Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Fotowoltaika
Proszę, dodaj wyjątek dla www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Przydomowa elektrociepłownia - pomysły

04 Gru 2010 19:22 7226 13
  • Poziom 9  
    Witam.

    Od jakiegoś czasu interesuje się alternatywnymi źródłami zasilania oraz odnawialnymi źródłami energii.

    Zastanawia mnie czy możliwe jest stworzenie małej elektrociepłowni z pieca własnej konstrukcji (kolega ma firme kotlarską) na ekogroszek albo popularne ostatnio pelety czy też paliwa naturalne.

    Cały projekt wyglądałby tak:
    kocioł z wodą --> przegrzewacz pary (lub nie w zależności od stopnia trudności) --> turbina --> prądnica --> regulator --> odbiorniki (lub akumulatory)
    Do wałka turbiny podłączona byłaby przekładnia 80:1 (w zasadzie podwójna bo 20:1 i 4:1) i dalej prądnica lub alternator. Dostęp do tokarek i kadry jest, z frezarkami to samo.
    Para przechodząca przez turbinę szła by do wymiennika ciepła (ogrzewanie CO) i dalej do zbiornika gdzie pompa wpompowywałaby ją ponownie do pieca.

    Zabezpieczenia:
    - czujnik ciśnienia pary z zaworem upustowym
    - ups na pompę wody oraz sterownik pieca
    - sterownik analogiczny do sterowania piecami miałowymi

    Założenia:
    -ogrzanie domu szeregowego (łącznie 400 m2)
    -prąd dla jednego domu (500-600 kVh na miesiąc - większość w ciągu dnia)
    -osobny budynek (piwnica)
    -wysoka izolacja termiczna

    I teraz najważniejsze pytania, na które nikt z nas (3 osoby związane z projektem) nie potrafią odpowiedzieć.

    Jesteśmy bardzo pozytywnie nastawieni dlatego może trzeba obniżyć nasz zapał..
    zatem proszę o ocenę:
    - realność projektu?
    - jaką moc można uzyskać z turbiny od samochodu ciężarowego (może być inna przekładnia, ale doczytałem, że turbina wkręca się na max 200tys obrotów dlatego też ok 2,5 na wyjściu) i jakie ciśnienie musiała by otrzymać taka turbinka, żeby działała
    - czy turbina będzie musiała mieć system chłodzenia? Jeśli tak czy wystarczy np. 10 litrów w jakimś "grawitacyjnym" systemie z małą chłodnicą?
  • Fotowoltaika
  • Poziom 2  
    Zaczynając od wątpliwości:
    - wiesz, że każdy ciśnieniowy kocioł jest pod nadzorem UDT?
    - nie znam żadnych przekładni mogących w cyklu ciągłym przenosić 1-3 kW
    - pomysł z turbiną z aut (taką silnikową, tak?) poroniony z racji bardzo szybkiej korozji, problemami z uszczenieniami...
    - myślisz, że tak łatwo przenieść 200k obrotów na jakąkolwiek przekładnię?
    - zdajesz sobie sprawę z hałaśliwości takiej instalacji?
    Niech mnie ktoś poprawi jeśli się mylę.

    Pomysł generalnie bardzo dobry, sam o tym myślę, tylko wykonanie problematyczne.
    Pomyślałbym raczej o zbudowaniu sobie małego silnika parowego. Możliwe jest zbudowanie go z tanich materiałów, nawet tworzyw sztucznych, i zakres obrotów przyjazny.

    Trochę dyskusji jest na Link

    Tak naprawdę to dla domku jednorodzinnego powinno się celować w 1-3 kW energii elektrycznej w ciągłej produkcji do magazynowania w akumulatorach i wykorzystywania w szczycie. Biorąc pod uwagę sprawność całego procesu, to energii cieplnej powinno być minimum 3x więcej.

