Автономный бюджетный дом

РЕКЛАМА НА ФОРУМХАУС

Предлагаю к обсуждению систему энергообеспечения (электричеством и теплом) бюджетного энергосберегающего дома, в условиях отсутствия электро сети и магистрального газа.

Хотелось бы по возможности усовершенствовать его в процессе обсуждения, определить его эффективность и перспективы реализации.

Концепция системы энергообеспечения (СЭО):
Максимальное круглогодичное использование энергии солнечной радиации и тепла аккумулированного в поддомовом грунте.
СЭО должна быть несложной в реализации и недорогой по стоимости.
Достижение цели энергообеспечения без увеличения емкости АКБ и площади СБ.

Применяемые материалы и устройства:
Солнечные батареи (СБ) с контроллером в комплексе с аккумулятором (АКБ) и инвертрором.
Серийный бытовой кондиционер.
Твердотопливный котел (ТТК).
Водо-воздушный теплообменник (автомобильный радиатор).
Вентиляторы и циркуляционных насосы.

Чтобы не увеличивать АКБ и площадь СБ в период с низким уровнем инсоляции и сильных холодов, для покрытия дефицита тепла и э/э используется ТТК, тепло которого идёт как на отопление и ГВС, так и на получение э/э.
Э/э при этом получают от СБ, установленной рядом с ТТК и которая поглощает ИК излучение от разогретой до нескольких сот градусов поверхности (излучатель) котла.

Чтобы выработка э/э шла и после завершения топки ТТК, излучатель выполняется как высокотемпературный тепловой аккумулятор (ВТТА).
Вариантом исполнения может служить расплав алюминия (+660°С температкра плавления) в специальной полости котла.

В связи с этим вопрос: до какого уровня можно повысить мощность ИК излучения на СБ?

Ведь, чем выше мощность излучения, тем меньше площадь СБ, для получения требуемой электрической мощности.

Понятно, что при этом СБ будет сильно разогреваться, что снижает выработку э/э.
Чтобы предотвратить это, СБ принудительно охлаждается воздухом приточной вентиляции, температура которой зимой минусовая.
Для лучшего понимания, привожу схему СЭО.


1.- ТТК, 2.- бойлер ГВС, 3.- душевая, 4.- санузел, 5.- ВТТА излучатель, 6- 7- СБ, 8- контроллер, 9- АКБ,
10-инвертор.
НБ - наружный блок кондиционера, ВБ- внутренний блок конденционера, ГТО - грунтовый теплообменник для рекуперации стоков ГВС.

Как видно из схемы НБ кондиционера установлен под полом. Это нужно для того, чтобы тепловые потери через пол, потери вытяжки, которая также идёт через подпол на улицу и потери стоков ГВС, которые прежде чем попасть в канализацию отдают тепло поддомовому грунту.
Эти тепловые потери, а также частично тепло грунта поступают в дом через внутренний блок кондиционера. Более подробно это описано в моей теме:
https://www.forumhouse.ru/posts/24434873/, а также есть расчёт теплового баланса дома,
https://www.forumhouse.ru/posts/24554030/
Работа кондиционера, освещение, бытовой техники и т. п. осуществляется за счёт э/э полученной от СБ и накопленной в АКБ.
При нехватке э/э в ночное время или пасмурную погоду, зарядка АКБ осуществляется от СБ, генерирующей от ИК излучения разогретого ТТК. При этом тепло от котла идёт также на нагрев воды ГВС и отопление дома.

Вот в кратце суть предложенной СЭО бюджетного дома. Если есть вопросы, замечания или изменения, прошу написать в своих ответах. Постараюсь ответить на все ваши вопросы.

 

Я не понял, вы предлагаете освещать солнечные батареи светом и теплом от расплавленного алюминия?

 

Вы не поняли - алюминий, чтобы подольше сохранять высокую температуру.
Расплав находится внутри стальной коробки.

СБ не освещаются, а облучаются инфракрасным излучением разогретого до 660+ градусов металла котла.

Свет, это видимая часть спектра излучения. При 660° сталь не светится.
И тепло тут тоже ни причём. СБ от нагревания не вырабатывают электричество.
Термо ЭДС возникает у биметаллов или у элементов Пельтье.

Электрический ток возникает при инфракрасном (ИК) облучении СБ. Но ИК лучи не видимы глазу.
С пирометром их можно увидеть.

 

То есть вы предлагаете держать в доме печь, разогретую до 660 градусов?
Кстати, она будет таки светиться при этом, уже таким вишнево-красным светом. И излучать ИК - то самое "тепло". Коротковолновую часть, выше 840нм, вы видите, длинноволновую ощущаете.

 

Что вас шокирует? Температура горения березовых дров около 880° градусов.
Раньше каждая изба отапливалась печью. И если в котельной будет стоять котел, у которой часть одной из стенок будет иметь Т=660°, то в этом нет ничего страшного.
Кстати температура горения газа у кухонной плиты достигает 1400° градусов. Как Вы к этому относитесь? Вас это не пугает?

 

Температура в котельной будет за 100гр..Но в принципе реально, только костюм пожарника надо прикупить с кислородной маской

 

Сурьезные дядечки, прежде чем утверждать такие вещи (тем более со стебом по отношению к автору) сначала посчитают тепловой баланс котельной, а потом с осторожностью предположат об опасности перегрева.
Тогда это будет считаться обсуждением, а не флудом как сейчас.

