourahmad-Auszeichnungen
◉ Gemälde von Ali Pourahmad
◉ Ali Pourahmad Instrumentalmusik
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