Układ akumulacji energii prosty, rozpraszalny, łatwo rozbudowywalny.

Jest jakiś serwis, z którego można ściągnąć informację o wysokości terenu z dokładnością metra na siatce kilometrowej. Trochę tego dużo, jak się chce całość, ale może nie potrzeba całości? Chyba, że kogoś interesuje znalezienie dobrego miejsca na "akumulator energii" gdzieś w Ameryce Południowej - a tam akurat są fajne miejsca, coś w tym stylu, jak w powieści A.C.Doyle'a Zaginiony świat, jakkolwiek dinozaurów w takich miejscach nie ma - za mały obszar, żeby wyżywić rodzinę dinozaurów; inne "prehistoryczne" zwierzaki tam są; raczej w ramach ochrony przyrody nie dadzą zezwolenia na wykorzystanie tych miejsc.

Pojedziemy do Gujany to będziemy tam budować
A tymczasem jesteśmy w naszym nijakim, nieużytym kraju i tutaj trzeba coś wykoncypować.
Nie to , że nawet my, ale w sumie myślenie nie boli.

Wynika to z Waszej koledzy ogólnie niskiej kreatywności, ja zaś rzucam konceptami ile wlezie, durne bo durne ale są. Proponuję burzę mózgów ze setki głupot może jeden pomysł okaże się być nie głupi .

zimny8 wrote:

Wynika to z Waszej koledzy ogólnie niskiej kreatywności,.

No to masz.
Proponuję instalację:
Jest w okolicy Leska Płaskowyż Postołowski, niemal płaska terasa o wymiarach ok 2x2km, omywana łukiem Sanu. Wznosi się ok 50m nad San.

Propozycja:
Wykopać dziurę, zniwelować obwałować, uszczelnić asfaltem i będzie zbiornik na górze: powiedz 3 km2, głębokość niech będzie 5m, na dole trochę trudiej, ale można postawi próg wodny pod Góra Sobień i można stworzyć zbiornik dolny tak, aby zalać tylko polder północny (w razie czego coś wykopać), alternatywnie w okolicy Załuża.
I mamy 15 000 000m3 czyli ok 2000 MWh. (czyli tyle co Gora Żar) a chyba jednak dużo prostsza inwestycja.
Zbiornik dodatkowo można by zasilać przez rurociąg grawitacyjny, puszczony od przełomu Osławy pod Mokrem (380 mnpm.) dnem doliny do Płaskowyżu (ok 359m npm.) - ok 20km. - nie wiem tylko jakie taką technologią można by uzyskać przepływy.

Nie wiem jaka dokładnie jest różnica sprawności silników pneumatycznych w porównaniu do hydraulicznych. Ale wiem jedno - u mnie drugie odpadają, a na powietrzu mogę w tri miga (oraz prawie bezkosztowo ) zrobić bez mała 10m różnicy. Posiadam starą studnię o głębokości ok. 6 m obok budynku gospodarczego ok. 4 m wysokości. Woda w studni podchodzi nawet do 1 m poniżej gruntu, więc max róznica wysokości dla wody wynosi 5m. Ale gdybym do tej studni włożył np. stary bojler podłączony tak:

Na dole rura łącząca go ze zbiornikiem na dachu budynku. Na górze druga rura łącząca ten stary bojler z silnikiem pneumatycznym (przyjmę, że w drugą stronę działającym jako sprężarka). Zbiornik na dachu otwarty od góry. Całość ma działać tak: sprężając powietrze woda z bojlera jest wypychana do zbiornika na górze magazynując w ten sposób energię. Woda w studni będzie działała ochronnie na bojler, gdyż ciścienie w bojlerze będzie częściowo równoważone ciśnieniem słupa wody w studni (w sumie ok. 5 m), przez co obniżam też koszty w/w instalacji. Zbiornik na górze ma tylko i wyłącznie wytrzymać nacisk wody, więc może to być byle plastik. Jeżeli dobrze oszacowałem możliwości w/w instalacji to w 1 m3 przy w/w różnicy poziomów moge zmagazynować jakieś 100 Wh.

Tak sobie myślę, że nie musiałbym odzyskiwać energii w silniku pneumatycznym. Jeżeli postawię dwa zbiorniki na tym samym poziomie - jeden hermetyczny podłączony do w/w instalacji ze studnią, a drugi otwarty, to pomiędzy nimi można dać silnik hydrauliczny. Pusty magazyn energii = jednakowy poziom wody w w/w zbirnikach. Jak zacznę pompować wodę ze zbiornika otwartego, to jej ciśnienie w hermetycznym wzrośnie i wypchnie powietrze znad wody do magazynu. Odzysk energii to otwarcie zaworu by w naczyniach połaczonych wyrównać poziom wody. Nie wiem, czy różnica sprawności jest na tyle duża, by się w to bawić, ale jest inna zaleta - trochę dodatkowej energii z różnicy poziomów wody w w/w zbiornikach po naładowaniu magazynu energii.

