Exam text content

 

DEE-53000— Energian varastointi ja uudet energialähteet

Tentti 18.10.2016 Risto Mikkonen

 

Oman ohjelmoitavan laskimen käyttö sallittu

OSA |

SR OI A ESK UI POS

10.
Et:
12.

13.
14.

15.
16.
AT.
18.
19.
20.

VASTAA LYHYESTI SEURAAVIIN KYSYMYKSIIN.

Esitä kolme määrettä, jotka hajautetun energiantuotannon mallin tulee toteuttaa.

Mitä termi kryogeniikka tarkoittaa?

Mitä tarkoitetaan ns. aurinkovakiolla, ja mikä sen arvo suuruusluokaltaan on?

Miksi aurinkokennoja ei valmisteta puhtaasta puolijohteesta?

Miten aurinkokennon pintalämpötilan nousu näkyy kennon oikosulkuvirrassa?

Mitä tarkoitetaan ns. Betzin luvulla ja kuinka suuri se on?

Tuulivoiman yhteydessä puhutaan usein ns. huipunkäyttöajasta. Mitä tällä tarkoitetaan
ja mitä suuruusluokkaa se on Suomen tuulivoimaloiden kohdalla?

Mikä merkittävä etu liittyy pystyakseliseen tuuliturbiinikonseptiin vaaka-akseliseen
malliin verrattuna?

Mitä fuusioreaktiossa käytetty ns. O-luku ilmaisee?

Mitä fuusiojärjestelmiin suunniteltu ns. stellaraattori tarkoittaa?

Kuvaile polttokennossa tapahtuvia erityyppisiä häviöitä.

Miten suprajohtavuusteknologiaa voidaan hyödyntää vauhtipyörissä ja mitä etua tällä
voidaan saavuttaa?

Miksi lämpösähköelementtien uskotaan kehittyvän merkittävästi nanotekniikan avulla?
Selitä, miksi Peltier-ilmiön yhteydessä tapahtuu aina sekä jäähtymistä että lämpenemis-
tä?

Mitä suuruusluokkaa on polttokennoissa yksittäisen kennon kennojännite?

Kuvaile lyhyesti eri polttokennotyyppejä.

Mikä on ns. metallihydridi?

Mitä tarkoitetaan ns. Meissner-ilmiöllä?

Mitkä ovat suprajohtavuuden kolme kriittistä parametria?

Mitä seuraavista ei pelkästään voida suoraan patentoida: menetelmä, laite, tietokone-
ohjelma, tuote?

KÄÄNNÄ!
OSA II

1. Polttokennon toimintaa voidaan karakterisoida tarkastelemalla kennon tyhjäkäyntijän-
nitettä E", jolle voidaan johtaa lauseke

-Ag
Z

 

E' =

Selitä, mitä lausekkeessa olevat eri termit tarkoittavat.

2. Tarkastellaan kolmea tuulivoimalaa. Voimala 1 pyörii koko vuoden keskimääräisellä tuu-
len nopeudella vav. Voimala 2 pyörii puolet ajasta kaksinkertaisella (2 x vav) tuulen no-
peudella, puolet ko. voimala ei pyöri lainkaan. Voimala 3 pyörii kolmasosan ajasta kol-
minkertaisella nopeudella, muulloin ko. voimala ei pyöri lainkaan. Määritä voimaloiden
vuotuisten energioiden suhde W>:W1 ja W3:W4.

3. Ydinfysiikassa energian yksikkönä käytetään elektronivolttia (eV). Mitä tällä termillä tar-
koitetaan? Tutkituin fuusioreaktio perustuu vedyn kahden isotoopin, deuteriumin ja tri-
tiumin — välisen fuusioitumiseen, jolloin reaktiotuotteena saadaan a-partikkeli
(heliumatomi) ja neutroni, ts.

2 3 4 d;
1H+1—>,He+,n

Selitä verbaalisesti, miten reaktiossa vapautunut energia määräytyy.

Osan 1 kysymykset ovat arvoltaan kukin yksi piste. Osan 2 kysymyksistä voi saada kustakin 0-2
pistettä.

NN e. kuva sla (2 sldemt tul i