به گزارش «دنیای اقتصاد» محققان در یک گزارش خبری از سازمان انرژی هسته‌‌ای وزارت انرژی ایالات‌‌متحده (DOE) گفتند آنها یک چرخه ساده برایتون حلقه بسته بازیابی شده ایجاد کردند که از دی‌‌اکسید کربن فوق بحرانی (CO۲) به عنوان سیال عملیات استفاده می‌کند. چرخه برایتون (Brayton Cycle) یک چرخه ترمودینامیکی است که پایه کار توربین‌‌های گازی و موتورهای جت است. نام این چرخه، از نام جورج برایتون، مهندس آمریکایی گرفته ‌‌شده که این چرخه را توسعه داد، هرچند نخستین بار توسط مخترع انگلیسی، جان باربر، پیشنهاد شده و به ثبت رسیده بود. این آزمایشگاه مدعی شده که گاز از طریق یک حلقه پیوسته فشرده‌‌شده، گرم و منبسط می‌شود و با استفاده از یک توربین تولید برق می‌کند. پس از خروج سیال از توربین، قبل از بازگشت به کمپرسور برای تکمیل چرخه، در یک رکوپاتور خنک می‌شود.

این گروه چند ماه این سیستم را تحت آزمایش قرار داده است. در آزمایش موفقیت‌آمیز اوایل سال جاری، آنها از یک هیتر برقی برای بالا بردن دمای CO۲ فوق بحرانی به ۶۰۰ درجه فارنهایت استفاده کردند. آنها سپس از دانش الکترونیک قدرت پیشرفته استفاده کردند که از یک شرکت کنترل آسانسور اقتباس ‌‌شده بود تا برق را به پایگاه نیروی هوایی Sandia-Kirtland بفرستند. محققان گفتند که در طول آزمایش، شبکه برق پیوسته‌‌ای به مدت ۵۰ دقیقه دریافت کرد و در زمان پیک نیز ۱۰ کیلووات برق تولید شد که به گفته این آزمایشگاه این مقدار حدود یک‌‌سوم برق مصرفی یک‌‌ خانه متوسط در ایالات‌‌متحده در روز است.

در آزمایش اخیر نخستین بار بود که اپراتورهای شبکه یک پایگاه نظامی موافقت کردند برق را از این سیستم دریافت کنند. پیش‌‌ازاین، هر توانی که در طول آزمایش تولید می‌شد، در بانک‌های‌‌ ذخیره‌‌سازی بار انباشته می‌شد تا از اختلالات احتمالی شبکه جلوگیری شود.  رادنی کیت، مدیر این گروه که روی فناوری چرخه برایتون در آزمایشگاه مستقر در آلبوکرک کار می‌کنند، گفت: ما چندین سال تلاش کرده‌‌ایم که به اینجا برسیم و بتوانیم نشان دهیم که می‌توانیم سیستم خود را از طریق یک دستگاه تجاری به شبکه متصل کنیم که نخستین قدم برای تولید برق کارآمدتر خواهد بود. این در حالی است که بسیاری از تولیدکنندگان فعال امروزی، ازجمله نیروگاه‌های حرارتی مانند نیروگاه‌های با سوخت زغال‌‌سنگ، هسته‌‌ای و گاز طبیعی، از چرخه رانکین مبتنی بر بخار برای تبدیل گرمای تولیدشده به برق استفاده می‌کنند. محققان خاطرنشان کردند که این سیستم‌‌ها ممکن است تا دوسوم انرژی را که به‌طور بالقوه هنگام تبدیل بخار به آب برای تکرار چرخه تولید می‌شود، از دست بدهند.

محققان لوگان رپ و دارین فلمینگ در ۱۲ سپتامبر در گفت‌وگو با وب‌‌سایت POWER اظهار کردند پروژه ساندیا با آنچه در کارخانه آزمایشی STEP در SWRI در حال انجام است، عمدتا به دلیل سطح توان متفاوت است. نیروگاه آزمایشی STEP یک تاسیسات تجاری در مقیاس ۱۰ مگاواتی است، بنابراین الکترونیک قدرت فناوری سنتی‌‌تری است که از صنعت بخار رانکین اقتباس‌‌شده است. ما در حال کار روی ماشین‌‌هایی با مقیاس بسیار کوچک‌تر، با توان کمتر از یک مگاوات هستیم. محققان در ادامه افزودند: ما همچنین از ماشین‌‌های توربو استفاده می‌کنیم که بتوانیم توربین، دینام/  موتور و کمپرسور را روی یک شفت ترکیب کنیم. در این سطح قدرت و پیکربندی توربوماشین، ما از روتور آهن‌ربای دائمی استفاده می‌کنیم که می‌تواند در حالت موتور یا تولید کار کند؛ یعنی در حین راه‌‌اندازی می‌توانیم به روتور چرخشی در حالت موتور برق‌‌رسانی کنیم و هنگامی که این چرخه در دما اتفاق بیفتد، می‌توانیم در حالت تولید، برق استخراج‌‌ کنیم.

اخبار مرتبط