No tak, jednak 1 m3 wody waży dość dużo, mało który dach wytrzyma 1 kWh
Ale własnie jest to mutacja mojego pierwotnego projektu, tylko zdecydowanie mniejsza skala.
Szkoda też, że nie wypowiedział się nikt kto miałby pojecie o wydajności silników hydraulicznych przemieniających ciśnienie a nie energie kinetyczną wody na użyteczna pracę. A konstrukcja takiego urządzenia byłaby banalnie prosta, efektywność, :pewnie ktoś to kiedyś badał, ale przy sprytnym odbiorze enegii mogła by być duża.

Dach może nie wytrzyma 1 kWh, ale grunt z całą pewnością Czyli wystarczy zwiększyć ok. 2x pojemnośc zbiorników i ten drugi niech stoi na ziemi. Zaletą byłaby mniejsza różnica ciśnień w zanurzonym: 2-3 m słupa wody. A to oznacza, że nawet cienka blacha wytrzyma (może nawet plastikowe beczki). Redukacja kosztów może być warta dwukrotnego zwiększenia objętości. Chociaż nie, objętość może zostać taka sama. Jeżeli górny zbiornik będzie hermetyczny, to połowa energii zostanie zmagazynowana w poduszce powietrznej jaka wytworzy się w jego gornej częsci. Wadą będzie wyższe ciśnienie jakie musi wytrzymać - byle plastik odpada. No i wtedy cała instalacja przy studni (z rurami włącznie) musi wytrzymać ciśnienie, a to oznacza utratę prostoty (nie mówiąc o tym, że woda stanie się zbędna). Jednak góra powinna być otwarta by miało to sens.

Jednak jest cały czas przeraźliwie niska gęstość akumulowanej energii, nawet na potrzeby domu trzeba by zebrać kilkanaście kWh, co przy 10 m słupa wody daje kilkaset m3.

Rozwiązania takie jak zbiornik na górze Żar muszą kosztować wielkie pieniądze, najpierw ogromne wykopy masy ziemi równe pojemności zbiornika później uszczelnienie. Czy nie lepiej zbudować taki zbiornik stojący na ziemi przy rzece?, coś jak ogromny hydrofor z poduszką powietrzną dającą ciśnienie. Dziś budują wieżowce sięgające chmur, myślę że współczesne technologie pozwoliły by na budowę zbiornika mającego pojemność powiedzmy 1/4 z góry Żar. Takich można by zbudować dużo dużo.

Postanowiłem spróbować dokładniej policzyć ile ew. można uzyskać z 10 m i 1 m3 w/g tego wzoru na przemianę izotermiczną (jakbym się gdzieś pomylił to proszę poprawić):

E=p1*V1*ln(p1/p2)

parametry wyniosą odpowiednio:

p1=0.2 MPa
p2=0.1 MPa (atmosferyczne)
V1=1 m3

E=0.14 MJ = 38.8 Wh

Słabiutko, a dla adiabaty będzie jeszcze gorzej. 100 Wh da dopiero podniesienie słupa wody do 20 m lub trzykrotne zwiększenie objetości. Jednak objetość to nie jest taki problem. Np. gdybym miał stare szczelne szambo o głębokości 5 m to mogłbym tanio wykonać w nim cos a'la keson. W ten sposób całe dno byłoby "zbiornikiem cisnieniowym", a cudzyslowu użyłem bo ciśnienie w nim zawsze byłoby równe ciśnieniu wody nad nim (czyli odpada problem wytrzymałości). Można poświęcić sprawność lub gęstość energii gdy jednoczesnie drastycznie redukujemy koszty.

Jeszcze słowo nt. zamiany silnika pneumatycznego na hydrauliczny. Podany poprzednio przykład z dwoma zbiornikami (jeden ciśnieniowy) jaki zaproponowalem jest zbyt skomplikowany. Najprościej można zrobić to tak: bojler w studni i zbiornik nad nią jak opisałem. Ale na końcu przewodu z powietrzem nie ma silnika pneumatycznego (jest otwarty). Silnik hydrauliczny łączy bojler ze zbiornikiem na wodę wyżej. Mamy tu bez mała typową el. szczytowo-pompową, a ciśnienie powietrza w zanurzonym bojlerze będzie równe atmosferycznemu. Jeżeli dobrze kombinuję z zasadą zachowania energii w/w układ może zmagazynować tyle energii co przemiana adiabatyczna, czyli sporo mniej niż wyżej obliczona izotermiczna (różnica energii w cieple).

