Фазовый переход вода-лед. Теплоаккумулятор

РЕКЛАМА НА ФОРУМХАУС

Это я даже комментировать не могу.

 

Похожая тема https://www.forumhouse.ru/threads/134251/

Уточню. У нас есть знергия, которую можно получить с 1 м3 воды в теории при определенной температуре на улице. И есть данные сколько получим. Это как с печкой - есть дрова (энергия), есть печь (наш аппарат), и есть сколько тепла получили. Вас врятли удовлетворит печка, которая работает с КПД 0.1 процент. Даже если дрова бесплатные. Потому что:
1) Стоимость печки будет в несколько сотен тысяч рублей.
2) Дрова на первый взгляд бесплатные, но их нужно привезти.
3) При таком КПД их нужно очень много.

А теперь - серьезно.

Уже приводились, пару страниц назад.

Я уже предлогал на прямую, давайте посчитаем этот вариант.
Берем модуль TEC1-12709, стоит 300р., при дельте 25 градусов дает 0.5 вата.(это если мороз -25). Для 1 кВт - 2000 модулей. 600 000 рублей только на модули. А ведь температура на улице не всегда такая...

Для цикличности. Предложите другой вариант, только без монструозности...

 

А причина какая?
Разве это не реально?

 

VinsentAoki
У нас есть знергия, которую можно получить с 1 м3 воды в теории при определенной температуре на улице.

От нуля градусов и ниже. У меня температура средняя за период ноябрь-март минус 33 Цельсия. В настоящий момент 30, а два дня назад и перед этим целый месяц было 42-46.

VinsentAoki
Берем модуль TEC1-12709, стоит 300р., при дельте 25 градусов дает 0.5 вата.(это если мороз -25). Для 1 кВт - 2000 модулей. 600 000 рублей только на модули. А ведь температура на улице не всегда такая...

Зачем нужен такой вариант. Если тут присутствует движение (лёд движется, когда расширяется), которое можно преобразовать во вращательное и крутить генератор. У генератора КПД 98 процентов, а не жалкие проценты как у модуля.

VinsentAoki
Для цикличности. Предложите другой вариант, только без монструозности...
Выше всё изложил.

 

Но почему? Разве это нельзя осуществить?

Имеем водоём 1 000 х 1000 м = 1 000 000 м. кв.
Вода в нём замерзает на глубину 1 метр.
Это 1 000 000 000 кг.
Удельная теплота плавления льда 340 кДж/кг
Имеем 340 000 000 000кДж энергии = 94444Мвт*час
Для выработки такого количества эл/энергии за год надо иметь электрогенератор мощностью примерно чуть более 10 Мватт.

Пусть используется дизтопливо. Для выработки такого количества электроэнергии отребуется примерно 7 700 тонн.
Стоить это будет 360-390 миллионов рублей.

Если кто-то решит вопрос утилизации энергии выделяемой водой при замерзании и её хранения длительное время, то тогда необходимость завоза 90 процентов топлива в северные районы России, там где имеются естественные водоёмы и есть зима, исчезнет.

У нас сейчас в планах строительство ТЭЦ тепловой мощностью 48 Мватт и + электрической 20 Мватт.
Для этого предполагается ежегодно завозить 400 000 (четыреста тысяч) тонн угля.
Стоимость будет 15 000руб/тонна. Итого 6 миллиардов рублей ежегодно на топливо.

 

Ох меня прет! Опять вы меня на мысль натолкнули!
Нужно поместить в эту емкость контур из трубок. Этот контур можно подключить например к солнечному коллектору. Днем светит солнце и с помощью СК топится лед, а ночью он опять замерзает, выдавая нам кинетическую энергию. Идея так себе, но присмотритесь внимательно! Мы преобразуем очень низкую потенциальную энергию в электричество. Нам не нужны теплонасосы! Нам не нужна высокая температура! Нам надо пару градусов выше нуля, чтобы растопить лед. Нам не обязательно ждать ночи. Заморозку и разморозку, можно проделывать десятки раз в день. Достаточно перекрыть контур от солнечного коллектора и подключить его на внешнюю среду для заморозки льда. КПД не играет роли, мы используем дармовую солнечную энергию, причем при любых погодных условиях, нам ведь много не надо, всего пару градусов выше нуля. Все упирается в машину для получения электричества. Она должна однонаправленное перемещение преобразовать в круговое для вращения вала электрогенератора.

