Пневматический Аккумулятор

РЕКЛАМА НА ФОРУМХАУС

Совсем неправильно делать расчет энергетической системы, исходя из параметров, которыми характеризуют всякие машины. В первую очередь это касается таких параметров, как производительность компрессора и расход воздуха пневмодвигателем. Без учета давления, при котором устройство имеет такие показатели, использовать их для энергетических расчетов нельзя.
Лучше подобные оценки делать на основе более понимаемых и фундаментальных принципов. Лучший из них для задачи - закон сохранения энергии.
Энергия сжатого воздуха, которая запасается в баллоне (или расходуется из него), легко считается. Поскольку закачка и отбор разнесены по времени, то разумно такую энергию считать для изотермического процесса.
Так вот, эта энергия E=P1*V*lnP1/P0, где Р1 - конечное давление в баллоне, V - его объем, P0 - начальное давление. В качестве начального давления можно взять либо атмосферное, либо то давление, до которого баллон "разряжается" при работе на генератор.
Для 16 м3 резервуара и 16 атм его конечного давления эта энергия будет равна 7*10^7 Дж, или 20 кВт*час. Другими словами, первое, что нужно будет сделать при закачке, - это потратить электричество в количестве, как минимум, больше этой энергии. Если же посчитать ее для адиабатического процесса, а это - более реальный процесс при закачивании, то энергия будет в 1,4 раза больше, т. е. для закачки 16 м3 баллона до 16 атм потребуется не менее 30 кВт*час. Дальше нужно оценить кпд компрессора, чтобы понять "эффективность такого преобразования/запасания энергии через промежуточное рабочее тело - воздух.
Компрессор для такой задачи имеет две ступени преобразования энергии: электрической в механическую (электродвигатель) и механическую в энергию сжатого воздуха. Каждая ступень имеет кпд, а суммарный равен их произведению. Не хочу даже вникать в изучение этого вопроса, но, думаю, что кпд компрессора не превышает 20-30 процентов. Особенно с учетом поправки на изотермический процесс при дальнейшей хранении и использовании этой энергии. Т. е. при запасании такой энергии мы уже теряем процентов 70.
Далее еще более грустно, поскольку при преобразовании этой запасенной в сжатом воздухе энергии в электричество кпд будет еще меньше. Пусть даже те же 20%.
В итоге для такого способа мы получим сквозной кпд в 5-7 %. Имеет ли это смысл?

 

16 атм это типа максимальное допустимое эксплуатационное давление, а конечное там около 3..4 атм будет чтобы мотор еще че-то крутил.

 

Стабилизация и не нужна - подключать напрямую. Ведь нагрузка на акки заведомо больше 200-300Вт.
Подбором пневмомотора, передаточными числами шкивов и пневморедуктора, выбирается режим один раз и навсегда.
При желании, можно усложнить конструкцию всякими регулировками, но мне сложные решения никогда не нравились.

 

Bricks20, мне проще всего проигнорировать Ваше сообщение, но я отвечу.
Не надо заканчивать специализированных институтов, что бы примерно прикинуть КПД пневмо-аккумулирующей системы. Достаточно посмотреть хар-ки разных железок в инете. В моем первом сообщении ясно сказано, что меня, устраивает любой КПД отличный от нуля, мало того, есть коссвенные подтверждение, что он не более 10-15%. Учитывая грубость прикидок, допускаю, что реально будет в районе 5%. Но! это лучше, чем ничего.
Если у Вас есть что сказать по существу, в плане конструктивной критики, милости просим. Ваше же классическое "фи" меня не интересует.

 

В пневматическом аккумуляторе самое тонкое место - это, как ни странно, сам бак. Изготовить бак достаточного размера высокого давления в домашних условия будет довольно сложно. Теплотехнические емкости типа бойлеров или теплоаккумуляторов, как правило, имеют предельное давление 10бар, при этом речь идет об объеме не более 1м3. Чтобы запасти достаточно энергии понадобится что-то типа автомобильной или даже железнодорожной цистерны с толщиной стенки 2см.
Мне кажется, более интересная идея - "гравитационный аккумулятор". Если рельеф участка позволяет иметь два озера на разной высоте, то совсем все просто, если нет, можно построить миниводонапорную башню.

