Tentin tekstisisältö

DEE-53000 — Energian varastointi ja uudet energialähteet

Tentti 2.12.2014 Risto Mikkonen

 

Oman ohjelmoitavan laskimen käyttö sallittu

OSA |

ÄÄ Oh OTC iho KE

10.
1T
12.

15.
14.

15:
16.
15
18.
195
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? 2 s

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? 7:73,
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?

Esitä ns. SMES-järjestelmän rakenne ja toimintaperiaate.

Maarennnn vapaina juvi eur

K

KÄÄNNÄ!

 
 

k PD k

OSA ii

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

-Ag
Bi

ES

 

Selitä, mitä lausekkeessa olevat eri termit tarkoittavat.

2. Tarkastellaan kolmea tuulivoimalaa. Voimala 1 pyörii koko vuoden keskimääräisellä tuu-
len nopeudella vay. Voimala 2 pyörii puolet ajasta kaksinkertaisella (2 x vay) 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:W1.

3. Vauhtipyörän hyötysuhde on 75 %, pyörimisnopeus 18 000 rpm sekä hitausmomentti 50
kgm?. Vastaava energia tulisi varastoida suprajohtavaan sähkömagneettiseen energia-
varastoon, jonka hyötysuhde on 92 %. Suprajohtavan käämin induktanssi on 1 H. Mikä
on käämin virta?

Osan 1 kysymykset ovat arvoltaan kukin yksi piste. Osan 2 kysymyksistä voi saada kustakin 0-3
pistettä.