1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 7/10 7,00оценок: 2

Двигатель Стирлинга

Тема в разделе "Возобновляемые источники электроэнергии", создана пользователем Легкодымов, 16.08.13.

  1. SergBkl
    Регистрация:
    05.08.16
    Сообщения:
    108
    Благодарности:
    18

    SergBkl

    Живу здесь

    SergBkl

    Живу здесь

    Регистрация:
    05.08.16
    Сообщения:
    108
    Благодарности:
    18
    Вот это яркий пример того, о чем я тут уже на нескольких страницах упоминал. Гелий, дорогие материалы и т. п. это все следствие гонки за высоким КПД. Благодаря этому получилось достичь КПД более 40% для двигателей мощностью 40 кВт и мощнее. Такой 40 киловаттник, который копия движка для шведских подлодок, сейчас используется в солнечных электростанциях. Но глупо масштабировать эти технологии на движки с КПД менее 15% и мощностью до 1 кВт. А именно этим все фирмы, предлагающие сейчас стирлинги и занимаются - масштабируют "крутые" технологии. В итоге получают весьма посредственные характеристики по запредельной цене.

    Та же Филлипс, в 50-х выпускала генераторы до 1 кВт, с азотом в качестве рабочего тела с КПД 7-15%. И там не требовались материалы выдерживающие давление 100-200 атм. при температуре 800 С - там давление было 30 атм, а температура 600 С. А такие материалы на порядок дешевле. Более того, современные материалы (некоторые марки чугуна и нержавейки) могут при таких условиях не подвергаться коррозии и при использовании воздуха в качестве рабочего тела. Впрочем проблема утечек решается размещением генератора и открытых сторон цилиндров в герметичном корпусе, из которого небольшой компрессор будет возвращать газ обратно в цилиндр, поэтому можно и азот или гелий использовать без "дозаправок".

    Так что отсутствие дешевых стирлингов малой мощности это не следствие дороговизны материалов и технологии - это следствие отсутствия интереса к этой теме сколько-нибудь серьезных компаний, способных создать конкурентный продукт. А те, кто сейчас занимается стирлингами, чаще всего зарабатывают не на продажах продуктов, а на привлечении инвестиций и в итоге выпускают движок "для отчетности", просто плохо скопировав уже отработанные технологии - типа "обещали - сделали, правда очень дорого получилось, но мы еще поработаем над этим, только денег добавьте".
     
  2. SergBkl
    Регистрация:
    05.08.16
    Сообщения:
    108
    Благодарности:
    18

    SergBkl

    Живу здесь

    SergBkl

    Живу здесь

    Регистрация:
    05.08.16
    Сообщения:
    108
    Благодарности:
    18
    Да нет там никакого регулирования двигателя - пытал тут несколько фирм, "со скрипом" признались, что мощность движка зависит не от нагрузки, а от мощности горелки. То есть чем больше потребляется тепла, тем больше выдается электрическая мощность. Кстати, это означает, что указанная мощность достигается только при использовании котла на полную мощность, а так как обычно котлы ставятся с запасом и большую часть отопительного периода работают не более чем на 50% мощности, то и электрическая мощность будет гораздо меньше указанной максимальной. И еще из этого следует, что в отсутствии нагрузки движок будет уходить в сильно повышенные обороты, что будет повышать износ как движка так и генератора. Правда на это предположение никто из продавцов/производителей ничего не ответили.

    Так что повторюсь - встраивание в котел совершенно непрактичная затея. Это скорее маркетинговый ход. Тут ведь часто пытаются убедить покупателя, что это вообще халявное электричество получается. У некоторых продавцов вообще идиотские утверждения видел о КПД выше 100 % - маркетологи добавляли КПД стирлинга к общему КПД системы, в который уже была включена и выработка электрической энергии.
     
  3. Elprog
    Регистрация:
    11.07.12
    Сообщения:
    5.345
    Благодарности:
    3.459

    Elprog

    Живу здесь

    Elprog

    Живу здесь

    Регистрация:
    11.07.12
    Сообщения:
    5.345
    Благодарности:
    3.459
    Адрес:
    Москва
    А если паровой мотор будет роторный, то совсем красиво получается:
    Паровой котел делает пар, затем стоит паровой мотор, после него ТА, для отопления дома, после ТА возвращаем конденсат в котел. Электрогенератор работает на титанатные батареи + солнечные панели.
    Несколько часов протопки хоть углем хоть дровами - есть электричество для питания циркуляции - есть тепло в доме.
    С солнышка энергию получили- пустили пар прямо в ТА...
    Вполне гибко получается.
     