    Podziel się swoimi przemyśleniami technicznymi, konstrukcyjnymi.
  • Fotowoltaika
  • Poziom 35  
    W związku z projektem nasunęły mi się takie refleksje:
    1. Im większa instalacja tym większa sprawność, zatem trudno sobie wyobrazić sensowną sprawność w tak małej instalacji
    2. Trudno sobie także wyobrazić rozpalanie kotła rano, wygaszanie wieczorem (bo trzeba spać). Koszty rozruchu są bardzo duże, o wiele mniej kosztuje utrzymanie instalacji w ruchu. Zatem praca całodobowa. Dyżury sąsiedzkie, czy pracownicy najemni? (koszty wynagrodzenie, ZUS itp).
    3. Jaki sposób gromadzenia energii elektrycznej w czasie, gdy jest niepotrzebna (w nocy) - akumulatory - na dobę trzeba zgromadzić około 10 kW energii, przy równomiernym obciążeniu. To "mieści się" mniej więcej w 5 szt akumulatorach 12V 100 Ah. Do kompletu musi jeszcze być falownik o mocy rzeczywistej (ciągłej) minimum 2 kW z możliwością synchronizacji z siecią lub z układem przełączania, czyli taki duży UPS.
    4. Rozumiem, że w czasie, gdy nie trzeba ogrzewania - czyli latem - całość zostaje zatrzymana i nie produkuje nic?
    5. Co to za jednostka kVh ?
    6. Turbina w samochodzie nie ma wielkiej mocy. Jej zadaniem jest jedynie zwiększenie ciśnienia powietrza dolotowego do cylindrów i nie będzie się nadawała do produkcji energii elektrycznej wespół z alternatorem. W tym układzie będzie musiała przenieść określoną moc, a raczej jej konstrukcja na to nie pozwala (wytrzymałość łopatek, oś wirnika, łożyskowanie)
    7. Ponieważ chyba nikt nie "ćwiczył" tego zastosowania turbiny, to nie wiadomo czy będzie wymagała chłodzenia
    8. Turbina pracuje w środowisku gazów spalinowych i nie wiadomo jak się zachowają jej łożyska w środowisku pary wodnej, czy nie nastąpi zatarcie
  • Poziom 22  
    Nie znam się za bardzo na alternatywnych źródłach energii, ale trochę rozmawiałem ze znajomymi z Anglii (mieszkałem tam 2 lata) o napędzie wodorowym, od jednego z nich dostałem ciekawy schemat z opisem jak to zbudować. Schemat i opis pochodzi ze stanów, jest w języku angielskim, jak by był ktoś zainteresowany to wstawię.
  • Poziom 10  
    Witam
    Pomysł ciekawy niestety nieopłacalny i trudny do realizacji.
    Może lepszym pomysłem będzie pompa ciepła ze studniami pionowymi i kolektory słoneczne do ogrzewania, natomiast do wytwarzania energii elektrycznej można zastosować baterie słoneczne ???
  • Poziom 13  
    "Elektrownie" D. Laudyn, M. Pawlik, F.Strzelczyk - polecam lekturę. Jest tam sporo informacji, które Kolegę skutecznie powinny zniechęcić. Ale jeśli Kolega chce to wszyscy chętnie będą śledzić pracę na tą instalacją.
    Dużym problemem stanie się kwestia dystrybucji energii o czym pisali już przedmówcy. Chyba że nadmiar energii pójdzie "w gwizdek". Jest to przedsięwzięcie raczej mocno kosztowne.
  • Poziom 12  
    widziałem prototyp takiego urządzenia opartego o silnik Stirlinga, w przypadku małej turbiny nie osiągniemy wysokiej sprawności, tylko monstrualnie duże turbiny mają wysoką sprawność
  • Poziom 12  
    silnik Stirlinga może pracować na marginesie każdego pieca C.O. Sprawność ok. 40%, niskie obroty; do napędzania prądnicy konieczna przekładnia
  • Poziom 16  
    Witam może lepszym rozwiązaniem jest zastosowanie agregatu prądotwórczego o mocy tobie potrzebnej układ chłodzenia silnika wykorzystać przez wymiennik do ogrzewania a całość zasilać np.gazem ziemnym lub LPG .
  • Poziom 9  
    Skomplikowany drogi i prawdopodobnie niewystarczająco wydajny będzie taki system. Na waszym miejscu zastosowałbym reaktory biomasy zwane popularnie zgazowywarkami.
    Taki system składałby się z :

    - Silnika albo kilku silników benzynowych (lub wysokoprężnych lecz odpowiednio zmodyfikowanych tzn. z aparatem zapłonowym, świecami i cewką zapłonową)
    - Zespołu zgazowywarki tj. zbiornika i podajnika biomasy, reaktora, filtrów oraz osadników.
    - Pomp, chłodnic, elektro-zaworów, akumulatorów i całej aparatury wspomagającej np. sondy lambda, czujników dymu/tlenku węgla, spryskiwaczy w przypadku pożaru, gaśnic itp.

