Tenta 2 2016 Flashcards
Mängden nyttig energi som kan genereras med hjälp av solceller eller i solkraftverk är
proportionerlig med solinstrålningen, vilken i sin tur varierar mellan olika länder och
regioner. Ungefär hur mycket mer el skulle en given solcell kunna förväntas generera i södra
Spanien jämfört med i södra Sverige?
Ungefär en faktor 2
Mängden nyttig energi som kan genereras med hjälp av solceller eller i solkraftverk är
proportionerlig med solinstrålningen, vilken i sin tur varierar mellan olika länder och
regioner. För solkraftverk finns ytterligare en geografisk faktor som komplicerar mängden el
som genereras. Vilken är denna faktor och hur påverkar den möjligheten att bygga
solkraftverk i Sverige?
Brytning av ljus i moln försvårar koncentration av solstrålar för att uppnå höga
temperaturer. I princip är uppförande av solkraftverk i Sverige helt menlöst.
För att möjliggöra en större roll för kärnkraft i framtidens energisystem förespråkar
somliga konstruktion av så kallade bridreaktorer (breeder reactors). Vad är huvudskälet till varför bridreaktorer anses attraktiva för framtidens
energisystem?
Bridreaktorer möjliggör generering av klyvbart material ur U238. Ökar den
relativt knappa resursbasen för kärnkraft med minst en faktor 100.
För att möjliggöra en större roll för kärnkraft i framtidens energisystem förespråkar
somliga konstruktion av så kallade bridreaktorer (breeder reactors). Bridreaktorer innebär ett antal säkerhetsutmaningar jämfört med konventionella
”once-through” reaktorer. Redogör kort för två av dessa utmaningar.
- Bridreaktorer kräver snabba neutroner för att fungera och därför saknas
moderator. Detta är en viktig nivå passiv säkerhet som ej kan implementeras. - Då moderator ej kan användas och man jobbar med snabba neutroner fordras
höganrikat bränsle för att uppnå kriticitet. Detta är en risk, både ur processynpunkt
och med avseende på spridning av möjligt vapenmaterial. - Kylning med vatten ej möjligt då vatten modererar så istället använder man vanligen
smält metall (natrium eller bly). Teknisk utmaning ur en mängd synvinklar
Vi betraktar en förbränningsprocess som en värmekälla med en konstant temperatur av
1800K som arbetar mot en konstant omgivningstemperatur av 300K. Vid ett specifikt
tillfälle avger förbränningen ett värmeflöde på 1 MW. Vad är det maximala arbetet som teoretiskt skulle kunna utvinnas ur processen?
Motivera.
Carnotverkningsgraden ger det maximala verkningsgraden 83% dvs 0.83MW
Vi betraktar en förbränningsprocess som en värmekälla med en konstant temperatur av
1800K som arbetar mot en konstant omgivningstemperatur av 300K. Vid ett specifikt
tillfälle avger förbränningen ett värmeflöde på 1 MW. Vad blir entropiökningen för processen då maximalt arbete utvinns? Motivera
Om en reversibelprocess generar arbete ur temperaturskillnaden blir
entropiökningen 0.
Vi betraktar en förbränningsprocess som en värmekälla med en konstant temperatur av
1800K som arbetar mot en konstant omgivningstemperatur av 300K. Vid ett specifikt
tillfälle avger förbränningen ett värmeflöde på 1 MW. Både Joule/Brayton (gasturbin) och Rankine cykeln (ångcykel) använder ofta
förbränning som värmekälla och med omgivningen som värmesänka. Diskutera utifrån
2:a huvudsatsen varför de individuella cyklerna inte genererar ett arbete ens i närheten
av det maximala samt varför det är gynnsamt att kombinera de båda cyklerna i en så
kallad gaskombiprocess.
Enligt termodynamikens 2:a huvudsats ökar det maximala arbetet som kan
genereras av en termisk process med temperaturskillnaden i processen. Ångcykeln
begränsas av den maximala temperaturen i cykel (typiskt 600-700C) medans
gasturbinen begränsas av uttemperaturen (typiskt 500-400C). Gaskombin kan alltså
jobba med både hög maxtemperatur och låg temperatur på drivkraften.