Moim zdaniem jedyną zaletą "wodno-powietrznych" akumulatorów energii jest bezpieczeństwo. Wszystko można tak wykonać, by nie było ryzyka wybuchu, a to jednoczesnie redukuje koszt. Z tego powodu na wstępie wykluczyłbym wszelkie poduszki powietrzne i inne gdzie ciśnienie powietrza działajace na ściany grozi wybuchem.

gaz4 wrote:

Postanowiłem spróbować dokładniej policzyć ile ew. można uzyskać z 10 m i 1 m3 w/g tego wzoru na przemianę izotermiczną (jakbym się gdzieś pomylił to proszę poprawić):.....

Wydaje mi się błąd obliczeniowy jest w założeniach, ilość zmagazynowanej energii liczy dla rozpręzającego się gazu od objętości A do B, tymczasem mamy układ utrzymujący stałe ciśnienie, wtedy jego pracę można rozłożyć na dwa cykle
1. izobarycze "wypchnięcie" gazy ze zbiornika - czyli praca-= objętość x ciśnienie-prace wykonuje woda.
2. jakieś tam-batyczne rozprężenie gazu - praca jak kolega policzył.

Lub prościej, cała objętość gazu wydmuchiwana jest pod stałym ciśnieniem, podczas, gdy w układzie liczonym standardowo ciśnienie spada liniowo w funkcji uwolnionego gazu - wniosek przynajmniej dwukrotnie większa gęstość magazynowanej energii (trochę więcej- bo woda wypycha jeszcze ten gaz, co normalnie zostałby w zbiorniku, co przy 1 atmosferze dodaje jeszcze drugie tyle energii)

Tak, że nie jest to tak prosty układ do obliczeń.

Zgadza się, jest tu kilka fajnych kawałków do szukania dodatkowej energii Cały czas nie daje mi to spokoju, bo zasada zachowania energii obowiązuje także sprężony gaz. Wrócę do przykładu z silnikiem hydraulicznym: pompujemy wodę o np. 10 m do gory, a cisnienie w starym bojlerze zanurzonym w studni jest stałe (atmosferyczne). W takim wypadku mamy zgromadzoną tylko i wyłacznie energię potencjalną, co dla 1 m3 wody (1000 kg) daje 27.2 Wh. Nawet "na zdrowy rozum" można się domysleć, że jeśli w tym bojlerze zanurzonym w studni będzie gaz pod ciśnieniem, to do energii wody należy dodać także energię gazu. Ale jak tę energię "rozkawałkować"? Bo to może być klucz do usprawnienia takiego magazynu gazu. Np. na początku wątku padł zarzut, że sprężanie gazu daje dużo ciepła, przez co sprawność jest słaba. Ale ciepło to też użyteczna energia, więc co za problem zgomadzić je w bojlerze jako CWU? Tyle tylko, że poza ciepłem wynikającym z ograniczonej sprawności sprężarki jest też ciepło wytwarzane przez zwiększający ciśnienie gaz. Z kolei rozprężający się gaz pobierze ciepło z otoczenia, co w w/w przykładzie oznacza... czerpanie energii ze studni. Czyli taki układ powinien zachowywać się podobnie do pompy ciepła pobierającej niskotemperaturowe ciepło w uzyteczny sposób. Zakładając, że w/w obliczenia sa poprawne, to różnica energii w w/w warunkach wynosi 38.8-27.2=11.6Wh. Pytanie brzmi ile z tej energii zostanie pobrane w postaci ciepła z otoczenia (zakładając idealną przemianę izotermiczną)?

Mam też inny dylemat. Cisnienie w dolnym zbiorniku będzie zależało tylko i wyłącznie od wysokości słupa wody, a nie od jej ilości. Ilośc jest potrzebna tylko po to aby "zaczopować" wylot w czasie opróżniania zbiornika. A co by było, gdybym zrobił taki układ: bojler w studni 6 m poniżej poziomu gruntu, nad nim 10 m rury ktora jest zagięta na tej wysokości i opada do np. stawu? Podczas napelniania cała woda oczywiście trafi do stawu, a podczas opróżniania będzie z tego stawu czerpana. Jednak czy energia energia zuzyta na napelnianie/opróznianie będzie będzie taka sama jak w przypadku zbiornika umieszczonego 10m nad ziemią? Jak zachowa się te 4m rury zasysającej wodę ze stawu by ją następnie przesłać 10 m w dół do opróżnianego starego bojlera w studni? Cofając się do przykładu z silnikiem hydraulicznym wnioskuję, że ta woda będzie spadała, ale energia jaką da sie z niej odzyskać będzie odpowiadała różnicy poziomów 6m, a nie 10m. Jednak przy 10m będziemy mieli znacznie wyższe ciśnienie powietrza niż przy 6m, co z automatu daje więcej energii.

