Elektroda.pl
Elektroda.pl
X

Search our partners

Find the latest content on electronic components. Datasheets.com
Elektroda.pl
Please add exception to AdBlock for elektroda.pl.
If you watch the ads, you support portal and users.

Sprawność enegetyczna "wiatraka pneumatycznego"

blue_17 12 Feb 2010 21:31 11824 10
  • #1
    blue_17
    Level 32  
    Witam

    Mam niecodzienny pomysł jak pozyskać energię ze sprężonego powietrza i prosił bym o wypowiedzenie swojej opinii.


    Widząc obracający się klasyczny wiatrak zauważyłem że aby mógł produkować energię elektryczną potrzebna jest "stała" prędkość wiatru.

    Wpadłem na pomysł aby zrobić wiatrak ale pneumatyczny lub zestaw takich wiatraków najprościej mówiąc przerobić lub bardziej zaprojektować od nowa kompresor w który obracające śmigło napędzało by tłoczek następnie przesyłał bym to do zbiornika w którym to powietrze było by sprężane i ze zbiornika można by zasilać jakieś urządzenia pneumatyczne,



    Zaletą wiatraka pneumatycznego nad zwykłym elektrycznym jest to że już jeden ruch tłoka dobija powietrza a nie trzeba stałego podmuchu wiatru,

    I tu dochodzę do sedna jak koledzy myślą jak będzie sprawny taki wiatrak i czy opłaca się nad czymś takim bawić bo nie chciałbym aby była to sztuka dla sztuki, najsłabszym punktem tegoż systemu jest to że w zbiorniku trzeba sprężyć powietrze i to pochłania najwięcej energij, a nie wiem ile by wynosiła sprawność czegoś takiego ?

    Zamierzam zastosować do poprawy sprawności układu jaki stosuje się w turbosprężarkach tzw zmienną geometrię łopatek śmigła.

    http://www.tas-moto.org/motoryzacja-510.html

    http://www.youtube.com/wa...c2awh0O0Bc&NR=1

    Argumentem za może być sprawność silnika pneumatycznego może wynosić ponad 70% a elektrowni wiatrowej ponad 40%
  • #2
    maszkotek
    Level 16  
    Chodzi Ci o coś takiego?

    Sprawność enegetyczna "wiatraka pneumatycznego"
    1. Turbina
    2. Sprężarka
    3. Zbiornik
    4. Silnik
    5. Generator
    niebieskimi rurami płynie powietrze
    czerwone wały przekazują ruch obrotowy


    W klasycznej turbinie wiatrowej kompresor trzeba umieścić w gondoli. Sprężarka powinna działać jak automatyczny hamulec, tj. opór będzie wzrastał wprost proporcjonalnie do kwadratu prędkości obrotowej. Potrzebny jest duży zbiornik na sprężone powietrze, może jakiś inny gaz? Wodór przenika przez ścianki zbiornika więc raczej odpada. W większej skali można magazynować powietrze w jaskiniach głęboko pod ziemią. :P

    Sprawność...
    Jeżeli przekazujemy energię bezpośrednio z wiatraka na generator mamy jakieś tam straty.
    Załóżmy że przez ten sposób akumulacji tracimy połowę energii raz 30% na sprężarce,
    później 30% na silniku. 70%*70%=50%.
    W zamian możemy uwalniać energię kiedy jest ona potrzebna, a sterując przepustnicą silnika regulujemy obroty, co ułatwia robotę dla generatora.
    Dodatkowo na sprężarce wydziela się ciepło, a na silniku wręcz przeciwnie.
    Możemy też łatwo transportować energię, tankować nasz nowy ekologiczny samochód na powietrze, albo za darmo pompować koła w rowerze. :D
  • #3
    palmotor
    Level 14  
    Ale was ponosi fantazja, to co tu wymyślacie będzie miało sprawność całkowitą rzędu 10% :D
  • #5
    jarmusch
    Level 9  
    Licząc bardzo optymistycznie, bez pomijania strat na przekładniach, na przetłaczanie, potrzeby własne, uwzględniając jedynie stratę magazynową wyszło mi, że taka hybryda będzie miała sprawność około 30% to jest poniżej sprawności konwencjonalnej elektrowni.... Jakoś nie wieje optymizmem... Ale i taj jest lepiej niżby magazynować energię w postaci wodoru...
  • #6
    freelink
    Level 10  
    Ten temat poruszałem już w innym wątku. Zresztą nie ja pierwszy.
    Od tego czasu trochę się dokształciłem, popytałem tu i ówdzie. Okazuje się, że to wszystko nie jest takie proste a osiągnięcie sprawności rzędu 30% nie jest największym problemem. Najtrudniejszą sprawą jak się okazuje jest trwałość sprężarek / silników pneumatycznych.
    Problem polega na tym, że współczesne sprężarki - to w normalnych cenach nie nadają się do ciągłej pracy! Podstawowym problemem jest jakość mechaniki, co przekłada się np na problemy z odprowadzeniem ciepła a w efekcie spada sprawność. Rozwiązania technologiczne stosowane w urządzeniach w miarę dużej mocy i nadające się do pracy ciągłej są po prostu zbyt kosztowne.
    To nie tak, że nie da się wykorzystać ogólnodostępnych technologii, jednak ich wydajność będzie mocno ograniczona podczas mocniejszego obciążania zaś żywotność spadnie do takiego poziomu, że ekonomicznie całość nie będzie miała sensu.
    Nie jestem specjalistą, ale brzmi to sensownie.
  • #7
    Mariuszczs
    Level 19  
    Sprężarka przeznaczona do pracy ciągłej to po prostu sprężarka od ciężarówki.
  • #8
    freelink
    Level 10  
    Obawiam się, że sprężarka do ciężarówki nie jest jednak przeznaczona do pracy non stop pod dużym obciążeniem. Jeśli ilość uzyskanej energii ma być znaczna a zakładam, że nie interesuje nas kosztowna instalacja wiatraka pozwalająca zmagazynować energię porównywalną z UPS'em to sprężarka ciężarówki będzie słaba.
    Nie zapominajmy jeszcze o pewnym drobiazgu a mianowicie zbiorniku powietrza, który wcale nie jest tani, za to powinien być raczej spory więc trudny do schowania. Do tego koszty eksploatacji, oleje, filtry itp itd...