  4. Igrek1977
    Регистрация:
    16.11.12
    Сообщения:
    10.426
    Благодарности:
    5.978

    Igrek1977

    Теплый техник

    Igrek1977

    Теплый техник

    Регистрация:
    16.11.12
    Сообщения:
    10.426
    Благодарности:
    5.978
    Адрес:
    Столица
    Ок, уговорили, пусть будет ориентир для бизнес плана ценой в 500 тыс, это еще немного конкурирует с СЭС о которой говорил Выше, интересно сколько может стоить Ваша установка в мелкой серии с паровым двигателем? :|:
     
  5. Igrek1977
    Регистрация:
    16.11.12
    Сообщения:
    10.426
    Благодарности:
    5.978

    Igrek1977

    Теплый техник

    Igrek1977

    Теплый техник

    Регистрация:
    16.11.12
    Сообщения:
    10.426
    Благодарности:
    5.978
    Адрес:
    Столица
    @SergBkl, Вы прям таки прочитали мои мысли!) :hndshk:
    Нам достаточно кПд 5%, ведь для самой распространенной мощности Русских загородных домов в 10 кВт, это как раз и есть те самые 500 Вт, которые будут тарахтеть круглые сутки...
    Ну а запад...у него свой путь...чаще по принципу "Решения простых задач сложными методами"
    Для дровяного котла разница по кПд генерации в 5-10 % это дровина туда сюда в час)
     
  6. Kropat
    Регистрация:
    11.11.17
    Сообщения:
    123
    Благодарности:
    24

    Kropat

    Живу здесь

    Kropat

    Живу здесь

    Регистрация:
    11.11.17
    Сообщения:
    123
    Благодарности:
    24
    Рассчитываю на 300 тыс. при серийном производстве, это в газовом варианте. Пеллетный вариант будет на 50-100 тыс. дороже из-за замены газовой горелки на пеллетную. А дровяной вариант - пока не могу сказать, не очень понятно как осуществить равномерную подачу топлива (дров). Если сам пользователь - легко переложить больше и тогда может прогореть теплообменник котла, а быстро не остановить горение, как с газом.
     
  7. Igrek1977
    Регистрация:
    16.11.12
    Сообщения:
    10.426
    Благодарности:
    5.978

    Igrek1977

    Теплый техник

    Igrek1977

    Теплый техник

    Регистрация:
    16.11.12
    Сообщения:
    10.426
    Благодарности:
    5.978
    Адрес:
    Столица
    Есть отработанная технология нижнего горения, осуществляется посредством шахтных котлов, либо пиролизных.
    В шахтных котлах может быть достигнута регулировка от 30 до 100% мощности, горение под контролем автоматики
     
  8. Giperborej
    Регистрация:
    23.07.13
    Сообщения:
    1.545
    Благодарности:
    1.418

    Giperborej

    Живу здесь

    Giperborej

    Живу здесь

    Регистрация:
    23.07.13
    Сообщения:
    1.545
    Благодарности:
    1.418
    Адрес:
    Санкт-Петербург
    хм. а как же тогда его сделали тогда 200 лет назад?
     
  9. Igrek1977
    Регистрация:
    16.11.12
    Сообщения:
    10.426
    Благодарности:
    5.978

    Igrek1977

    Теплый техник

    Igrek1977

    Теплый техник

    Регистрация:
    16.11.12
    Сообщения:
    10.426
    Благодарности:
    5.978
    Адрес:
    Столица
    Советский стирлинг...
     

    Вложения:

  10. Kropat
    Регистрация:
    11.11.17
    Сообщения:
    123
    Благодарности:
    24

    Kropat

    Живу здесь

    Kropat

    Живу здесь

    Регистрация:
    11.11.17
    Сообщения:
    123
    Благодарности:
    24
    Одно дело - создать рабочую модель Стирлинга, чтобы продемонстрировать работоспособность своей конструкции, и совсем другое - запустить в производство двигатель, который имеет нужные потребителю характеристики, особенно по надежности и сроку службы. Если говорить об использовании Стирлинга в частных домах, то пока это удалось только Microgen, но по запредельной цене. Это дорого даже для европейцев, таких установок там продано не больше нескольких тысяч, при ста миллионах газифицированных домов.
     