 

Не совсем так. Во-первых, все бочки разные и есть, из б/у с максималкой в 25 атмосфер и более. Просто я использовал в своих расчетах реальную бочку за реальные деньги.
Во-вторых, некоторые пневмомоторы кое-как работают от давления, даже меньше 2-х атм, со снижением КПД. Тоесть, условно, мы используем 14м.куб. из 16. Поэтому я и говорю - расчеты грубые, но в принципе, отражают реальность.

Не надо ничего самому изготавливать, все изготовлено до нас. Наберите в поисковике "емкости под газ б/у". И все - выбирайте на любой вкус, объем и давление.

 

Из прошлогодней темы на форумхаусе сообщают: https://www.forumhouse.ru/threads/84396/page-4#post-3504017

пытаюсь сохранить как можно больше давление дабы уменьшить по минимуму нагрузку на компрессор, пока что из 8 атм удаётся сохранить около 4, хотелось -бы дабиться большего, 5 квт генератор пока нагружаю на 25%, короткое время генерирования скорее всего из-за конденсата, приходится часто сливать его, так - что идея с пропановыми баллонами отпадает - акалина и влага махом убьют пневмодвигатель, буду искать алюминивые или что -то подобное !

 

Цена башни уж очень большая за смешные количества энергии. https://imlab.narod.ru/Energy/Accumulation/Accumulation.htm. На 50 атм переходить имхо очень полезно - будет лучше использоваться материал стенок бака и больше разница до давления питания двигателя.

 

Комфорт от такого кпд аккумуляции скорее психологический - что-то шипит, крутится.

 

Не совсем. Мои, пусть и грубые расчеты, говорят о том, что сэкономить на этом можно.
Ну и удовлетворение от работающей железки, собранной своими руками, тоже должно присутствовать .
О подготовке воздуха я нигде не говорил, поскольку это, относительно просто и дешево. И для упрощения расчетов это не учитывал. Хотя некоторые пром пневмо двигатели требуют даже разбрызгивания масла в воздух перед ними.

 

Англичане тоже за пневмо-аккумуляторы радеют. Только ёмкости - мешки в воде http://www.greensolutionsmag.com/back_issues/GSM-Apr10/gf.html

 

А не надо разряжать его на 100%! Да и пневмоакк до 0% Вы не разрядите...
А кислотные, да и остальные акки- сильно лучше выглядят по показателю [отдаваемая за жизнь энергия]/[цена] при уменьшении уровня DOD.

Как бы Вас попросить не путать джоули с ваттами...

Вы считали энергию, накапливаемую гравитационным акком? имхотеп, самая маленькая по отношению к весу акка- всего-то m*g*h- при разумных высотах, достижимых в реальных условиях- порядка 100Дж/кг ака 27 миллионных кВт*ч/кг. Ужасть!

Ага, или разжатый воздух держать в баллоне типа воздушного шара.

См. выше. В воображении всплывает образ кавказского аула, где выше дома по склону выдолблено в скале озеро, которое копит воду, накачиваемую от солнцепанелей!

Использовать излишки выработки избыточного кол-ва панелей (купленных за неноль руб./кВт) в акке с КПД порядка 5-10-15%- кощунство по отношению к себе.
Водо/поло-подогрев я ещё понимаю.
А пневмо- если подтвердится его низкий полный КПД- можно юзать только если излишков много (Сахара, Краснодар)- копить на зиму энергию для отопления (и то ТА выглядит разумнее).

 

А если водо-поло уже нагрето, то как Вы предлагаете накапливать лишнюю энергию экономически обоснованным способом?

 

ТА
4кДж/(кг*К). Для тонны воды и ΔТ=60К имеем энергию 240МДж ака 67кВт*ч.

 

А дальше?
Где электричество закачанное в акки? Посчитайте для начала, представьте расчеты и примерную конфигурацию. Тогда и посмотрим.

Я уже не раз подумывал над грением воды. Чего проще то, ничего не крутится, ничего не трется, более-менее надежные компоненты работают десятки лет без надзора. Только проблема с горячей водой в том, что из неё нельзя извлечь электричества. Элементы Пельтье проблему не решают.