Myślę, że moje "rozkawałkowanie" pracy wykonywanej prze układ wodno-powietrzny jest dobre, oddawać może przekazywanie energii na tłok w cylindrze początkowo przesuwanego izobarycznie, a po osiągnięciu pewnej wartości, pracą rozprężanego gazu (i tu pole do popisu dla dalszych obliczeń)

gaz4 wrote:

Zakładając, że w/w obliczenia sa poprawne, to różnica energii w w/w warunkach wynosi 38.8-27.2=11.6Wh. Pytanie brzmi ile z tej energii zostanie pobrane w postaci ciepła z otoczenia (zakładając idealną przemianę izotermiczną)?
.

Nie rozumiem dlaczego odejmujesz te wartości, kiedy one się sumują razem tworząc gęstość akumulacji energii w tym układzie.
Na pytanie, ile energii dołożonej z zewnątrz wymaga przemiana izotermiczna odpowiedź jest prosta, trzeba policzyć ile mniej pracy wykona przemiana adiabatyczna.
Pobieranie energii z otoczenia powoduje, że przeprowadzamy pełen cykl izotermiczny, po pierwsze sprężamy i częścią energii podgrzewamy wszechświat, a potem rozprężamy i odbieramy sobie tą cześć energii dając się gazowi rozprężać izotermicznie - nie ma tu strat poza niedoskonałością urządzeń.

Dlatego ten pomysł wydał mi się zabawny, bo ciepło odpadowe ( z niesprawności urządzeń i będące immanentną częścią procesu) można by zmagazynować, (jak? - kolejne pytanie) doprowadzając do przemiany hipertermicznej, odzyskamy część strat.

Co więcej- pisałem o tym już wcześniej, mona ciepło doprowadzić dodatkowo, uzyskując użyteczną pracę z dowolnego źródła ciepa.

Wreszcie trzecia możliwość, gdyby taką instalację połączyć z turbiną gazową, uzyskamy układ o olbrzymiej elastyczności, od turbiny pracującej tylko na sprężone powietrze, po turbinę pracującą wyłącznie na gaz - stosownie co w danym momencie mamy do dyspozycji, chcemy przechować czy sprzedać. Gaz do turbiny można też podgrzać z rezerwuaru ciepła- wtedy jakoś niwelujemy problem adiabatycznej, co do zasady, przemiany w turbinie.

Zainteresował mnie jeszcze pomysł pracy na niskich ciśnieniach 2-5 atmosfer, i instalacje będą bliżej siebie, i temperatury generowane przy sprężaniu nie będą tak wysokie, a i wreszcie wytrzymałość zbiorników nie musi być tak duża, więc mogą być wielokrotnie większe.

Dodano po 11 [minuty]:

gaz4 wrote:

Mam też inny dylemat. Cisnienie w dolnym zbiorniku będzie zależało tylko i wyłącznie od wysokości słupa wody, a nie od jej ilości. Ilośc jest potrzebna tylko po to aby "zaczopować" wylot w czasie opróżniania zbiornika. A co by było, gdybym zrobił taki układ: bojler w studni 6 m poniżej poziomu gruntu, nad nim 10 m rury ktora jest zagięta na tej wysokości i opada do np. stawu? Podczas napelniania cała woda oczywiście trafi do stawu, a podczas opróżniania będzie z tego stawu czerpana. Jednak czy energia energia zuzyta na napelnianie/opróznianie będzie będzie taka sama jak w przypadku zbiornika umieszczonego 10m nad ziemią? Jak zachowa się te 4m rury zasysającej wodę ze stawu by ją następnie przesłać 10 m w dół do opróżnianego starego bojlera w studni? Cofając się do przykładu z silnikiem hydraulicznym wnioskuję, że ta woda będzie spadała, ale energia jaką da sie z niej odzyskać będzie odpowiadała różnicy poziomów 6m, a nie 10m. Jednak przy 10m będziemy mieli znacznie wyższe ciśnienie powietrza niż przy 6m, co z automatu daje więcej energii.

W odwróconej U-rurce o wysokości 10m jedno ramię wody równoważy drugie, więc tak naprawdę każde dodatkowe ciśnienie spowoduje przemieszczenie się wody (przy wysokości 10m w zasadzie już powinien zerwać się słup wody i w górnej części instalacji będzie próżnia (tj. nasycona para wodna)).
Tak więc powietrze ze zbiornika pod ciśnieniem większym niż ciśnienie słupa wody o wysokości głębokości studni natychmiast wydmucha całą wodę z rur do stawu (o ie tego powietrza będzie dość, - ciśnienie będzie spadać wraz z rozchodzeniem się gazu po instalacji - dla jasności wywodu zaniedbałem ten efekt)

Dodano po 4 [sekundy]:

Pewnie zauważyłeś, że na sprężonych gazach słabo się znam (ksywka gaz4 może być myląca). Dopiero w tym temacie staram sie cos policzyć, najczęściej ze słabym skutkiem. Powyższe odejmowanie to proba ustalenia za jaką cześć tego wyniku odpowiada pobrane z otoczenia ciepło. Bo założyłem, że energia potencjalna wypartej wody jest równa energii sprężania adiabatycznego (nie potrafiłem tego policzyć, wychodza mi bzdury ). Pomysł z wykorzystaniem odpadowego ciepła ze sprężania można łatwo zrealizowac przy pomocy bojlera. Jeżeli do tego jest on ogrzewany np. kolektorem, to znalezienie kolejnej dawki "darmowej" energii nie będzie trudne. Właściwie należałoby się już zastanawiać jak ją wykorzystać. Na forum "Drewno zamiast Benzyny" był wątek o pompie ciepła na sprężone powietrze. Niewiele z niego zrozumiełem, ale osoba która zna się na rzeczy zaproponowała w nim użycie odwróconego cyklu Braytona, gdzie jednym z elementów jest silnik pneumatyczny. Nie wiem, nie znam się, więc pozostawię techniczną stronę innym.

Pomysł z wygiętą rurką był głupi, ale naprowadził mnie na inny który z całą pewnością się sprawdzi. Cały czas mam problem z uzyskaniem dużej róznicy wysokości, a to mocno odbija się na możliwości sprężania gazu. Ale tak sobie pomyślałem, że jeżeli zbiornik na górze zakończę rurką o wysokości kilkanaście metrów (tyle ma dom + ew. maszt), to spokojnie uzyskam 20m słupa wody. A to oznacza znacznie więcej energii zgromadzonej w zbiorniku umieszczonym w studni, 1 m3 może zgromadzić ok. 100Wh + ok. 30Wh wyparta woda. Oczywiście na dach domu wychodziłaby tylko rura z wodą, a sam zbiornik pozostałby na gruncie, przez co ciągle gromadzi 27 Wh + jakieś grosze ze słupa wody w rurce na domu. W ten sposób przy minimalnych kosztach mogę na płaskim jak deska terenie uzyskać te 20 m i ciągle pracować na zbiornikach o relatywnie niskich ciśnieniach (poniżej wodociągowego). 1 kWh w takim układzie wymagałaby użycia dwu zbiorników po ok. 10 m3, prawdopodobnie wystarczyłyby plastikowe szczelne szamba. Hmmm... co prawda dalej drogo ale aku też za darmo nie rozdają. Co ważne przy współpracy z PV w systemie dobowym (dzień ładowanie, noc rozładowanie) aku zaliczają 1 tys cykli co 3 lata, oznacza to częstą wymianę. Jeżeli udałoby się uzyskać sprawność odbioru energii z naszego magazynu na poziomie 70-80% to śmiało można powiedzieć, że da się zgromadzić 1kWh w przydomowym akumulatorze wodno-powietrznym

Coś nie do końca trąbię założenia tego projekt, po co ten komin odprężający, mając jeden zbiornik powiedzmy 6m nad drugim, i w tym dolnym poduszkę powietrzną o ciśnieniu 0.2 atm (drugi też jest szczelny i pełny?) ciśnienie w nim 0.2- 0.06 atmosfery - ponad to rurka na 14m (by razem było 20m). ????
Co z tego wynika:
- jeśli spróbujemy z tego wyciągnąć trochę powietrza - po prostu będziemy obniżać poziom wody w rurce proporcjonalnie do zmniejszenia ciśnienia w poduszce zbiornika dolnego. Czyli efekt podobny do wypuszczania gazu ze szczelnego zbiornika.
- jeśli ciśnienie w poduszce spadnie do 0,06 atm, wtedy zacznie się zmniejszanie objętości poduszki pod stałym ciśnieniem, w miarę przelewania się wody z góry do dołu- tak jak w podstawowej wersji zaproponowanego przeze mnie układu.
Identyczny efekt osiągniesz mając dwa szczelne pojemniki, początkowo odpuszczając poduszkę, a potem, w odpowiednim momencie otwiera się zawór i wpuszcza powietrze do górnego pozwalając wodzie przelać się do dolnego.