Если не знаете как посчитать тепловой баланс, спросите, здесь люди добрые - враз научат.

Всем, кто думает так же. Погуглите температуры банной печи.
Вы ведь не заходите в парную в костюме пожарника?

 

У серьезных дядек, стоят ТТ котлы с электроникой и дисплеями, на которых видно Т дымогазов, и они понимают что

это нереально) А так да, фантазируйте дальше

 

Выкладывая тему для обсуждения, очень надеялся (и все ещё надеюсь), что разговор пойдёт и о реальности и эффективности получения э/э за счёт ИК излучения тела разогретого до нескольких сотен градусов.

Если посчитать мощность излучения от тела разогретого до 660° (по формуле Стефана-Больцмана), то получим примерно 30 кВт/м2.

Основной вопрос при этом, какой % от этой мощности будет преобразован в электрическую мощность?
Так как спектр излучения солнца и разогретой стали, как и мощность излучения, будут отличаться (у солнца не более 1 кВт/м2).

Расчитать это сложно, но вот проверить экспериментально,- не очень, если есть солнечная панель в наличии.
Может этот вопрос заинтересут кого-нибудь из владельцев СБ. Буду весьма благодарен (и не только я), за результаты проведённого эксперимента.

П. С. Большая просьба к желающим обсуждать тему. Пжл обосновывайте свои ответы, если не расчетами, то ссылкой на чей либо опыт или логическими построениями.
В противном случае, тема рискует утонуть во флуде.

 

Любое устройство начинается с идеи (фантазии), прежде чем станет реальностью.
Прогресс идёт благодаря фантазерам, а не скептикам.

 

Ну что сказать..Погугли,есть ТТ котлы, которые ЭЭ делают на элементах пельтье, наши русские, название не помню

 

Спасибо, я в курсе этих разработок.
У них небольшая мощность, низкое КПД преобразования.

СБ батареи в этом отношении ушли далеко вперёд.
При том, что и на улице тоже будут СБ (унификация элементов в СЭО).

 

Первые пункты такого дома если он уже криво построен и перестройка не предполагается:
1) Утепление дома.
2) Аккумуляторы воды, горячей и холодной на чердаке, т. е. выше потребителей. Можно добавить сбор дождевой воды с крыши для технических нужд и полива летом.
3) Проверка проводки на утечки, лучше новую из качественного кабеля провести.

Пришлось во время создания СБ проводить опыт: ИК обогреватель (есть такие с трубками что светят при нагреве) "светил"на рабочую поверхность элементов через стекло, это надо было понять т. к. "вакуумная печь" была на ИК обогреве, так там какие-то крохи были в районе вольта что ли из 20

, т. е. такое применение СБ бесполезная трата ресурсов. Я слышал что есть разработки СБ позволяющие использовать энергию горячих электронов, но это в будущем.

Лучше примените усилия на получение механической энергии из тепловой, а с бюджетным получением э/э из механической проблем думаю нет. Полагаю что это даже очень важный момент в плане бюджетности получения э/э, особенно зимой.

Я видел как взрывается расплав алюминия. Правда на производстве где он жидкий. В качестве дополнительного поражающего элемента -то что он при этом весьма горяч.

И где же хранить продукты если в подполе тепло? В холодильнике? Зачем тратить этот ресурс таким образом? Уж тогда котельную делать в подполе и трубы заново проложить чтоб была естественная циркуляция теплносителя и насосов хотя бы в отоплении не было.

 

Могу провести опыт: 1кВт инфракрасный потолочный обогреватель направить на солнечную панель 60Вт с периодическими замерами тока, напряжения и итоговой мощности за какой то промежуток времени. Но даже не проводя этот опыт, чувствую что полученные крохи энергии не тянут на генератор нужной энергии даже для освещения дома.
Раньше пробовал направлять инфракрасник на трубку от вакуумного коллектора, пытаясь прочувствовать энергетику ИФК-лучей, простой опыт результатов не дал, термометры не почувствовали влияние инфракрасника.

 

@KapSulant, Читайте внимательно, что написано в #1, и не стоит торопиться с выводами, тем более давать советы не относящиеся к сути обсуждения.

Ваш пространной ответ- это сплошной оффтоп, за исключением:

Но на основе этого делать какие-либо выводы, мягко выражаясь - не разумно.

@kivik71, Спасибо за желание разобраться в этом вопросе.

Мои мысли по проведению эксперимента.
Думаю использование ИК обозревателя не совсем верно, потому что мы не знаем насколько его спектр излучения совпадает со спектром разогретой стали.
Поэтому лучше нагреть лист железа и ловить его излучение.
Нагреть можно газовой горелкой или на кухонной плите (духовке) или же ТЭН электроплитки (круглый в виде шайбы).
Температуру можно бы измерить пирометром. Не знаю насколько он точен.

При определении результата, надо иметь в виду, что плотность потока излучения обратно пропорциональна квадрату расстояния между излучателем и приемником.

Но даже если нет пирометра, можно хотя бы проверить будет или нет генерация. И как она зависит от растояния до излучателя.

Насколько я знаю, Вы человек высокообразованный с исследовательской жилкой и думаю спрвитесь с этим. Или же сами предложите др. методику проведения эксперимента.