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第一八零章 空中的電源

再次對這熱氦氣球進行觀察後發現,因為那火爐的排氣管道中流動的是高溫空氣,所以是用很薄的鋁合金做成的。

這個管道內部的溫度很高,而外部的空氣溫度又很低,內外溫差達到了七八十度,而這樣的溫差,能夠驅動至少兩種發電裝置。

一種是斯特林發動機,斯特林發動機是一種獨特的熱機,它實際上的效率幾乎等於理論最大效率。

斯特林發動機是透過氣體受熱膨脹、遇冷壓縮而產生動力的,是一種外燃發動機,使燃料連續地燃燒,蒸發的膨脹氫氣或氦氣作為動力氣體使活塞運動,膨脹氣體在冷腔內冷卻,反覆地進行這樣的迴圈過程。

要想使斯特林發動機執行起來,必須要保持熱腔和冷腔的溫度差,而這個條件在魏民生這個熱氦氣球的管道上已經達到了。

反正這些從管道上損失的熱量都是多餘的,所以魏民生能夠接受其熱量損失是內燃發動機二至三倍的缺點,但斯特林發動機的裝置較重,這對於一個滯空平臺來說還是有些得不償失的。

另一種是使用半導體來發電,這個東西有些電腦玩家早就玩過,就是半導體制冷片。

利用半導體材料的帕爾帖效應,當直流電透過兩種不同半導體材料串聯成的電偶時,在電偶的兩端即可分別吸收熱量和放出熱量,可以實現製冷的目的。

但這種東西還有一種逆向應用方式,那就是發電,利用的是與帕爾帖效應相反的西伯克效應,只要保持半導體制冷片兩面存在一定的溫度差,就可以在電偶的兩端產生穩定的電壓和電流,是一種非常好的溫差發電器。

這種新型的電子器件具有無噪音、無汙染、體積小、重量輕、壽命長、起動速度快、能量可高效轉換的特點,可以利用廢汽熱、廢水熱、廢火熱、太陽熱等等,簡直是一種萬能發電裝置,只不過在目前同等發電功率的條件下,價格實在有些偏高,所以影響了普及。

雖然普通的半導體制冷片也可以達到發電的目的,但由於製作時沒有考慮高溫的影響,不能承受過高的溫度,所以發電的功率不高。

特製的半導體發電片雖然表面看起來和製冷片一模一樣,但它能夠承受一兩百度的高溫。

只要能夠保持發電片兩面有六十度左右的溫度,每塊四厘米邊長的正方形發電片,可以輸出3伏左右的電壓,0.5安左右的電流,相當於1至2瓦的功率。

雖然溫差越高,功率越高,但魏民生只是利用餘熱發電,沒有必要浪費更多的能源來提高管道內外的溫差。

功率小就多安裝一些發電單元,反正這東西又佔不了多大的面積,一個平方的面積就可以安裝近六百塊發電片,如果把那管道上鋪滿的話,就算是有些影響,獲得上千瓦的功率也不是很困難的事。

而目前魏民生安裝在這上面的用電裝置僅僅只有一個WIFI基站,最大功率一般也不會超過一百瓦,只需要貼上個一百多塊發電片就足以滿足需要,幾千塊錢的投入對於現在的魏民生來說也不是多大的事。

如果今後需要在這瞭望平臺上安裝更多的用電裝置,只需要增加發電片的數量就可以了,擴容也非常方便。

這一百多塊發電片產生的電流透過一個太陽能發電系統專用控制器對四塊串聯起來的蓄電池充電。

為什麼要串聯四塊蓄電池呢?因為魏民生還想省下一臺UPS不間斷電源,不是因為它的價格問題,而是平臺承載的重量問題。

這大功率的WIFI基站使用的是48伏電源,如果按照平常的設計,蓄電池儲存的電能要透過UPS等逆變裝置轉換成220伏的交流電,再透過WIFI基站使用的專用開關電源轉換成48伏的直流電源。

直流變交流、交流又變直流,兩次轉換過程中不但存在能量損耗,還多出了UPS和開關電源這兩個東西,純屬多此一舉。

所以魏民生選用的太陽能發電系統專用控制器輸出電壓就是48伏的,直接把WIFI基站的電源插口和已經串聯成48伏的蓄電池組並聯起來。

這樣一來,在瞭望平臺浮在空中時,管道溫度高,發電功率也高,WIFI基站用不完的就用蓄電池儲存起來;

當瞭望平臺準備下降到下次升空期間,管道溫度較低,發電功率不足時,就可以直接使用蓄電池中的電能,為基站提供穩定的直流電源。

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