Dokładnie tak ma działać jak opisałeś ale chyba pomyliłeś jednostki, zamiast atm powinno być MPa. Może się mylę, ale moim zdaniem właśnie rura na kominie jest prostsza technicznie. W dodatko tańsza i ogólnie bezpieczniejsza niż poduszki powietrzne lub zawory w górnym zbiorniku które otwierają się po osiągnięciu pewnego ciśnienia. Alternatywą dla komina jak to opisałeś byłby szczelny górny zbiornik który w miarę napełniania osiągnie ok. 0.2Mpa (dla uproszczenia założę 10m słupa wodyw rurze + 10 m różnicy poziomów, w dolnym będzie ok. 3 atm). Pytanie co się stanie gdy po przekroczeniu 3 atm nie odetniemy sprężarki? Oczywiście będzie dalej pompowała i konieczny jest zawór bezpieczeństwa. Kiedyś widziałem filmik gdzie pokazano rozerwanie dętki samochodowej napełnianej powietrzem i drugiej z wodą. Pierwszy wybuch robił zdecydowanie większe wrażenie W układzie z rurą na kominie nie ma ryzyka, bo po przekroczeniu cisnienia 20 m słupa wody nadmiarowe powietrze po prostu będzie uciekało przez tę rurę - całość jest podobna do CO z otwartym naczyniem wzbiorczym. Taka jest przynajmniej moja opinia. W dodatku ten pomysł to zwykła "łata" na sytuację, gdy nie można uzyskać 20m różnicy poziomów dla dwu zbiorników co IMHO stanowi minimum dla przydomowej instalacji.

Myślę, że warto czytelnikom tego wątku dać przykład teoretycznych możliwości tego typu magazynu w różnych konfiguracjach. Proponuję liczyć to dla dwu układów: przydomowego na 20m różnicy poziomów (pełnej, czyli jeden zbiornik 20m wyżej od drugiego), oraz komercyjnej na 100m. Magazynowana energia na 1 m3 zbiornika ze sprężonym powietrzem wyglądałaby tak:

Dla 20m różnicy poziomow mamy 54.4 Wh energii zgromadzonej w wodzie w górnym zbiorniku + 91.5 Wh z powietrza rozprężanego izotermicznie. Razem 146 Wh/m3.

Dla 100 m różnicy poziomów 272 Wh dla wody + 733 Wh dla powietrza rozprężanego izotermicznie. Razem 1005 Wh/m3.

Mam nadzieję, że policzyłem poprawnie. Poprzednio podałeś możliwość podbicia wydajności poprzez wyższą temp. pracy przy odbiorze niż przy sprężaniu. Technicznie można to bardzo prosto osiągnąć przy pomocy dwu bojlerów połączonych szeregowo. Pierwszy chłodziłby sprężarkę wodą wodociągową, czyli max temp. 20 stopni. Drugi to zwykły bojler do CWU który może być dogrzewany kolektorem, a zima kotłem na paliwo stałe, więc można przyjąć min na 50 stopni. Czy mógłby policzyć ile energii zgromadzi powietrze przy takiej różnicy temperatur i ciśnieniach w zbiorniku odpowiednio 0.3 MPa i 1.1 MPa.

Panowie, jak widać, gęstość magazynowanej energii jest tak mała, koszty zbiorników ciśnieniowych tak duże a sprawność układów pneumatycznych tak niska, że nie warta skórka za wyprawkę. Trzeba zrezygnować z wszelkich zbiorników zamkniętych, zastosować otwarte zbiorniki gruntowe, rurę i pompę-silnik hydrauliczny a być może będzie to miało jakiś sens.

Sądzę że odpowiednia budowa, rozmieszczenie i adaptacja zbiorników retencyjnych mogła by służyć wykorzystaniu i akumulacji dostępnej energii w dużo lepszym stopniu niż budowa elektrowni szczytowo pompowych, przy jednoczesnym zachowaniu systemu biologicznego i ekologicznego rzek i zbiorników wodnych.

saskia wrote:

Sądzę że odpowiednia budowa, rozmieszczenie i adaptacja zbiorników retencyjnych mogła by służyć wykorzystaniu i akumulacji dostępnej energii w dużo lepszym stopniu niż budowa elektrowni szczytowo pompowych, przy jednoczesnym zachowaniu systemu biologicznego i ekologicznego rzek i zbiorników wodnych.

Zupełnie nie wiem do czego pijesz, post trochę brzmi jak deklaracja programowa , tylko dla mnie dokładnie na odwyrtke, przecież to zbiorniki retencyjne przede wszystkich ingeruja w biologię rzeki, elektrownie szczytowo pompowe są w tej kwestii skrajnie neutralne, nawet jeśli podpiete pod taki zbiornik.
Poza tym zasoby energetyczne polskich rzek sa bardzo niewielkie i nie do wykorzystania bez kolejnych zapór i progów wodnych. A jak będą zbiorniki z odpowiednim spadem to można i tam budować klasyczne instalacje szczytowo--pompowe.

