Недостающее звено полной автономии

Вот есть уже такое устройство в природе Rotary Heat Engine (http://www.davinci-mode.co.jp/e/technology.html): позволяет извлекать электроэнергию из разницы температур в 50градС. При наличии достаточно большого сезонного теплоаккумулятора оно позволит иметь зимой не только тепло, запасенное летом, но и электричество. Ну и не только зимой. Т. е. я вижу его использование таким образом: все солнечное тепло гоним в теплоаккумулятор, излишки электричества туда же. В правильно организованном ТА у нас всегда будет вода 60-98 градусов, это позволяет иметь электричество и тепло практически всегда, независимо от погоды. Ну т. е. пережить двухмесячный провал в солнечной генерации реально. Вопрос только в огромной, хорошо теплоизолированной бочке с водой, хотя, есть и более экзотические способы. Как вам устройство, господа автономщики?

 

Надо еще создать тему про акустические генераторы, тоесть такие большие динамики поглощающие вибрации и звук, и преобразующие их в ток.
Ваш вариант правилен конечно но ОЧЕНЬ дорог, так как термопары и элементы Пельтье недешевы если нужно приличное количество электроэнергии, гораздо проще то что вы предложили испльзовать именно как теплоаккумулятор для отопления, а свет от ветряка или Солнца, благо на освещение его надо немного.

 

Я детские игрушки не рассматриваю. А вот роторный генератор может сделать электричество из воды температурой 60-100 градусов. Это реальная вещь. Тогда при отоплении дома всегда можно иметь когенерацию с КПД порядка 7%. Т. е., если теплопотери дома 150-200Квт*ч в сутки, то перед запуском воды в систему отопления из ТА можно снять с нее 10-14 Квт*ч электроэнергии.

 

5 копеек
по своей квартрие могу сказать, что теплопотери (отопление) зимой при разнице температур внутри/снаружи 25°С составляют 2кВт. Итого за сутки 40-50кВт*ч.
С м² наружной стены порядка имеем потери 1,6Вт/(К*м²). При геометрии дома ~15*15*5м конечно получается 200-300кВт*ч в сутки...
Но, во-1, снятие энергии приводит к увеличению её расхода.
Снятие 10-15кВт*ч при КПД 7% заставляет ПОТРАТИТЬ те самые 150-200кВт*ч, во-2- в описании указано: waste heat recovery- то есть использование ОСТАТОЧНОЙ энергии- той, которая на обратке. То есть охлаждая воду от +60°С до окружающей среды- Вы с КПД 7-14% будете получать эл-во, потребля ВСЮ тепловую энергию воды!
В-3, давно писал, повторю:
чтобы отапливать мою квартиру сутки, нужно охладить воду с +95°С до комнатной (Вы же не собираетесь её замораживать?) в количестве 617кг. С ОЧЕНЬ горячей до тупо холодной! И так каждый день! То есть чтобы говорить о хоть сколь-нибудь длительном периоде отопления за счёт ТА- мне нужно поставить "бачок" на N*650 кг кипятка!
Для Ваших прикидок в сутки надо охладить 2,5 тонны кипятка! Unreal imho...

 

Я и пишу ОГРОМНЫЙ ТА. По моим расчетам, для дома с теплопотерями 100Квт*ч в сутки, при наличии примерно 20квт источников солнечной энергии (это могут быть коллекторы, солнечные панели, неважно), в зимний сезон возникает дефицит 6700Квт*ч тепла. Т. е. нам нужен теплоаккумулятор объемом 100куб.м.(вода), нагретый к началу сезона до 99Гр. Далее, когда нарастает угасание солнечной инсоляции, тем не менее, какое-то количество солнца все равно мы имеем. Причем, 20квт - это не шутки, а посветит солнышко часа 3-4, куда деть 60-80квт*ч энергии? А в теплоаккумулятор. Далее, теплопотери дома вынуждают нас выбрасывать 100квт*ч тепла ежесуточно. Мы можем их выбрасывать, пропуская через указанное устройство. Температура нагревателя 80-99, температура холодильника 40. Имея систему отопления теплыми полами, мы можем указанным теплом (40 градусов) обогревать дом. Устройство, при выработке электроэнергии на каждые 100Квт*ч тепла с температурой 80градусов даст нам электроэнергию 7Квт*ч и тепло 93Квт*ч с температурой 40градусов, коим мы топим дом. Вот идея в этом. Понятно, что есть много вопросов, но принципиально идея реализуема. Кроме того, это радикально закрывает вопрос с обычными аккумуляторами. Т. к. пока есть тепло в бочке - будет и электричество. А летом тепло можно просто выбрасывать наружу, там таких жестоких провалов в генерации не будет.