    A jak to będzie działać:
    Biomasa ze zbiornika poprzez sterowany elektronicznie lub mechanicznie podajnik wędruje do reaktora. Tam jest zamieniania na gaz drzewny, który następnie zostaje oczyszczony i schłodzony przez zespół filtrów i chłodnic. Proponowałbym zastosować dwa takie zespoły, ponieważ w przypadku czyszczenia można by zwyczajnie przełączać się pomiędzy zespołami zapewniając w ten sposób pracę ciągłą takiej elektrowni. Dalej jak nietrudno się domyśleć gaz trafia do silnika/silników. Mogą one być zaprzęgnięte do generatora/generatorów 230V, lub podłączone do kilku/kilkunastu alternatorów które ładowałyby zespół akumulatorów. Dalej odpowiednie przetwornice zamieniałby 12 lub 24V na "gniazdkowe" 230V. Oczywiście w przypadku większego zapotrzebowania na energię obroty silnika spadają więc musiałby działać mechaniczny (np. odśrodkowy znany z silników od kosiarek) lub elektroniczny system otwierający przepustnicę gazu. Ciepło z silnika można pobierać podłączając w miejsce chłodnicy samochodowej domowe kaloryfery. Pompa wody w silniku powinna sobie poradzić z przetłaczaniem wody przez dom lecz jakby okazała się za słaba trzeba by wykonać wymiennik ciepła z osobną pompą. Dodatkowo można pod wał silnika za sprzęgłem "podpiąć" np. peleciarkę i w razie potrzeby przetwarzać wióry czy inne odpady na pellet.
    Oczywiście przydałaby się aparatura zapewniająca minimum bezpieczeństwa takiego systemu, czyli na pewno dobra wentylacja. Może to być wiatrak podpięty pod wał silnika łańcuchem czy paskiem, który usuwałby śladowe ilości trujących gazów (choć takich być nie powinno) i ogromne ilości ciepła na zewnątrz. Fajnie by było zastosować sondę lambda, która przez odpowiedni sterownik badałyby zawartość tlenu w gazie drzewnym i w przypadku pojawienia się jego w ilości zagrażającej wybuchem instalacji wygaszałaby reaktor przez zamknięcie elektrozaworów. Czujniki dymu i dobre gaśnice też myślę są konieczne nie trzeba chyba tłumaczyć dlaczego ;).

    Jak wszystko, nasz system też ma swoje wady i zalety:
    Wady:

    - Koszta, koszta i jeszcze raz koszta. Trzeba zastosować grube blachy, kupić silniki, prądnice i całą aparaturę, która tania nie jest. Dobrze jak sami to pospawamy, bo w przypadku oddania komuś do pospawania zgazowywarki, filtrów, czy nawet głupich stojaków na silniki koszta szybko pójdą w dziesiątki tysięcy złotych. Oczywiście trzeba doliczyć również koszta eksploatacji, napraw itp.
    - Czyszczenie zespołu każdorazowo zajmie nam trochę czasu. Dobrze jak filtry zbudujemy tak że wystarczy wpompować wodę, która nam wszystko ładnie wypłucze. Ale w przypadku usuwania popiołu ze zgazowywarki należałoby wygaszać reaktor lub wykonać skomplikowany system usuwający popiół.
    - Naprawa silników. Wiadomo, olej trzeba wymieniać, czasem wymienić jakiś element i nie zawsze są to dwie śrubki...
    - Wątpię, że ktoś odbierze dom z taką instalacją w piwnicy. Ale tu przychodzi z pomocą kontener albo jeszcze lepiej przyczepa ala wagon mający mniej niż 25m^2, który po prostu stawiamy na działce ;).


    Zalety:

    - Wystarczy tylko przydomowe ujęcie wody i jedyne media które nas "łączą" z resztą świata to kanalizacja i internet .
    - Nie interesuje nas że na ulicy nie ma prądu bo wiaterek mocniej zawiał albo Pan Zdzisław podłączył spawarkę samoróbkę wielkości samochodu i poszły "korki" w elektrowni.
    - Nie straszne nam rosnące ceny gazu czy elektryczności (kuchenkę mamy na prąd oczywiście ).
    - Przy zastosowaniu odpowiednio dużej zgazowywarki i silników odpowiedniej mocy można prąd i ciepło sprzedawać sąsiadom po okazyjnych cenach i kupować za to ekogroszek czy inne odpady drewniane :D.