W tym wątku omawiamy pomysł akumulacji energii., wydaje sie niezbędny do zastosowania na szerszą skalę źródeł odnawialnych

kybernetes wrote:

Panowie, jak widać, gęstość magazynowanej energii jest tak mała, koszty zbiorników ciśnieniowych tak duże a sprawność układów pneumatycznych tak niska, że nie warta skórka za wyprawkę. Trzeba zrezygnować z wszelkich zbiorników zamkniętych, zastosować otwarte zbiorniki gruntowe, rurę i pompę-silnik hydrauliczny a być może będzie to miało jakiś sens.

I tu się mylisz. W sumie gęstośc energii będzie 2x większa niż w typowej elektrowni szczytowo-pompowej. W odpowiednich warunkach zbiorniki ciśnieniowe nie sa potrzebne. Np. jeżeli na głębokości 20m zanurzymy jakikolwiek zbiornik typu dzwon, to uzyskamy możliwość zgromadzenia 54 Wh/m3 z wypartego słupa wody, dokładnie tyle samo co z el. szczytowo-pompowej 20m. Ale powietrze w dzwonie może zgromadzć conajmniej drugie tyle, przy czym ciśnienie wywierane na ściany dzwonu będzie zbliżone do zera. Amatorsko zamiast dzwonu można użyć jakiegoś starego pontonu czy nawet nadmuchiwanego basenu, jedyny problem ze znalezieniem odpowiedniej głębiny (no i takie umocowanie by nie wypłynął po napełnieniu powietrzem). Przy pracy ze stałym ciśnieniem układy pneumatyczne powinny sprawować się znacznie lepiej niż przy zmieniającym się. Z kolei problem utraty energii podczas sprężania w przypadku elektrociepłowni w zasadzie nie istnieje: wystarczy zwykly bojler.

Akumulator kwasowy 12v 84Ah ma 1kwh pojemności waży ~25kg, koszt od 300zł, wytrzyma ~4-5 lat jeśli się go rozładowuje prądem 10 godzinnym, i w 60%, żeby nie zasiarczyć..
Taki proponowany system 1kw to dwa zbiorniki po ~10m3 jeden na dole (keson) z którego powietrze będzie wypychać wodę i drugi z wodą 20 metrów wyżej, tej wody będzie 10 ton, to dostępne było by tylko dla osób mieszkających w górach, i w zimę woda zamarza.... Za cenę zbiorników kupował byś akumulatory przez 50 lat.
Moim zdaniem bez sensu.

Na głównej stronie elektrody są artykuły co nowego w nauce i technologi na świecie, i tam był artykuł o akumulatorach przepływowych, i to by miało sens... Elektrody nie wchodziły w reakcje z elektrolitem, a właśnie elektrolit mógłby być naładowany i w takiej postaci przechowywany w zbiornikach poza akumulatorem, przez to można by zgromadzić tanio więcej energii.
Można też na krótko przechować energię w postaci ciepła, i w dużych systemach to się sprawdza, ale na własne potrzeby chyba lepsze będą akumulatory.

System dwuzbiornikowy to tylko jedno z wielu możliwych rozwiązań. Tak samo zamiast ukladu z dwoma zbiornikami znacznie łatwiej zatopić tylko jeden zbiornik jako bezciśnieniowy dzwon. Wszystko zależy od konkretnych uwarunkowań, magazynem powietrza może być nawet odpowiednio zmodyfikowany zezłomowany statek utopiony w Bałtyku. Do tego rura + jakis balast żeby nie wypłynął po napompowaniu i mamy w pełni funkcjonalny i tani magazyn.

Szamba o pojemności 10 tys litrów kosztują ok 2 tys zł. Jeżeli założymy użycie dwu takich zbirników: jeden nad poziomem gruntu, a drugi zatopiony mamy koszt 4-5 tys zł, czyli aku nie na 50 a ok. 14-17 lat. I to jest max. jakie należy wydac na zbiorniki do takiego magazynu. Minimum to zatopienie w głębokiej studni np. kilku dużych plastikowych beczek, balonu itp. Słup wody nad zatopionymi obiektami tworzy ciśnienie które będzie równe ciśnieniu powietrza wewnątrz, czyli wymagania odnośnie wytrzymałości bez mała zerowe. Koszty też

Utrzymywanae naładowania aku 50 +/- 20% efektywnie zmniejsza sprawność o polowe. A opisywany uklad działa sprawnie w calym zakresie

Wysokos. 30-50m mogly by byc obslugiwane przez zbiorniki/ rury niecisnieniowe- zwłaszcza gdyby udalo sie je utopić lub zalc betonem.
Kwestia dopracowania technologi.

