如果飞行高度高于500米,又低于5000米,由于空气密度下降,飞艇本身的静浮力会下降,因此动升力的增益会被抵消掉。
但是这种情况有利于飞艇整体有效载荷的保持,不至于一爬升到高海拔地区,就出现有效载荷下降,从而导致飞艇飞不上去的情况。
这方便飞艇跨越山脉,以及在高原地区运行。
不过这种设计,可不是其他飞艇制造企业可以模仿的。
如果没有高强度材料,飞艇庞大的结构会在飞行过程中,受到动升力的扰动,造成中间的骨架断裂,最后在空中解体。
有材料优势的海陆丰公司才可以如此设计飞艇。
看了飞艇公司的设计方案后半部分,江淼再次看向万高峰:“高峰,设计团队询问碳化硅管能否作为光伏板?”
万高峰如实回答:“是的,老板,设计团队的一个飞艇设计工程师,以前尝试过使用太阳能薄膜,覆盖到飞艇顶部,用于提升飞艇的自持续航能力,他了解过碳化硅材料的特点,知道目前光伏产业中,有使用碳化硅作为基材的光伏板,因此才特定询问,我们公司的碳化硅管能否作为光伏板材料。”
江淼倒是没有想到这个应用,他之前太忙了,还来不及对材料进行全面的测试和深度开发,不过他很快就从记忆之中,搜索到了碳化硅光伏板的相关信息。
目前碳化硅通常不是直接作为光伏板的主要吸光材料来使用,而是作为一些光伏电池结构中的接触层等辅助材料来提高电池性能。
但如果仅考虑理论上碳化硅光伏板的效率,一般可达到20%以上。
若是基于碳化硅接触层的砷化镓太阳能电池等应用,通过减少正面金属使用量、增大表面透光面积等方式,能提高光电转换效率,可使砷化镓太阳能电池接近其理论单结效率27%。
而在光伏逆变器中,碳化硅功率器件可将转换效率从传统硅基的96%提升至99%以上。
通过这些信息,江淼便知道碳化硅管在光伏板方面的潜力极大。
原因就在于碳化硅管的生产方式。
因为碳化硅管是通过向硅管中加入纳米石墨粉末,然后通过激光进行烧结产生的。
如果可以在石墨粉末之中,添加砷化镓之类材料,说不定可以进一步提升其太阳能变化效率。
当然,就是的添加砷化镓之类的材料,没有办法提升光电转变效率,这东西本来就20%左右的光电转变效率,相当于每平方米200瓦的功率,完全可以使用在飞艇上。
以目前最大的蓝鲸3号飞艇原型设计方案,其上半部分面积达到10万平方米左右。
如果全部铺设碳化硅管编织的布料,以每天发电8小时计算,理论上每天可以发电16万千瓦时。
至于采用碳化硅管作为蒙皮布料,会不会增加整体重量,其实并不会。
江淼之所以如此肯定,是因为他知道原来的设计方案中,采用硼布作为蒙皮基材,好像有涂抹防光照的特殊涂层,蒙皮的整体重量达到70吨左右。
碳化硅管的直径大概就一百多纳米,采用单层编织,每平方米重量才246克左右,20万平方米的蒙皮大概就是50吨左右。
主要是去掉了防光照涂层材料,在减少了很大一部分重量,而且其强度非常高,可以实现单层编织。
加上配套的光伏配件,差不多和之前的方案一样重。
毕竟碳化硅管在耐高温上,比普通碳化硅材料还好很多,这东西根本不需要涂抹防光照涂层,同时期使用寿命比硼布高两三倍。
江淼向包闻达吩咐道:“等材料生产出来,你们在这边组建一个光伏研发实验室,看看这种超薄碳化硅管布料的光电转变效率如何,如果可以达到20%左右,就不用考虑掺杂砷化镓先,直接生产一批给飞艇公司使用。”
“没有问题。”对于这种事情,包闻达自然来者不拒,这可是增加民勤集团产业多元化的好事情。
“说到新材料的生产,特制豆丝工厂的改造工作进行到哪了?”
包闻达思考片刻:“老板,目前已经改造了两个车间,只要工艺资料到位,预计调试一两个星期,就可以开始试生产了。”
“很好。”江淼对于民勤集团的进度非常满意。
第二百四十九章 超低温蒸发
时光荏苒。
转眼间,民勤县已是天寒地冻的十月底。
经过近一个月的调试,两个特种豆丝生产车间已经完成了调试工作,目前可以开始生产普通硅豆丝纱线、碳化硅管纱线。
同时另外两个新车间,也在紧锣密鼓的改造,预计今年十二月底可以投入使用。
而十月份刚刚成立的民勤光伏实验室,五十多个相关的科研人员也陆续到位。
从一家光伏企业跳槽过来的光伏实验室负责人黄玉冠,还有从中科院挖过来的研究员谢瑞麟,此时已经拿到了新鲜出炉的碳化硅管材料。
他们一拿到材料,就迫不及待进行尝试。
编织好的细布,由于碳化硅管非常细,直径普遍在124纳米到127纳米之间,因此这东西编织成的细布,并不是透明的,而是黑漆漆的颜色。
接好了光伏板的其他配套元器件,黄玉冠抬头来吩咐道:“打开检测设备。”
“好了,黄总监。”
“启动模拟光照系统。”
“是。”
随着模拟光照照射在漆黑一片的碳化硅管布料上,检测电流、电压、电阻之类的设备,也收到了各种数据。
首席研究员谢瑞麟盯着仪器上的数据,同时手上的圆珠笔快速记录着这些反馈的数据。
半个小时后。
“谢博士,情况怎样?”