  11. Igrek1977
    Регистрация:
    16.11.12
    Сообщения:
    10.426
    Благодарности:
    5.978

    Igrek1977

    Теплый техник

    Igrek1977

    Теплый техник

    Регистрация:
    16.11.12
    Сообщения:
    10.426
    Благодарности:
    5.978
    Адрес:
    Столица
    К вопросу о ценообразовании ...
    человек (в Москве) уже 1,5 года на авито пытается продать готовую буржуйскую установку
    whispergen еu1-DE со стирлингом работающую на газе, уже цену снизил до 390 тыс. руб, и не берут.
    однако стоит задуматься о платежеспособности и целесообразности таких вещей на газе..:)
    ИМХО, там где есть газ, электричество есть в априори и это тупиковый маркетинг.
     
  12. Kropat
    Регистрация:
    11.11.17
    Сообщения:
    123
    Благодарности:
    24

    Kropat

    Живу здесь

    Kropat

    Живу здесь

    Регистрация:
    11.11.17
    Сообщения:
    123
    Благодарности:
    24
    Да, что-то подобное придется применить. И соответственно увеличится цена установки за счет стоимости этого котла.
     
  13. Kropat
    Регистрация:
    11.11.17
    Сообщения:
    123
    Благодарности:
    24

    Kropat

    Живу здесь

    Kropat

    Живу здесь

    Регистрация:
    11.11.17
    Сообщения:
    123
    Благодарности:
    24
    Да, у нас слишком дешевые энергоресурсы, и экономия на них не оправдает стоимость когенерационной установки. Есть, конечно, когда есть газ, но с электричеством проблемы, но таких мест мало.
     
  14. SergBkl
    Регистрация:
    05.08.16
    Сообщения:
    108
    Благодарности:
    18

    SergBkl

    Живу здесь

    SergBkl

    Живу здесь

    Регистрация:
    05.08.16
    Сообщения:
    108
    Благодарности:
    18
    Там все достаточно мутно - беглый поиск whispergen в буржунете выдает информацию 10-ти летней давности, так что если это новые установки, то возможно там их несколько завалявшихся где-то на складе и их кто-то и покупал по этому объявлению. К тому же, не факт что с этими установками все хорошо - фирма, которая исчезает из виду после нескольких лет работы вряд ли выдавала качественный продукт (и вроде бы она потом превратилась в микроген, что тоже не придает уверенности в их честности, так как никто не меняет наработанный бренд без причин).

    Ну и потом, откинем энтузиазм и попробуем поставить себя на место покупателя. Котел нужен только зимой - откуда брать электричество летом? Эксплуатировать в паре с СБ, тем более, что остальной обвес (инвертор, контроллер, АКБ) у них могут быть общими? На первый взгляд почти удачная мысль, а если посчитать? Я тут в уже упомянутой выше теме делал примерный расчет компенсации недовыработки электричества СБ в осенне-зимний период с помощью дешевого "одноразового" бензогенератора и получилось, для потребления 4000 кВт*ч в год (июль-август по 500, остальные месяцы по 300), с учетом стоимости бензина и постоянной замены генераторов около 400 т. р. за 20 лет, а если это будут генераторы не газе, который требуется этому котлу, то гораздо дешевле. Так смысл вкладываться в этот котел сразу, если можно те же деньги растянуть на 20 лет, тем более, что этот котел "темная лошадка" и неизвестно какие проблемы и когда появятся с ним?

    Или возьмем вариант с совсем бесплатным топливом и сравним с СБ (4-5 кВт)+АКБ+бензогенератор на 20 лет (многие любят помечтать о ресурсе СБ в 25-40 лет, но я сомневаюсь), которая с учетом всех расходов обойдется на 20 лет в 1,4-1,5 млн. руб при потреблении вышеуказанных 4000 кВт*ч/год.
    То есть питаем котел на каких-нибудь древесных отходах, которые мы будем пропускать через пиролизный газогенератор и этим газом топить котел. Сделаем к этому котлу переключаемую на лето систему охлаждения, рекуператор тепла отработавших газов (без него КПД всей системы будет совсем печальный) и все электроснабжение будет от него круглый год.