Jakby kumulowanie energii było tak tanie to zamiast Zarnowca wystarczyłoby kilka hal z akumulatorami . Przypominam, że stosunek energii potrzebnej do wytworzenia urządzenia do tej jakjaką w swojej pracy jest w stanie zakumulowac dla akumulatora kwasowo-olowiowego wynosi ok 1., litowo- jonowego 10, elektrowni szczytowo pompowej 210

Użycie akumulatorów rozwija się od momentu kiedy półprzewodniki osiągnęły odpowiednie parametry i niską cenę pozwalając budować odpowiednie przetwornice.
Każdy ups ma w sobie akumulatory, akumulatory są też wykorzystywane w serwerowniach, w szpitalach, wiadomo że na dłuższą metę są tam agregaty spalinowe, ale nigdzie nie ma układów podobnych do opisanych w temacie.
Jeszcze 30 lat temu żeby mieć spawarkę na prąd stały budowane były "spawarki wirowe", czyli silnik + prądnica prądu stałego, a dziś używa się prostowniki diodowe, i inwertery do spawania.

Przypuszczam, że te "spawarki wirowe" działały lepiej - magazynowały energię w wirniku i kiedy łuk gasł oddawały ją w postaci znacznie zwiększonego napięcia, które zapalało łuk na nowo. A swoją drogą, ciekawe jaki jest stosunek energii magazynowanej do zużytej na wyprodukowanie wirnika, raczej mierny, ale za to może szybko przyjmować i oddawać energię, no i wytrzymuje ogromną ilość cykli - _dużo_ więcej, niż akumulator.

Oj, chyba mylnie zrozumiałem: chodzi o stosunek sumy wszystkich magazynowań energii do energii potrzebnej do wyprodukowania urządzenia, nie o ilość magazynowaną jednorazowo? Jeśli tak, to wirnik przy dużej ilości cykli grubo przewyższa powszechnie używane akumulatory, jeśli ich wyniki rozumiane w taki sposób są rzędu 1, czy 10.

Ale czytałem o już realizowanych projektach "akumulatorni" do magazynowania energii na potrzeby sporego miasta - jedna koncepcja to akumulatory z płynnymi elektrodami (z możliwością przepompowywania elektrod do dodatkowych zbiorników w trakcie ładowania/rozładowania, przez co "pojemność" staje się dwuznaczna - liczyć w Ah, czy w l?), druga to akumulatory siarkowo-sodowe (i chyba też w temperaturze pracy ich elektrody są płynne).

Pojemność aku. Powinno się mierzyć w Wh wszystkie inne miary te zwyczjowe też są jakies takie trochę nie na temat.

I jeszcze a' propos miejsc do budowy elektrowni szczytowo pompowych, to proponuję kocioł Solinki
9 średnia wysokość ok 704mm npm. , oddzielony od kotła Undavy grzbietem ok 712 m npm. półtora kilometra dalej jest dno kotła Undavy na poziomie ok 490m npm.
na górze starczy grobla, na dole ciut większa tama, trochę gimnastyki jak to połączyć, pewnie trzeba by sztolnie wydłupbać, ale jest 200m deniwelacji.
Tylko trzeba by sie z Knedlami dogadać, ale za darmo by mieli wodę z Solinki, nie maja tej wody w nadmiarze,

Ja raczej stawiałbym na próbne zatapianie - znacznie tańsze i można łatwo skalować. Najtańsza opcja jaka przychodzi mi do głowy to zakotwiczenie gdzieś w bałtyckich głębinach balonów a'la meteorologiczne. Pompując je powietrzem utrzymujemy stałe ciśnienie słupa wody nad nimi, a wypierana woda zamiast do dedykowanego zbiornika idzie w morze. W sumie poza betonowymi kotwicami utrzymującymi to w głębinach i montażerm całości reszta kosztów w zasadzie pomijalna.

Tylko nigdzie na polskim Bałtyku nie ma tak głęboko przy brzegu, a instalacja na pełnym morzu byłaby spektakularna, ale bezsensowna.
Rzeczywiście jezioro Hańcza było jakimś pomysłem, no i znów przypominają się Norwedzy, tym to nawet fiordy jedzą z ręki i byk się ocieli.

Basen Gdański o max głębokości ponad 100m jest wystarczająco blisko brzegu. Czyli można tam uzyskać 1 kWh z 1 m3 przy umiarkowanych kosztach z możliwością skalowania do większych pojemności. Co ważne ingerencja w środowisko byłaby minimalna, po usunięciu balonow można zostawić betonowe kotwice jako sztuczną rafę. Układ z balonami nie wymaga górnego zbiornika (jego rolę przejmuje morze), więc jedyną niedogodnością byłoby pociągnięcie w kierunku magazynu energii rury z powietrzem. Ew. można zrobić jakąś platformę ze sprężarką/silnikiem bliżej głebin, ale to w przypadku naprawdę dużej instalacji. Elastyczna rura gazowa o max wytrzymałości ok. 10 atmosfer (tyle będzie na brzegu, a im głębiej tym mniejsza wymagana wytrzymałość) powinna być łatwo dostępna, a więc względnie tania.