 

Я представляю себе это как-то так:

 

Причин много.
Например, крайне медленный процесс замерзания (расширения) льда.
Это сразу ставит крест на почти всех дальнейших решениях.
Потом, кпд процесса невелик, его техническая реализация весьма НЕ проста, попробуйте технически реализовать такое устройство, обратный процесс крайне медленен и если используются большие объемы льда, то он вообще будет длится месяцами.
Соответственно, при больших объемах льда нужны будут и соответствующие материальные затраты и т. п.
Я лучше атмосферный Стирлинг сделаю ватт на 100, который будет работать от дров (печки).
Кто готов спонсировать разработку?

 

Наоборот. Это позволит использовать механическую энергию расширения воды постепенно и так же постепенно её можно преобразовать.

О каком КПД идёт речь?
КПД фазового перехода 100 процентов, т. к., к примеру 1 м. куб. воды всегда превращается в 1.1 (приблизительно) м. куб. льда.
Вода не может же частично замёрзнуть при температуре ниже нуля, а частично остаться в жидком состоянии. Это невозможно.

Если речь идёт о КПД использования движения льда при замерзании и преобразования его в эл/энергию, то это будет определяться тем устройством, которое мы общими усилиями придумаем.

Если использовать те объёмы (от 1 000 000 м. куб) то достаточно один раз за год заморозить и один разморозить воду.

Только понадобится устройство, чтобы сохранить эту энергию и которое постепенно, по мере надобности позволяло бы использовать её в течении года.

А как выше предложено Robosonic, то можно этот процесс повторить несколько раз за год пока стоят морозы.
Летом делать профилактику.

 

А вот мои представления о машине для получения электричества:
Смещение небольшое, но смещать можно тонны. Я нарисовал только два звена, но их может быть больше. Если размер колес сделать большим, то даже при незначительном перемещении, можно будет добиться стабильного вращения электрогенераторов.

 

Тоже хорошее решение. Это позволяет использовать энергию фазового перехода множество раз за время морозов зимой.

И главное.
Не надо движение льда, которое возникает при его расширении преобразовывать во вращательное.
Надо эту энергию использовать в том виде как она есть, т. е. для подъёма груза на высоту.
Таким образом энергия будет запасаться и храниться бесконечно долго.
А вот при спуске этого груза надо отбирать на вращение генератора.
Будет что то похожее на гидроэлектростанцию.
Только тут в электроэнергию будет преобразована потенциальная энергия спускающегося вниз груза, а на гидроэлектростанции это вода.
Можно и тут было не заморачиваться, а поднимать наверх воду, но как? Она же будет замёрзшей.

В качестве незамерзающей жидкости можно использовать водный раствор соли.

Не надо сразу конвертировать расширение льда в электроэнергию. Её надо использовать для подъёма груза на высоту в том виде как она есть

 

А вот составная схема. Пока в левой части происходит расширение льда, в правой наоборот лед тает. Процесс цикличный и может повторятся несколько раз в день. Если все хорошо рассчитать, то электрогенераторы будут вращаться в течении всего дня.

 

А ночью, как видно, не будет.

 

Можно и так. Проблема в том, что высота подъема будет невелика, зато масса груза может быть большая. Это вам не жидкость надо поднимать, а какой-нибудь свинцовый ящик. Только тогда энергия расширения льда будет использоваться эффективно. Потому, что и 10 литров воды и 100 кг свинца будет поднято на 10 см, а потенциальная энергия 100кг свинца будет больше.

 

Может и ночью. Нужно охлаждать только одну из сторон. Другая должна быть наночь немного подогрета, чтобы не замерзла. Я не указал на рисунке, но емкость с антифризом и водой должна быть хорошо теплоизолированна, чтобы нагрев и охлаждение происходили только через контур.