 

При наличии 100 кубов кипятку о тёплых полах можно не думать имхо.
Важнее будет качественно этот "кубик" с ребром 4,6метра теплоизолировать.
И сразу- не пишите Т=+99°С- это возможно только при непрерывном кипячении воды.
+80-90°С реальные ЧИСЛА...
У же упоминал- в инете находил проект использования в кач-ве ТА грунта под домом- километры пласт. труб, кубические декаметры песка- к этому стоит присмотреться.
На крайняк в цоколе сделать супер бассейн.
А для ЭГ модно брать окружающую среду в кач-ве холодной стороны охладителя воды с waste heat...

 

Теплоизолировать по-любому, иначе остынет быстро. К тому же нам здесь нужно беречь тепло с высокой температурой. Делать ТА так, чтобы была качественная стратификация. Вверху - почти до конца сезона 80-90, внизу, что угодно - вплоть до 0. С водой 80-90 согласен. В качестве охладителя - именно система отопления дома. Смысл только в том, чтобы тепло, которое не смог утилизировать электрогенератор - использовать на обогрев.

 

А, собственно, почему? Поясните, пожалуйста.

 

потому что для воды +99,9°С- предельная температура жидкого состояния, +100°С- уже парообразование.
И при ненулевом теплообмене- или Вы и F_Tao предполагаете построить ТА в идеальном термосе или котёл с избыточным давлением?- температура будет непрерывно падать до состояния равновесия с окружающей средой.
Что ж так народ любит закладывать в расчёты (которых, кстати, опять ну нет нифига!) нереальные числа?- +100°С, 10 лет работы гены, 25 лет для инвертора, 12-15 для АКБ? Не знаю...

 

На самом деле, нагреть до 99 градусов 100тонн воды никакой проблемы нет, если быть точным. Подводите снизу теплоноситель с температурой 99 градусов и тупо ждете. Я же не пишу до 100. При хорошей теплоизоляции, скорость падения температуры от максимальной можно просчитать точно. Я считал теплопотери для таких условий: емкость - идеальный стальной шар, толщиной 8мм, утепление - описывающий куб с толщиной грани 0,4 м, материалом с Кофф. теплопроводности 0,038Вт/(м*К). Температура емкости с водой 99, температура окружающей среды -15. Теплопотери 382Вт. В одном градусе ТА "сидит" 116квт*ч. Т. е. на 1 градус ТА остынет за 303 часа. Почему я не смогу нагреть его до 99 градусов? Проблема в том, что нагреватель будет всяко выше 100, поэтому вверху вода может и закипеть, а внизу - еще не прогреться.

 

При 100 кубовом ТА цена него будет огого, если конечно это не халява.
Гораздо проще на эти деньги поставить нормальный ветряк, и отапливатса электричеством, а ТА поставить на 2-3 куба для подстраховки от безветрия, и солнечные коллекторы тоже.
Просто сам ТА 100 кубов может выйти не очень дорого но все необходимое чтобего так нагреть... Ну вы поняли.
Ну и солнечные батареи конечно, тем более что переход в погоде от солнечной к пасмурной обычно сопровождаетса увеличением силы ветра, но проблема с аккумуляторами останетса, 12 лет для них обычно предел, хотя это немало по идее.

П. С.
А ваабще запасать тепло на ВСЮ зиму мне кажетса не совсем правильным, зимой хоть и холодно но всеже не всегда, иного и Солнце светит и ветер дует.

