БЪДЕЩЕТО ...................

Информация за слънчевата радиация и слънчевата енергия. Теория, модели, калкулации, реални данни.

Модератори: Mateev, Admin

Re: БЪДЕЩЕТО ...................

Мнениеот backo » 23.11.2012 00:15

Агро, и твоята кола бълва 85% от енергията във вид на топлина. При стационарни приложения тя се ползва, не се изхвърля. Ако ще смяташ кпд, смятай го коректно, като за когенерация. И сравни с реалните при дв. на Стърлинг, например http://ebookbrowse.com/paper-biedermann ... d340470303

А със следващия ти пост съм 100% съгласен. Разглеждам биомасата като резервен, не като основен източник. Няма нужда да влизаме в безсмислен "дуел".
backo
 
Мнения: 105
Регистриран на: 12.02.2011 21:13
Местоположение: София

Re: БЪДЕЩЕТО ...................

Мнениеот agro » 23.11.2012 01:22

С написаното исках само да подкрепя твърдението, че не недостига на топлина е проблема, а нуждата от механична енергия, която се опитваме да произведем от топлината. И понеже термодинамиката не дава всичката топлина да се превърне в работа, оставащата нископотенциална топлина ни идва в повече.Дори да се научим да я съхраняваме за използване при необходимост, струва ми се, че производството на механична енергия ще бълва все повече и повече остатъчна топлина при настоящите масови технологии за производство. В един момент ще стигнем етапа да я изхвърляме не защото, като в момента, не знаем как да я съхраним, а защото просто няма да има какво да я правим, дори и съхранена. Когенерацията е решение сега, когато още не знаем как "да я пазим за зимата", но трябва да се научим да произвеждаме работа без топлинен излишък, /което никоя масова горивна технология не предлага/, за да не разхищаваме енергията на горивото, когато не ни трябва нито отопление, нито охлаждане. Така че рано или късно пак ще стигнем до слънчевата енергия и по-добре отсега да се ориентираме в тази посока. Половинчатите мерки като ефективни когенератори и топлинни помпи ще решават проблема за нашия отрязък от живота, но ще отнемат от усилията за кардинално решение за бъдещето след нас, а времето може да се окаже недостатъчно.
"На всеки сложен въпрос има прост и разбираем за всички грешен отговор"
agro
 
Мнения: 265
Регистриран на: 05.10.2012 22:29

Re: БЪДЕЩЕТО ...................

Мнениеот NRG » 23.11.2012 03:17

agro написа:...че не недостига на топлина е проблема, а нуждата от механична енергия...

Мисля, че има проблем с дефинициите тука.
Нуждата ни от механична енергия не е кой знае каква. Имаме нужда от евтин, удобен и ефикасен медиум за трансфер и съхраненине. В случая електрическата енергия се брои като тази с най-висока стойност, поради универсалната й приложимост, следвана близо от химическите носители, поради тяхната висока енергийна плътност по маса и обем. Механичната енергия, в тези класации се класира на много задни позиции, понеже е трудно съхранима и преносима.

agro написа:...В един момент ще стигнем етапа да я изхвърляме не защото, като в момента, не знаем как да я съхраним, а защото просто няма да има какво да я правим, дори и съхранена. Когенерацията е решение сега, когато още не знаем как "да я пазим за зимата", но трябва да се научим да произвеждаме работа без топлинен излишък, /което никоя масова горивна технология не предлага/, за да не разхищаваме енергията на горивото, когато не ни трябва нито отопление, нито охлаждане. Така че рано или късно пак ще стигнем до слънчевата енергия и по-добре отсега да се ориентираме в тази посока. Половинчатите мерки като ефективни когенератори и топлинни помпи ще решават проблема за нашия отрязък от живота, но ще отнемат от усилията за кардинално решение за бъдещето след нас, а времето може да се окаже недостатъчно.