谢瑞麟微微抬头:“效果比预期好一点,平均光电转变效率为21.7%左右。”
“哦?”黄玉冠对于这个结果有点惊讶:“如果这个数据,那就可以考虑直接生产了。”
“直接生产也可以,黄总监,你知道这东西的成本是多少吗?”
黄玉冠在光伏企业干过五六年,非常清楚其中的情况,他笑着说道:“这种碳化硅管的成本非常低,至少我们内部采购会非常便宜。”
“具体多少?每平方米多少钱?”
“工厂那边按吨计算成本,一吨的生产成本差不多8万块钱左右。”
谢瑞麟提了提眼镜,目光非常震惊:“一吨8万?”随即他拿起桌面的一份文件,翻了翻其中的参数:“每平方米246克左右…一吨差不多就是4065平方米,一平方米才19.68元?我靠!”
“如果这东西上市销售,估计传统光伏板生产商要全面崩溃。”黄玉冠开玩笑道。
谢瑞麟倒是没有操心这种市场的事情,毕竟他以前在中科院工作的时候,就没有太多参与实际的产业交锋,他摸了摸下巴扎手的胡茬:“黄总监,我听说飞艇公司是打算将这东西安装在飞艇上半部分?”
“是呀!以这种性能,估计不需要10万平方米的光伏发电面积,毕竟如此庞大的面积,发电量太多了,如果用不掉这么多电,飞艇只能选择弃电,或者只能加电池。”
黄玉冠一边回答,一边拿出保密版本的定制平板电脑,找到了飞艇公司的一部分设计资料:
“目前最大的蓝鲸3号飞艇,每小时最大耗电量为1150千瓦时,24小时最大耗电量才27600千瓦时,就算是加上其他升降货物、压缩氢气、制冷之类耗电,一天耗电量也不会超过4万度。”
“如果是这样,10万平方米的碳化硅管光伏板确实太多了。”谢瑞麟拿起圆珠笔计算了一下:“考虑到了在仅仅是作为补充,我认为2万平方米就足够用了。”
对于这个数据,黄玉冠也表示赞同:“2万平方米,理想状态下,一天平均发电3.47万千瓦时,基本可以满足一天86%左右的电力需求。这还可以减少电池配置规模,大概只需要配置之前一半左右的电池即可。”
谢瑞麟笑着摇摇头:“算了,这种事情还是留给飞艇公司那边去考虑吧!我们还是研究一下如何改进技术吧!”
“也是。”
众人讨论起如何改进技术。
讨论了几个小时,他们拿出了好几个改进方向,比如加厚布料、掺杂砷化镓、使用特殊编织结构等。
同时,还有两个小组在进行碳化硅管光伏板的各种测试。
其中包括使用寿命评估、使用年限衰减率、高紫外线环境、强风沙环境、高盐度环境、高温环境、低温环境、真空辐射环境等使用情况和使用寿命评估。
就在此时。
飞艇船坞的穹顶结构,也开始进入了安装阶段。
第一阶段是安装骨架。
一体成形的超轻拱桥结构,轻而易举被吊车吊起来。
“慢一点…”施工方的安全员紧盯着。
突然一阵强劲的西北风裹挟着沙子袭来,非常轻的拱桥型骨架被风吹得不断摇晃。
正在拉扯引导的工人,迅速将牵引绳固定在提前准备的配重上,避免骨架被吹得摇晃起来。
过了一会。
看到风停歇了下来。
施工指挥员赶紧拿起对讲机:“快点,动起来。”
随着骨架的底部镂空榫卯结构,缓缓插入地基预留的高强度钢柱中,几个工人马不停蹄抬巨大的螺帽,将螺帽安装在手臂粗的螺丝上。
安装好之后,另一组工人拉着高压气枪将螺帽螺丝和钢柱表面的尘土吹干净,然后快速喷涂上速干保护漆,紧接着套上一层工程塑料保护套。
这个船坞是最小的一个,长度为300米,宽度为100米,高度同样是100米。
站在地面上,正面呈现出一个半球形,侧面看过去则像一个埋入地下一半的圆柱体。
由于修改了设计方案,之前表面并没有设计光伏板,现在这些船坞的穹顶上,都要安装新型的光伏板,用于增强基地的能源自给自足。
就在飞艇工厂建设得如火如荼的时候。
负责研究新材料应用的民勤研发中心511实验室,他们此时也发现了一个非常有价值的应用。
该实验室主要研究碳化硅管的深度应用方面。
其首席研究员张树立看着眼前的的实验设备,脸上不由自主地兴奋起来。
只见,随着设备的负压系统启动,源源不断的纯净水从底部的污水箱中被抽上来。
不到二十分钟,一立方米污水就被抽了90%左右。
张树立拿起采样器,抽了20份样品,送到了研发中心的检测实验室中,让他们进行一次全面的成分检测。
在等待检测报告的时候,他们又陆陆续续实验了十几次,使用了当地的城市污水、附近盐湖的咸水、实验室自己调配的化学污染水,分别接下来抽水实验。
等拿到了检测报告后。
“张博士,好消息,好消息…”6一个研究员脸上满是喜色。
“结果出来了?”张树立一下子从座位上弹起来。
那个研究员喘着粗气:“呼呼…出来了,结果是超纯水。”
“好好好…”张树立拿过检测报告,他看得非常仔细,身体甚至在微微发抖,因为他太兴奋了。
“张博士,我们成功了。”