36 Билет. Топливные элементы. Водородная энергетика.

Топливный элемент — электрохимическое устройство, подобное гальваническому элементу, но отличающееся от него тем, что вещества для электрохимической реакции подаются в него извне — в отличие от ограниченного количества энергии, запасенного в гальваническом элементе или аккумуляторе.

Топливный элементы осуществляют прямое превращение энергии топлива в электричество минуя малоэффективные, идущие с большими потерями, процессы горения. Это электрохимическое устройство в результате высокоэффективного «холодного» горения топлива непосредственно вырабатывает электроэнергию.

Следует отметить, что идеальным топливным элементом известным науке является митохондрия. Митохондрия окисляет горючее (углеводы, белки, жиры) до углекислого газа и воды, вырабатывая электроэнергию за счет разности потенциалов на своих мембранах. Создание искусственной митохондрии, окисляющей сахар или целлюлозу — важнейшая инженерная задача.

Типы топливных элементов:,Твердооксидный топливный элемент , Топливный элемент с протонообменной мембраной , Обратимый топливный элемент , Прямой метанольный топливный элемент

-Расплавной карбонатный топливный элемент , Фосфорнокислый топливный элемент , Щелочной топливный элемент

Применение топливных элементов Стационарные приложения

-производство электрической энергии (на электрических станциях), аварийные источники энергии,

-автономное электроснабжение,

Транспорт

-электромобили, автотранспорт, морской транспорт, железнодорожный транспорт, горная и шахтная техника

-вспомогательный транспорт (складские погрузчики, аэродромная техника и т. д.)

Бортовое питание

-авиация, космос, подводные лодки, морской транспорт,

Мобильные устройства

-портативная электроника, питание сотовых телефонов, зарядные устройства для армии, роботы.

Водородная энергетика — развивающаяся отрасль энергетики, направление выработки и потребления энергии человечеством, основанное на использовании водорода в качестве средства для аккумулирования, транспортировки и потребления энергии людьми, транспортной инфраструктурой и различными производственными направлениями. Водород выбран как наиболее распространенный элемент на поверхности земли и в космосе, теплота сгорания водорода наиболее высока, а продуктом сгорания в кислороде является вода (которая вновь вводится в оборот водородной энергетики). Водородная энергетика относится к нетрадиционным видам энергетики.

37 Билет. Электрогенератор. Электродвигатель. Применение их в технике и технологиях.

Электрогенератор – технологическое устройство, преобразующее тепловую, химическую либо механическую энергию вращения вала двигателя в электрическую. Находит применение в качестве источника резервного энергоснабжения различных бытовых и промышленных потребителей в случаях перебоев с подачей электроэнергии, а также для обеспечения постоянного электропитания дачных и коттеджных домов, выставочных и торговых павильонов, удаленных от магистральных электросетей населенных пунктов, летних лагерей, рабочих поселков и т.д. В зависимости от сферы применения, различают бытовые, профессиональные и промышленные электрогенераторы.В зависимости от типа используемого топлива, различают:бензиновые;дизельные;газовые.В зависимости от количества фаз, электрогенераторы подразделяются на однофазные и трехфазные. Мощность электрогенераторов измеряется как в киловольт-амперах (кВА), так и в киловаттах (кВт).

Электрический двигатель — это электрическая машина (электромеханический преобразователь), в которой электрическая энергия преобразуется в механическую, побочным эффектом является выделение тепла. В основу работы любой электрической машины положен принцип электромагнитной индукции. Наиболее распространены магнитоэлектрические двигатели, которые по типу потребляемой энергии подразделяется на две большие группы — на двигатели постоянного тока и двигатели переменного тока (также существуют универсальные двигатели, которые могут питаться обоими видами тока).Двигатель постоянного тока — электрический двигатель, питание которого осуществляетсяпостоянным током.Двигатель переменного тока — электрический двигатель, питание которого осуществляется переменным током. По принципу работы эти двигатели разделяются на синхронные на синхронные двигатели. Принципиальное различие состоит в том, что в синхронных машинах первая гармоника магнитодвижущей силы статора движется со скоростью вращения ротора, а у асинхронных — всегда должна быть разница скоростей.

В двадцать первом веке электромоторы прочно вошли в нашу жизнь. И именно от качества и надежности электродвигателя зависит все производство.

Поломка этого «трудяги» приводит к остановке всех остальных процессов в системе. Стиральная машина или складское оборудование — их работа невозможна без исправного электромотора