    Zdecydujcie sami co wyjdzie prościej i taniej, polecam oczywiście "google", czy portal "drewno zamiast benzyny". Rozejrzyjcie się też po złomowiskach zobaczcie co ile kosztuje podliczcie koszta i do pracy :).
    Pozdrawiam
  • Poziom 9  
    kreslarz napisał:
    W związku z projektem nasunęły mi się takie refleksje:
    1. Im większa instalacja tym większa sprawność, zatem trudno sobie wyobrazić sensowną sprawność w tak małej instalacji
    2. Trudno sobie także wyobrazić rozpalanie kotła rano, wygaszanie wieczorem (bo trzeba spać). Koszty rozruchu są bardzo duże, o wiele mniej kosztuje utrzymanie instalacji w ruchu. Zatem praca całodobowa. Dyżury sąsiedzkie, czy pracownicy najemni? (koszty wynagrodzenie, ZUS itp).
    3. Jaki sposób gromadzenia energii elektrycznej w czasie, gdy jest niepotrzebna (w nocy) - akumulatory - na dobę trzeba zgromadzić około 10 kW energii, przy równomiernym obciążeniu. To "mieści się" mniej więcej w 5 szt akumulatorach 12V 100 Ah. Do kompletu musi jeszcze być falownik o mocy rzeczywistej (ciągłej) minimum 2 kW z możliwością synchronizacji z siecią lub z układem przełączania, czyli taki duży UPS.
    4. Rozumiem, że w czasie, gdy nie trzeba ogrzewania - czyli latem - całość zostaje zatrzymana i nie produkuje nic?
    5. Co to za jednostka kVh ?
    6. Turbina w samochodzie nie ma wielkiej mocy. Jej zadaniem jest jedynie zwiększenie ciśnienia powietrza dolotowego do cylindrów i nie będzie się nadawała do produkcji energii elektrycznej wespół z alternatorem. W tym układzie będzie musiała przenieść określoną moc, a raczej jej konstrukcja na to nie pozwala (wytrzymałość łopatek, oś wirnika, łożyskowanie)
    7. Ponieważ chyba nikt nie "ćwiczył" tego zastosowania turbiny, to nie wiadomo czy będzie wymagała chłodzenia
    8. Turbina pracuje w środowisku gazów spalinowych i nie wiadomo jak się zachowają jej łożyska w środowisku pary wodnej, czy nie nastąpi zatarcie


    1. ok, w 100% rozumiem, myśleliśmy bardziej o piecu 40-45kW to już nie jest mała konstrukcja ( ;) ) - pozatym domy są wybudowane jako "pasywne" (no może nie do końca, ale sporo pracy w to włożono)
    2. podobnie jak piece na ekogroszek (kolega pracuje w firmie, która je wytwarza) zasobnik i podajnik starczający na min 4-5 dni (z reguły przy piecach 25 kW to ok 7 dni w duże mrozy) - praca ciągła
    3. o UPS i instalacji w sieć domową nie trzeba się martwić - zezwolenie z ZE też jest, instalacja podpięta - wyjścia zrobione, przełącznik automat również. Pozatym automat przełączałby się np. na niektóre urządzenia, które ładujemy w nocy - ipaq'i, laptopy, komórki, podobnie można zrobić z zamrażalką, np. w ciągu dnia utrzymuje -1 a w nocy mrozi do -10 (stoi w piwnicy) - także wykorzystanie prądu też nie jest takim dużym problemem.
    4. niestety prawdopodobnie tak...
    5. mój błąd = pośpiech
    6&7. wykonanie wzmocnienia na oś i trwałe przytwierdzenie np. do ściany + ołożyskowanie nie jest problemem, wszystko można dotoczyć. Właśnie pytanie jak policzyć moc takiej turbiny... jakieś wzory? Normalnie turbina działa w temp o przekroju 800-1000*C (chyba, że się mylę to proszę o poprawienie), para przegrzana ma max 300 (zdaje się, że nawet tyle nie)
    8. a czy w spalinach nie ma wody? Pamiętam jak mając starego opla to leciała woda z rury, bo auto "produkowało" zbyt dużo wody



    Zyongoo napisał:
    Zaczynając od wątpliwości:
    - wiesz, że każdy ciśnieniowy kocioł jest pod nadzorem UDT?
    - nie znam żadnych przekładni mogących w cyklu ciągłym przenosić 1-3 kW
    - pomysł z turbiną z aut (taką silnikową, tak?) poroniony z racji bardzo szybkiej korozji, problemami z uszczenieniami...
    - myślisz, że tak łatwo przenieść 200k obrotów na jakąkolwiek przekładnię?
    - zdajesz sobie sprawę z hałaśliwości takiej instalacji?
    Niech mnie ktoś poprawi jeśli się mylę.

    Pomysł generalnie bardzo dobry, sam o tym myślę, tylko wykonanie problematyczne.
    Pomyślałbym raczej o zbudowaniu sobie małego silnika parowego. Możliwe jest zbudowanie go z tanich materiałów, nawet tworzyw sztucznych, i zakres obrotów przyjazny.