Да, общо взето, точно това аз мисля, че не е правилния подход, понеже (според мен) няма да можем да изскочим с върховното, универсално-приложимо, единствено решение. Не е оправдано да ползвам само слънце, ако живея под водопад, или в джунгла, или на вр. Ботев. Тоест, където и да съм, ще ползвам даденостите по термодинамични приоритети. "Термалният излишък" според мен е голямата работа за улавяне. Двигателчето, което показах накракто по-горе, позволява да се обърне топлина с делта-Т от 100ина градуса с 10ина процента ефективност. Според мен, това е огромна стойност и в играта с тия мижатурни проценти ще изскочат големите промени, тъй като, както всички сме съгласни надявам се - евтина топлина на корем.
NRG
 
Мнения: 112
Регистриран на: 12.01.2009 20:50
Местоположение: Кюстендил

Re: БЪДЕЩЕТО ...................

Мнениеот backo » 23.11.2012 10:06

NGR, лют фен съм на Стърлинга, но при 100-тина К не може да се получи толкова високо кпд. Но и 3% да са, пак е нещо.
Бъдещето наистина е свързано с жонглиране с малките dT. Термопомпите, например, свалиха стандартите за топлообменниците от 10 на 5К, а на водното отопление - от 70-90С на 30-45С. Малко по малко се отварят "дупки" от по 30-100К, които може да се ползват, засега - само на теория, тук-там подкрепена с някой експеримент.
Една бърза сметка на око - къща с нискотемпературно отопление(40С, 30кВт) се отоплява от терморезервоар, загрят до 80С. Ако енергията се прекара през Стърлинг, работещ при ниско dT, и кпд-то му е цял 1% при 40К, ще получим 300Вт механична енергия. Захранихме циркулационните помпи с "нищо". Пак е нещо.
backo
 
Мнения: 105
Регистриран на: 12.02.2011 21:13
Местоположение: София

Re: БЪДЕЩЕТО ...................

Мнениеот NRG » 23.11.2012 12:03

backo написа:NGR, лют фен съм на Стърлинга, но при 100-тина К не може да се получи толкова високо кпд. Но и 3% да са, пак е нещо.
Бъдещето наистина е свързано с жонглиране с малките dT. Термопомпите, например, свалиха стандартите за топлообменниците от 10 на 5К, а на водното отопление - от 70-90С на 30-45С. Малко по малко се отварят "дупки" от по 30-100К, които може да се ползват, засега - само на теория, тук-там подкрепена с някой експеримент.
Една бърза сметка на око - къща с нискотемпературно отопление(40С, 30кВт) се отоплява от терморезервоар, загрят до 80С. Ако енергията се прекара през Стърлинг, работещ при ниско dT, и кпд-то му е цял 1% при 40К, ще получим 300Вт механична енергия. Захранихме циркулационните помпи с "нищо". Пак е нещо.


Предицкията за КПД на системата при температури на операция T(~140C,~27C) е ~10%.
Eff1.png
Eff1.png (60.66 KiB) Прегледано 6673 пъти

Тестовете потвърждават предикциите, като се посочват един ред подобрения, които могат да се направят. Измерената ефективност на двигателчето при Т(~185C,~27C) e ~20.5% (виж http://power.eecs.berkeley.edu/publications/minassians_Stirling_Engines_for_Distributed_Solar.pdf), което отговаря на ~50% от достижимата ефективност по Карно ~41.1%.

След това авторите правят прогноза, че при дадени модификации на дизайна, КПД от ~16% (66% Карно) процента е постижимо, при T(~130C,~27C) за двигател с макс. мощност от 2-3кВ.

Сега, тия работи аз не си ги измислям. Описани са подбробно и могат да се прегледат чрез прикачените преди някой пост линкове.
NRG
 
Мнения: 112
Регистриран на: 12.01.2009 20:50
Местоположение: Кюстендил

Re: БЪДЕЩЕТО ...................

Мнениеот backo » 23.11.2012 15:01

185/27, дори 130/27 си е директна работа на Стърлинг от термален панел с изхвърляне на отпадната енергия в атмосферата, при това не през лятото. Като цяло комплекта е аналогичен на фотоволтаик, но с ограничен живот поради наличието на механични части. През 2007-ма имаше шанс да се получи цена, съиизмерима с цената на фотоволтаика, но сега - няма шанс.В сегашната ситуация има вариант да се ползва термалната енергия, но тогава 27-те градуса отиват нагоре(по fig.2 отместваме ефективността на Стърлинга надясно). Получава се максимална ефективност на системата при около 50% на соларката, 12% на стърлинга и 6% за цялата с-ма. Отново няма смисъл - на същата площ може да се монтират термален панел+фотоволтаик и да се получат същите термална и електрическа енергия. Повишаване на ефективността може да се получи с по-ефективен термален колектор, например параболичен, но това означава минимум едноосен ротатор, а на тази тема г-н Матеев е описал многократно горчивия си опит. Стърлинга има бъдеще, но то все още е далечно.
Отделно, за да има смисъл, живота трябва да е поне 100000часа, колкото е на компресор за термопомпа. Тази конструкция с гънещи се пластмаси няма шанс да бъде оптимизирана до такъв етап. Засега единствената конструкция, способна да работи толкова дълго, е "free piston".
backo
 
Мнения: 105
Регистриран на: 12.02.2011 21:13
Местоположение: София

Re: БЪДЕЩЕТО ...................

Мнениеот agro » 23.11.2012 21:37

Правилна е забележката на NRG, цитирам:"Мисля, че има проблем с дефинициите тука.
Нуждата ни от механична енергия не е кой знае каква. Имаме нужда от евтин, удобен и ефикасен медиум за трансфер и съхраненине. В случая електрическата енергия се брои като тази с най-висока стойност, поради универсалната й приложимост, следвана близо от химическите носители, поради тяхната висока енергийна плътност по маса и обем. Механичната енергия, в тези класации се класира на много задни позиции, понеже е трудно съхранима и преносима."

Под механична енергия класифицирах най-същественото приложение на цитираните от NRG енергии. В крайна сметка електроенергията и химичните горива с висока енергийна плътност се използват основно за превръщане отново в механична енергия - всевъзможни двигатели, работещи и те със загуби на топлина. А предположението ми е, че рано или късно ще достигнем "топлина на корем", дори по-скоро, отколкото предполагаме, по пътя на увеличаващите се наши потребности от механична енергия, дефинирана по по-горното определение. Това е така, защото потребностите от нископотенциална топлина за отопление бързо ще се наситят, когато започнем ефективно да усвояваме получената от производство на механична енергия топлина. Процеса на производство на последната обаче ще продължи да нараства и след това, съпроводен с полагащата му се част отпадна топлина. Тоест, усвояването на топлината трябва да ни занимава дотолкова, доколкото да усвоим сега наличната неизползвана такава до удовлетворяване на нуждите. А ако имаме директен добив на механична енергия /в частност електрическия и предшественик/ от неизчерпаемия източник слънце, голяма част от проблемите отпадат от само себе си. Не съм маниак на тази тема, но дотам ме водят непретенциозните ми размишления. Естествено, че ако живея "под водопад", ще използвам ВЕЦ, а когато няма електропровод и слънце, ще запаля дизела.
"На всеки сложен въпрос има прост и разбираем за всички грешен отговор"
agro
 
Мнения: 265
Регистриран на: 05.10.2012 22:29

Re: БЪДЕЩЕТО ...................

Мнениеот agro » 23.11.2012 21:45

Още едно уточнение - през цялото време говоря за топлина, създадена от човека като съпътстваща производството основно на електрическа енергия от горива. Не разглеждам използването на природните топлинни източници за енергийни нужди, смятайки, че то се разбира от само себе си.
"На всеки сложен въпрос има прост и разбираем за всички грешен отговор"
agro
 
Мнения: 265
Регистриран на: 05.10.2012 22:29

Re: БЪДЕЩЕТО ...................

Мнениеот NRG » 18.12.2012 10:20

Здраво Живо,

Прибрах се в татковината миналата седмица и за да не взема да свърша нещо полезно се захванах с проект за стирлинг. Идеите и амбициите, които следвам са същите, както в предишни постове.