    Żeby było jasne - jestem wielkim zwolennikiem interesujących rozwiązań, a szczególną wagę przywiązuję do technik magazynowania energii jako klucza do sukcesu jej alternatywnych źródeł. Wbrew pozorom moce uzyskiwane z wiatru czy słońca są całkiem spore, ale energia dostępna jest w sposób nieciągły, w małych porcjach a jest jej najwięcej wówczas, kiedy nie jest potrzebna (latem w ciągu wietrznego i słonecznego dnia, kiedy jesteśmy na wakacjach, lub w pracy). Sukces osiągnie ten, kto zmagazynuje te małe porcje energii i zbuduje układ, który będzie potrafił oddać je w sposób maksymalnie użyteczny.

    Urządzenie musi być akceptowalne cenowo, jego bezawaryjna praca przewidywana powinna być na 15-20 lat zaś osiągana energia powinna umożliwić zwrot kosztów w jakimś realnym terminie (np. 5 - 10 lat). Urządzenie musi potrafić wytworzyć szczytowo 5 kW przez 0,5 h/dobę, nominalnie ok 3,5 kW 230VAC przez 4 h/dobę oraz 0,5 kW przez pozostałą część dnia. Takie rozwiązanie - spełniające wszystkie powyższe kryteria da jego autorowi fortunę, bo uniezależni sporą część ludzkości od dużych elektrowni.
    Jak na razie żadne ze znanych źródeł energii oprócz mikroelektrowni wodnych nie spełnia powyższych kryteriów. Niestety wykorzystanie układu pneumatycznego jest równie nieuzasadnione ekonomicznie...
  • #9
    kaziowichura
    Level 14  
    hmm co nie zmienia faktu że wiele kompresorów używanych jest w pracy ciągłej i mogą to znieść...

    Cena dobrego używanego kompresora na aukcjach to czasami mniej niż 200 zł jeśli mówimy o tych używanych od Ursusów i Starów... i to nie jest sprzęt niskiej jakości - może wytrzymać zakładając że jest dobrze chłodzony i smarowany...

    Agregat nowy do silników o mocy około 3 kW można mieć za około 900 zł... do mocy 5.5kW już za około 1900 zl... 11kW za 3500 zł... i to są ceny za nowy sprzęt w miarę dobrej jakości

    Do tego odolejacz/odwadniacz, filtr no i zbiornik... ze zbironikiem jest trochę problemu i kosztów (ale w typowej opcji 'elektrycznej' mag. energii to również najdroższy element). Nie wiem jeszcze jakiej pojemności trzeba by to miało sens ale sądze że potrzeba to liczyć w conajmniej kilku metrach sześciennych by to miało sens

    dochodzi też kwestia prądnicy i silnika pneuamtycznego ale to akurat nie jest aż tak wielkim problemem biorąc pod uwagę choćby niską cenę szybkoobrotowych prądnic


    POPRAWKA
    przyjżałem się tematowi zużycia powietrza przez silniki i muszę się zgodzić z poprzednikami że to nie jest aż tak optymistyczne.... musze temu jescze się przyjżeć ale to troche zgadza sięz tym co mówią inni

    ... no jakby to ująć w skrócie... przykładowo: by na kompresorze wyciągnąć np 1000 L/m potrzeba silnika ~10kW... następnie silnik pneuamtyczny, który wyciągnie 4kW zużywa 3000L/m... no tak to mniejwięcej wygląda

    Dodatkowo tutaj macie link do artykułu na wikipedii (angielskiej) na temat takiego systemu jak ten proponowany w tym temacie... wbrew pozorom to nie jest nowy pomysł -> http://en.wikipedia.org/wiki/Compressed-air_energy_storage
  • #11
    kaziowichura
    Level 14  
    No cóż, tak czy inaczej wynika z tego, że straty są za duże i wielkość zbiorników potrzebna do zmagazynowania powietrza też. mimo to pewnie kiedyś to spróbuje, może tego lata i podzielę się wynikami

    Inną ciekawą opcją wydaje się wykorzystanie kompresora zasilanego wiatrem jako pompy ciepła