Эффективно ли хранить электрическую энергию в виде тепла? Опции

[Sci-lib]

Эффективно ли хранить электрическую энергию в виде тепла?

Возобновляемые источники энергии, такие как ветер или солнечный свет, не способны дать постоянной мощности. Поэтому для коммерческого использования подобных технологий необходимо организовать промежуточные хранилища, позволяющие запасать на будущее часть ...

Читать подробнее

[mechanic]

Эффективно ли хранить электрическую энергию в виде тепла?

На уровне эмоций можно сказать, что это все равно, что вкладывать деньги (в свое , конечно, время в советское сельское хозяйство, которое по сути дела представляло собой черную дыру. Но этот форум не политический, а научный, и здесь должен быть научный подход. Рассмотрим ситуацию с точки зрения классической термодинамики и механики. Как видно из первого поста, проблема заключается в консервации электрической энергии, полученной от источников периодического действия. С этой целью предлагается преобразовать электрическую энергию в тепловую и сохранять ее в виде тепловой энергии. Первая часть задачи- преобразование электроэнергии в тепло (под теплом в термодинамике понимают тепловую энергии) не вызывает проблем. В основе обоснования второго начала термодинамики - принципа возрастания энтропии изолированных систем лежит постулат, утверждающий, что работа может быть полностью превращена в тепло путем трения или электронагрева. С этой задачей легко справиться. (Нагревателей и кипятильников - великое множество)
Дальше мы встречаемся с проблемой сохранения энергии, переданной рабочему телу ( жидкости , газу или изотропному твердому телу), которое носит название простое тело или простейшая термодинамическая система. В термодинамике передача энергии возможна двумя способами: путем передачи работы, либо путем прямого теплообмена. Процесс передачи работы обратим, а вот процесс передачи энергии путем теплообмена является необратимым, иными словами, при прямом теплообмене мы теряем энергию навсегда. Поэтому следующим этапом сохранения (консервации) тепловой энергии является создание адиабатически изолированной системы, исключающей прямой теплообмен с внешней средой. У многих, возможно, сложилось впечатление, что нужно соорудить термос для сохранения тепла, но тогда это будет просто изолированная система, не имеющая энергетической связи с внешней системой. Разница между адиабатически изолированной системой и просто изолированной системой заключается в том, что адиабатически изолированная система не позволяет обмениваться энергией с внешней системой путем теплообмена, но позволяет обмениваться работой. Поэтому такую систему можно представить в виде теплоизолированного цилиндра с поршнем и штоком.
Будем считать, что и вторая задача: сохранение переданной энергии в виде тепла принципиально решена.
Третьей и самой, пожалуй, сложной задачей является извлечение законсервированной энергии. Эта задача напоминает проблему возврата инвестиций, вложенных в заведомо убыточное предприятие. Чтобы не утомлять читателей я перенесу эту проблему в следующий пост.