И така...Основните проблеми на стирлинг конверторите се състоят в постигане на голяма площ за термообмен и херметизация. Попадал съм на статии, които твърдят, че и за двете решението е използването на течни бутала в комбинация с квази-некомпресируем флуид - напр- вода. Тези устройства се наричат флуидини и можете да намерите информация в мрежата за тях. Флуидините са изключително елегантно решение. Потенциално, при точно проектиране, тези устройства могат сами да регулират работната си честота при различни термални потоци от топла и студена страна.

Да, обаче от 70-те насам няма работеща високо-ефективна флуидина, въпреки огромния й потенциял. Ван Де Вен предлага използването на флуидина за мобилно хидравлично задвижващо устройство - да замести ДВГ + Механични предавки + Химични носители с Флуидина + Хидравлична предавка + Термални батерии. Проекциите за КПД и пробег са фантастични...Но целия проект е още ембрион и има огромни трудности (виж http://www.sciencedirect.com/science/ar ... 8109000494).

За моя проект реших да си взема от идейте за флуидината, поне що се отнася до херметизацията. За проблема с термално-обменната площ реших да използвам Ротативен Стирлинг (с цилиндрична симетрия, изместващото бутало е по оста на цилиндъра).

Целта на мероприятието е уползотворяване на нископотенциална топлина.

Начина на кратко е да се постигне херметичен съд с колкото се може по-високо налягане и колкото се може по-голяма термално-обменна площ.

На по-дълго е:
1. Стара метанова бутилка се реже перпендикулярно на оста й и се изготвя фланец и медна шайба за ставяне отново. Множество проблемации - сигурност, надеждност, прав срез и прочие...Ще опитам все пак - имам си старата бутилка, човек с механична ножовка за среза и лазер за фланеца, както и един другар с газаджийски сервиз, в който ще надуваме бутилката с водичка за проба.
2. Топлообменника (статора) се изгражда в касетка - топъл кръг, студен кръг и регенератор заедно. Направата на последните изисква малко зор, понеже ще бачкаме с дебелостенна стоманена тръба ф18 с 2мм стена. Всеки кръг ще има една намотка с радиус около 10см и дължина определена от тази на бутилката, като за увеличаване на термалната площ ще се лепят редове от ламаринки върху намотката (виж чертежите). Топлия, студения и регенеративния кръг ще са през 120 градуса, като по границата топло студено ще има една изолация от дърво.
3. Буталото за работния цикъл (ротора) също ще е от дърво.
4. Механизъм за задвижване на буталото - това за мен е най-голямата загадка. Ще се опитам да съставя система подобна на флуидината, посредством която двигателя да се саморегулира - вграден хидравличен кръг. По-лесния начин, който най-вероятно ще следвам, е външен хидравличен кръг. Електрически методи отпадат, поне аз не мога да захапя за начин това да стане, но ако имате вариант споделете.
5. Механизъм за извличане на енергията. Тук ще използвам течни бутала. Работния газ в бутилката в идеалния случай ще бъде водород, но дори и само въздух да е, пак няма как да се изработи конвенционално бутало-цилиндър, които да устискат газа вътре. Решението, което аз виждам, е да скача бутилката с един съд с флуид с по-голям визкозитет - спирачна течност, масло, които вече да предават разликите в налягане към даден реципрочен механизъм.
Прикачени файлове
complete.png
complete.png (89.62 KiB) Прегледано 6334 пъти
mech2.png
mech2.png (87.84 KiB) Прегледано 6334 пъти
mechanism1.png
mechanism1.png (123.67 KiB) Прегледано 6328 пъти
NRG
 
Мнения: 112
Регистриран на: 12.01.2009 20:50
Местоположение: Кюстендил

Re: БЪДЕЩЕТО ...................

Мнениеот backo » 20.12.2012 09:04

Ползвай хелий. Ефективността спада несъществено, но е доста по-безопасно, а и водородната молекула е толкова малка, че мигрира дори през стомана. Стискам палци.
backo
 
Мнения: 105
Регистриран на: 12.02.2011 21:13
Местоположение: София

Re: БЪДЕЩЕТО ...................

Мнениеот NRG » 20.12.2012 19:07

Направих малко сметки по системата, с готови калкулатори и методи от тук.

Ето вариации на налягане за един цикъл, при начално налягане ~40bar и Т(87,12)C, като работния газ е Хелий (както backo препоръчва). По Карно 20.83% КПД могат да се извлекат, а според този калкулатор системата достига ~10% КПД, т.е. половината от теоретично постижимото. Moщността е малко под 1кВ.

p-theta (2).jpg
p-theta (2).jpg (69.68 KiB) Прегледано 6218 пъти


pv.png
pv.png (37.23 KiB) Прегледано 6218 пъти


Сметките са силно идеализирани и се правят множество предположения. Не се взема предвид, че топлина ще се провежда през бутилката навън (адиабатичен анализ), предполага се алфа конфигурация със синусоидно движение на изместващото бутало (горе-долу така ще е в този случай), температурата в регенератора се предполага че намалява линейно от топло към студено и прочие. Не се взема и предвид начина на извличане на енергията - триенето в хидравликата.

Да, обаче за тази геометрия не се вземат предвид множество преимущества, като ниското ниво на триене на газа през регенератора, както и допълнителната (почти произволна) площ за топлообмен.


Като направя по-сериозен анализ ще постна, но мисля че +-10% от това няма накъде (надолу винаги може де, но говоря при оптимална изработка).

Проблемите със задвижването на буталото в цилиндъра ще опитам да реша посредством ел. моторче и някакъв механизъм, който още не съм измислил.
NRG
 
Мнения: 112
Регистриран на: 12.01.2009 20:50
Местоположение: Кюстендил

Re: БЪДЕЩЕТО ...................

Мнениеот jhoro » 23.12.2012 00:06

Здравейте всички
От доста време не бях отварял този форум (то и по медиите много-много се споменава за вашият бизнес), но днес реших да го прегледам.
И понеже темата е доста коментирана реших и аз да кажа това-онова.
Към shodan - прав си че 600 лева не са голяма сума, но все пак хората са ти предложили вариант. И аз съм инженер и съм си търсил работа. Случвало се е да ме питат - "Как имаш такава квалификация, като не ти е точно такава дипломата?" Каза че си работил в Лондон. Ами - да дойда, да взема и да те занеса в Лондон на ръце ли? Хващай самолета, има и евтини билети. Не те карам да инвестираш 1000 - 2000 - ... евро. Има и под 100. Като си работил / легално предполагам/ - ще имаш документи, ще се оправяш с езика. Друго не ти трябва.
Към тези които критикуват shodan - "На чужд гръб и 100 тояги/съвета са малко."
Недейте да надценявате собственните си постижения от даден минал момент - а ако не беше станало точно така? Всеки е имал успешни и неуспешни начинания. И никой няма точната рецепта. Има една мисъл "Страшно е ако фалираш един път, но изобщо не е - иако си фалирал поне два пъти."
Матеев - какво те притеснява ако цяло Габрово се кандидатира за обявено работно място? Не Габрово, ами половината България да се запише - ок, ще можеш да си избереш. В другите държави в обявата за работното място си пише директно заплатата или ако зависи от опита - диапазона на заплащане.
Наскоро по друга тема един приятел ми каза - "The use of absolutes and infinitives is a delicate and dangerous prospects at the best of times. Hence my stating things as "Generally" rather than "always." Мисълта е на английски, но се надявам че това не е проблем.
За да успее човек е необходимо да бъде на точното място, в точното време и подходяща нагласа. Имал съм много предложения (от живота най-вече) - някой ги приех, други не. Някой бяха успешни - други не толкова. Да - човек може да научи това което не знае, да се преквалифицира - даже от професор в чистач. Но за всичко трябва време, понякога и в брой. Но не може да промени миналото си, което до голяма степен го вкарва в определени рамки.
Ген. Патън е казал - "Не е трудно да се вземе решение, ако имате всички факти."
Когато питаш в западен форум - някой ти отговаря.
Когато питаш в руски форум - отговаря и също пита.
Когато питаш в български форум - 100 човека ти обясняват, какъв си идиот.
jhoro
 
Мнения: 30
Регистриран на: 01.04.2010 09:11

Re: БЪДЕЩЕТО ...................