 

Цена вышеописанного ТА 100кубов будет около 500т.р. Конечно, можно и нужно искать более оптимальные решения, а наличие в автономной системе ветряков, тепловых насосов, конечно меняет ситуацию, тогда и ТА не нужен такой большой. Но при любой комбинации энергетических установок (солнце+ветер) вам все равно придется закладывать их с избытком, чтобы гарантированно не замерзнуть зимой в темноте. Даже если средняя выработка будет перекрывать ваши потребности, без ТА вы не сможете утилизировать пиковую выработку энергии. Имея связку ТА + роторный генератор, проблему с электричеством и теплом точно можно решить полностью. А деньги...Все меняется. Солнечные панели уже по 22рубля/ватт можно в китае купить. В самом японском продукте тоже никаких неразрешимых загадок нет. Умельцы на токарном станке такую штучку сваяют. Ну, в общем, принципиально полная автономия за счет солнца и ветра возможна!

 

А можно конкретизировать?
ну типа яма такая-то, бочка такая-то из такого-то материала, теплоизоляция такая-то столько-то метров толщиной?
Просто мне ТА представляется самой сложной задачей в этой системе. И в тоже время самым слабым звеном, не представляю как обеспечить долговечность и ремонтопригодность.

 

Ну технически я себе это представляю все-таки как наземную бочку, герметичную, стальную. Платформа - пеностекло 40см, стальное основание уже на пеностекле (нужно смотреть не раздавит ли), деревянный каркас со всех оставшихся 5 сторон с утеплителем, крыша, боковая кондейка для оборудования. На крыше строения - гибридные солнечные панели (ну те, которые PV+T). Ну дырки для загрузки - разгрузки. Как минимум четыре - верхняя с максимальной температурой для нагревателя роторного генератора, для обратки от нагревателя роторного генератора, где-то в середине - еще для системы отопления, внизу для обратки системы отопления. Развязать систему отопления с аккумулятором теплообменниками, чтобы в ТА движения жидкостей небыло (изолируем от кислорода и не нарушаем стратификацию). Дырки для ТЭНов (нужны на разных уровнях, чтобы поддерживать максимальную температуру в верхней части), дырки для теплоносителей от солнечных коллекторов. Строение где-то рядом с домом, трубы отопления под землей. Холодильник генератора - в систему отопления. Как-то так. Но я не практик. Детально не продумывал. Найдутся более светлые головы по части обвязки.

 

Max94, не меняйте по ходу условия. В первом посту Вы говорили про 99 цельсиев, потом уже про 99,9.
При 99 град вода кипит на высоте ~300 метров - практически все "местные" живут ниже. Ну и почему я не могу нагреть воду до 99 ? Могу и нагрею (другое дело - насколько это нужно).
Не путайте парообразование и кипение - это разные процессы. Чем выше температура тем активнее парообразование, но при этом общее давление практически не растёт в отличие от кипения - вот там действительно давление "прёт вверьх".
С расчётами Вы совсем не правы - есть расчёты. Они очень просты, метода такова. Главный параметр - сколько нужно энергии (лучше в кВтч), чтобы нагреть 1 литр или кг воды на 1градус. Также выражаем и теплопотери дома в кВтч на градус перепада между тёплым помещением и забортным воздухом. После этого задав Тмин и Тмакс воды в баке, Вы легко оцените требуемый объём для определённого перепада температур в помещении и "на воздухе". Я для себя написал программку, тепловой модели дома с реальными температурами, которые можно взять из данных НАСА и потери ТА через собственную теплоизоляцию тоже учитываю.
Ясно что дом должен быть тёплым (толщина утеплителя типа минваты около 40-60 см) с очень хорошими (по тепловым характеристикам) окнами, с рекуперацией воздуха и большим ТА. Объём теплового аккумулятора я оцениваю от 40 тонн и выше. Немцы HAASE, делают такие баки до 100 кубов из композитных материалов - такие баки прослужат дольше чем само здание.