    Trochę dyskusji jest na Link

    Tak naprawdę to dla domku jednorodzinnego powinno się celować w 1-3 kW energii elektrycznej w ciągłej produkcji do magazynowania w akumulatorach i wykorzystywania w szczycie. Biorąc pod uwagę sprawność całego procesu, to energii cieplnej powinno być minimum 3x więcej.

    Podziel się swoimi przemyśleniami technicznymi, konstrukcyjnymi.


    - nie wiedziałem, że UTD ale mam nadzieję, że do zrobienia ten przegląd/nadzór?
    - da się zrobić, odpowiednie łożyska (takie jak w turbinach) i 2-podparcia dla nich + precyzyjna tokarnia oraz prasa i da się zrobić (mam nadzieję)
    -to pewne, że pojawią się takie problemy? Jeśli udałoby się osiągnąć parę przegrzaną to jest ona "sucha" - jakiś pomysł na alternatywę?
    -nie jest łatwo przenieś to napewno, precyzja + precyzja + precyzja
    -tak dokładnie zdaje sobię sprawę dlatego też oddzielne pomieszczenie 10 metrów od budynku, całkowicie pod ziemią i przysypane 50 cm gleby + porośnięte trawą.

    napisałem o 500-600 kW a to jakieś 0,7-1,2 kW na godzinę, przy ciągłej produkcji i chcemy ograniczyć magazynowanie...

    w zasadzie główny powód to ciepłownia (3 domy - mieszkamy my + wynajem), mamy tani dostęp do wierzby energetycznej, członek mojej rodziny ją choduje/uprawia/sadzi - zwał jak zwał ;)

    o jakie szczegóły techniczne chodzi? Bo można o tym bardzo dużo pisać ;)

    elektronik1313 napisał:
    Witam
    Pomysł ciekawy niestety nieopłacalny i trudny do realizacji.
    Może lepszym pomysłem będzie pompa ciepła ze studniami pionowymi i kolektory słoneczne do ogrzewania, natomiast do wytwarzania energii elektrycznej można zastosować baterie słoneczne ???


    Dzięki za ocenę, jednak co do kosztów to się nie zgodzę, w porównaniu ze studniami i kolektorami to pryszcz tak naprawdę + to, że sami mamy dostęp do maszyn, rzemieślników tylko wiedzy nie ma 100%

    powtórzę jeszcze raz, że baterie słoneczne to astronomiczna kwota za 3-4 tys. z 2 kW dziennie max.. i to za sam kolektor
  • Poziom 24  
    Cytat:
    tylko wiedzy nie ma 100%

    Chyba powinno być o, co najmniej, jedno zero mniej.
    Polecam lekturę :
    Cytat:

    Cytat:
    jakieś 0,7-1,2 kW na godzinę

    Jakaś nowa wielkość fizyczna? Może przyspieszenie mocy?
    To jest forum techniczne. Tu nie operujemy czakramem napięcia lub mocy.
    Przeczytaj i przemyśl lekturę poleconą przez jacekzat1.
    Ponadto podręczniki fizyki dla szkoły podstawowej i gimnazjum.

    Potem sformułuj pytanie jeszcze raz.
    Chyba, że wierzysz w moc sprawczą słów: frezer i tokarz.

    Tym niemniej życzę sukcesu.

    Pozdrawiam
  • Poziom 12  
    nie słuchaj pesymistów im nic nie wychodzi już na starcie, radziłbym rozważyć użycie silnika Stirlinga, widziałem na targach nowoczesny piec C.O. z wbudowanym takim silnikiem w jedną ze ścianek. Motor dwucylindrowy napędzał prądnice, same zalety, jest cichy i do pracy potrzebuje jedynie ciepła w tym przypadku pochodzącego z paleniska, idealne rozwiązanie dla użytkowników którzy mają własne paliwo typu trociny słoma itp.Ten egzemplarz który widziałem pracował na ekogroszku i nie wymagał stałego nadzoru co w przypadku urządzeń wysokociśnieniowych może być konieczne
  • Poziom 12  
    spirol napisał:
    ... radziłbym rozważyć użycie silnika Stirlinga, widziałem na targach nowoczesny piec C.O. z wbudowanym takim silnikiem w jedną ze ścianek.


    Piece takie najlepiej szukać pod hasłem "Combined Heat and Power" - CHP.

    Jest też np. firma WHISPERGEN - http://www.whispergen.com/

    Urządzenia te grzeją dom - jest to "zwykły" combi-bojler - a efektem ubocznym ;) jest generowanie prądu.

    Przykładowy filmik: