La karstā gaisa balonu saražotā enerģija Tā ir novatoriska tehnoloģija, kuras pamatā ir karstā un aukstā gaisa blīvuma atšķirība, lai radītu enerģiju. Sākotnēji to izstrādāja Austrālijas pētnieki, un tas tika salīdzināts ar citiem atjaunojamiem enerģijas avotiem, piemēram, fotoelementu o la vējš tā ekonomiskā potenciāla dēļ. Lai gan tā izmantošana joprojām ir ierobežota, sākotnējie testi liecina, ka tas var ievērojami veicināt tīras enerģijas ražošanu.
Kā darbojas karstā gaisa balona enerģija?
Tas, kā karstā gaisa baloni darbojas, lai ražotu enerģiju, ir balstīts uz fiziskiem pamatprincipiem. Baloni, līdzīgi kā parastie karstā gaisa baloni, tie izmanto karstā un aukstā gaisa blīvuma atšķirības, lai paceltos. Sākotnēji tie tiek uzpūsti ar auksts gaiss, kuru pēc tam silda ar propāna vai butāna degļi. Gaisam balona iekšpusē uzsilstot, tas izplešas un samazina tā blīvumu, ļaujot balonam pacelties. Šis princips, kas ir ļoti līdzīgs atpūtas karstā gaisa balonu principam, ļauj ģenerēt enerģiju, kad baloni ir savienoti ar ģenerējošām sistēmām, kas izmanto augšupvērsto kustību.
Fizikālie principi: Blīvums un temperatūra
Galvenais šīs tehnoloģijas pamatojums ir karstā un aukstā gaisa blīvuma atšķirība. Karstais gaiss, kad tas izplešas, kļūst mazāk blīvs nekā apkārtējais gaiss, radot vilci, kas ļauj balonam pacelties. Šī parādība ir salīdzināma ar peldspējas principu, kas kuģus vai jebkuru priekšmetu notur šķidrumā. In karstā gaisa baloni, ko izmanto enerģijas ražošanai, Gaiss tiek uzkarsēts līdz temperatūrai, kas ir tuvu 100 ° C, kas ir pietiekams, lai sasniegtu pacelšanos, neapdraudot balona strukturālo integritāti.
Balona izmērs ir izšķirošs sistēmas efektivitātei, jo jāuzsilda ievērojams gaisa daudzums. Parasti šie baloni ir izgatavoti ar karstumizturīgi materiāli, piemēram, neilons vai Dacron, kas var izturēt nepieciešamo temperatūru.
Balonu izmērs un īpašības
Enerģijas ražošanai paredzētie baloni ir lielāki nekā tie, kas tiek izmantoti atpūtas pasākumos. Tie var sasniegt dažādus izmērus 16 un 30 metru augstumā, ļaujot tiem nodrošināt pietiekamu virzību uz augšu, lai atbalstītu elektroenerģijas ražošanas sistēmu. Šīs konstrukcijas ir veidotas no materiāliem, kas ir īpaši izturīgi pret karstumu un vides apstākļiem. Lai efektīvi ražotu enerģiju, dažās sistēmās ir iekļauti mehānismi, kas izmanto vēja straumes dažādos augstumos līdzīgi kā lidojošas vēja turbīnu sistēmas. Vēl viena alternatīva ir radīt termisko vilkmi, lai mobilizētu turbīnas uz sausas zemes.
Papildus karstumizturīgiem materiāliem mūsdienu baloni izmanto kombināciju saules enerģija un degļi. Labs piemērs ir hibrīdu balonu izstrāde, kas izmanto saules siltumu kopā ar propāna degļiem. Šī inovācija apvieno tradicionālās sistēmas ar atjaunojamo enerģiju, lai samazinātu fosilā kurināmā patēriņu lidojuma fāzē. 
Gaisa balona enerģijas priekšrocības
Viena no galvenajām gaisa balonu priekšrocībām salīdzinājumā ar citām atjaunojamām tehnoloģijām ir tā, ka tie nav atkarīgi tikai no tādiem resursiem kā vējš vai saules starojums. Tas ļauj tiem darboties plašākā laika apstākļu diapazonā. Turklāt ražošanas un ekspluatācijas izmaksas ir konkurētspējīgas, jo tām nav nepieciešamas lielas zemes platības vai sarežģītas struktūras.
Turklāt baloni var darboties dažādos augstumos, ļaujot tiem optimizēt savu veiktspēju atkarībā no atmosfēras apstākļiem. Tā vietā, lai paļautos uz vēju zemes līmenī, viņi var izmantot stabilākas gaisa plūsmas atmosfēras augšējos slāņos.
Izaicinājumi un ierobežojumi
Neskatoties uz savu potenciālu, gaisa balonu tehnoloģija joprojām saskaras ar vairākiem izaicinājumiem. Viens no galvenajiem trūkumiem ir uzturēt pastāvīgu enerģijas plūsmu, jo sistēmas efektivitāte ir atkarīga no balona spējas uzturēties gaisā tik ilgi, cik nepieciešams elektroenerģijas ražošanai. Turklāt materiālu nodilums pēc ilgstošas pakļaušanas karstuma un vides apstākļiem var samazināt sistēmas izturību.
Visbeidzot, vēl viens galvenais ierobežojums ir derīgais mūžs no zemeslodes. Balonu konstrukcijas materiāli laika gaitā degradējas, pastāvīgi pakļaujoties gan degļu radītajam siltumam, gan vides faktoriem, piemēram, saules starojumam un mitrumam.
Enerģijas nākotne ar gaisa baloniem
Šīs tehnoloģijas nākotne ir daudzsološa. Pētījumi turpinās, lai uzlabotu šo sistēmu energoefektivitāti un samazinātu ieviešanas izmaksas. Jo īpaši inovācijas, kas apvieno saules enerģija ar gaisa baloniem varētu būt ievērojams progress. Šāda veida hibrīdsistēmām ir nepieciešams mazāk fosilā kurināmā, un tās varētu piedāvāt dzīvotspējīgu risinājumu apgabalos ar mainīgiem klimatiskajiem apstākļiem.
Īsāk sakot, karstā gaisa balonu ražotā enerģija varētu kļūt par nozīmīgu alternatīvu enerģijas sadalījumā, jo īpaši vietās, kur saules vai vēja enerģija nav dzīvotspējīga vai kur nepieciešami elastīgāki atjaunojamie risinājumi.