Мнениеот NRG » 03.01.2013 00:15

Здравейте,

Сигурно е време вече да спирам да бълвам инфо по напредъка на проекта, който може би само аз смятам за важен за автономна генерация. Ако преча, кажете...

Срязахме бутилката, изрязахме фланците и ги заварихме за бутилката. Усилените болтове за фланеца, наред с гайки и шайби струваха 50-ина лева. Клингерита за гарнитура още 5-6лв, а фланците около 60 и среза 20. Останалото за щастие е безплатно. Утре ще правиме хидро-статичните тестове (ще надуваме с вода). Надявам се на 40-50 бара, което значи че безопасно двигателя ще работи на 20-30 бара. Ще пробваме докато гарнитурата издържи. Има предположения за 100 бара, но аз лично се съмнявам.

Във всички случай ще пробвам и с медна ламарина на 1.0-2.0мм. За фланеца решихме да направим допълнителни усилвания. Когато станат ще кача снимки. Ето какво засега сме направили.

Optimized-kapak.jpg
Optimized-kapak.jpg (55.06 KiB) Прегледано 6063 пъти


Optimized-complete.jpg
Optimized-complete.jpg (94.62 KiB) Прегледано 6063 пъти


Optimized-tqlo.jpg
Optimized-tqlo.jpg (59.93 KiB) Прегледано 6063 пъти


Прикачения файл Optimized-kapak.jpg вече е недостъпен
Прикачени файлове
Optimized-completeBig.jpg
Optimized-completeBig.jpg (43.48 KiB) Прегледано 6063 пъти
NRG
 
Мнения: 112
Регистриран на: 12.01.2009 20:50
Местоположение: Кюстендил

Re: БЪДЕЩЕТО ...................

Мнениеот NRG » 04.01.2013 12:20

С клингерит за гарнитура, бутилката издържа на 60 бара. Повече не сме надували. Сега издирвам меден лист за да го изрежем него, за да повторим до малко повече налягане. Когато системата работи с газ (особено моноатомен), клингерита има по-голяма вероятност да изпусне.

Започва трудната част. Трябва да направим механизма за движение на изместващото бутало (displacer piston), съпътсвано с вкарване на ток в бутилката. Трябва да изградим и касетката с топлообменниците, която ще бъде такава, че да бъде статична с капака на бутилката и ще се нанизва в тялото на бутилката. Всичкото ще трябва да бъде заобиколено от един изолационен слой (пресирана каменна вата най-вероятно), а всяко празно пространство, в което не е предвидено да става термообмен (да се върши работа), ще трябва да бъде уплътнено.

Въобще, в момента има много незнайни, но крайната цел е да можем да изместваме 20-ина литра газ под налягане от топлия към студения кръг, следователно ще получим един пулсиращ съд с амплитуда на налягането около 10-15 бара, при температурен диференциал от 30-40 градуса и честота около 1Хц, което съответства на около 1кВ мощност (виж по-горе). Метода да постигнем това е бърз термообмен (ключето от бараката, след като налягането го имаме вече).
NRG
 
Мнения: 112
Регистриран на: 12.01.2009 20:50
Местоположение: Кюстендил

Re: БЪДЕЩЕТО ...................

Мнениеот Pyramid » 08.01.2013 13:42

Малко офтопик но, Честита Новата 2013-та на всички! Приемете най-добрите ми пожелания, а аз ще доразгледам форума, че с месеци не бях се вясвал :roll:
Не се нахвърляйте в/у ми с ножове и вилици.
Проявете въображение, вземете и сол.
P.S.
И най-сладката мушмула е била зверски тръпчива преди това.
Pyramid
 
Мнения: 302
Регистриран на: 07.10.2007 21:30

ПредишнаСледваща

Назад към Слънчева енергия

Кой е на линия

Потребители разглеждащи този форум: 0 регистрирани и 1 госта