    Во-первых, потребуются вложения на эту систему охлаждения, газогенератор и рекуператор - думаю не меньше 200 т. р. (очень оптимистичная цена).
    Во-вторых, вся эта система может не протянуть более 10 лет и потребуется серьезный ремонт или замена существенной части - ведь в году полгода движку придется работать по 10 часов в сутки, а остальные полгода по 24 часа (пусть половину времени и в холостую, но трение тоже самое), итого 180*10+180*24=6120 часов. Вот я как-то не очень верю в то, что поделка какой-то мелкой фирмы протянет хотя бы 60000 часов за 10 лет). То есть, за 20 лет нам потребуется еще вложит в эту систему минимум половину начальной стоимости, около 300 т. р. (а может и миллион и более, если ресурс окажется менее 40000 часов).
    В-третьих, топливо вряд ли будет совсем уж бесплатным - доставка, хранение (постройка и ремонт помещения) во что-то да встанет, так что электричество не будет дешевле 1 руб. за кВт*ч, а за 20 лет это будет 4000*20=80 т. р.
    В-четвертых, самое интересное, генератор мощность 1 кВт не способен самостоятельно перекрывать около половины расходов, потому как 10 кВт в сутки, не менее 5 обычно приходится на часы, когда общая мощность приборов выше 1 кВт (стиральная машинка, утюг, чайник, пылесос, фен, микроволновка вместе с другими приборами, ну и вообще, массовое использование различных приборов в вечерние часы). А значит процентов 40-50 электроэнергии придется пропустить через аккумуляторы. Учитывая КПД контроллер-АКБ-инвертер менее 80%, то точно не менее 50% потребуется. Я уже упоминал, что стоимость хранения в АКБ получается не менее 9 руб/кВт*ч и в год это обойдется в 18 т. р., а за 20 лет в 360 т. р плюс инвертор+контролер еще >100 т. р.

    Итого, выходит 390+200+300 (1000)+80+360+100=1430 (2100) т. р. То есть, если повезет с ресурсом и есть действительно бесплатное топливо, желание с ним заморачиваться и если оно будет в наличии 20 лет, то можно выйти на ту же сумму, что и при использовании СЭС. Но тут, как видите, много "если". Если ресурс стирлинга окажется 30000-40000 часов, а не 60000-70000, то обойдется вам это в 0,5-1 млн. руб. дороже. Не бесплатное топливо - тоже начинают добавляться сотни тысяч рублей. Причем сделать хоть более-менее автоматической эту систему можно только на топливе типа сетевой газ или топочный мазут (с переделкой) и цена кВт*ч при КПД 12 % указанного двигателя будет не менее 7 руб/кВ*ч для мазута и 5-7 руб для газа (зависит от тарифа) в 6 теплых месяцев и около 1 руб/кВт*ч в отопительный сезон (тут можно считать КПД 100%), так что за 20 лет цена топлива будет не 80 т. р. (как в этих расчетах), а около (1800*1+2200*7)*20= 344 т. р. Что уже, без других "если", делает эту схему не выгоднее СЭС.

    Выгодным, для автономии (при отсутствии сети), может быть Стирлинг, работающий на газе или жидком топливе, способный выдавать диапазон мощности 0,5-3 кВт, (что позволит минимально использовать АКБ), с возможностью подключения к системе отопления и работы без нее, с КПД не менее 15%, стоимостью до 400 т. р. Без учета инвертора+контролера+АКБ, но включая собственную топку, систему охлаждения и рекуператор. При этом иметь ресурс не менее 20 000 часов, НО быть ремонтопригодным и иметь стоимость ремонта в пределах 30 т. р. за 4 года. Больший ресурс будет вызывать больше сомнений и платить за него дороже не выгодно - недорогой ремонт в разумные сроки более реально выглядит. А ресурс в 20 000 вполне реален даже для автомобильных двигателей в режиме постоянных небольших оборотов, только им для этого ресурса обслуживание требуется каждые 500 часов, в отличии от Стирлинга, который в этом отношении гораздо неприхотливее.
     
    Последнее редактирование: 31.01.18
  15. Igrek1977
    Регистрация:
    16.11.12
    Сообщения:
    10.426
    Благодарности:
    5.978

    Igrek1977

    Теплый техник

    Igrek1977

    Теплый техник

    Регистрация:
    16.11.12
    Сообщения:
    10.426
    Благодарности:
    5.978
    Адрес:
    Столица
    :)
    Согласен, мне кажется даже для установки 0,5 кВт достаточно 2 (а может и один) аккумулятора 200А с инвертором 2 кВт...
    сгладить кратковременные пики потребления...