DIY домашна топлоелектроцентрала

Една дълга седмица без електричество след урагана Санди (който връхлетя през октомври 2012 източното крайбрежие на САЩ) е причината Дейвид Фукс да се съсредоточи върху търсенето на решение за локално генериране на електроенергия, което да е практично, лесно, мащабно, евтино и основано на налични ресурси. „Ако премахнете всички фактори, отклоняващи вниманието, и дадете на инженер от немски произход една седмица време да работи по даден проблем, това често е достатъчно за решаването на проблема.“ – казва самият той. Като при всеки инженерен проект е необходимо първо да бъдат описани желания резултат и лимитиращите фактори. Поради ограничените средства, винаги се налага да се правят някакви компромиси.

И така Фукс прекарва първия ден в съставяне на списък с всичките потенциални технологии и устройства, за които е чувал. Листът се изпълва със около 120, включващи дори луди концепции от света на безплатната енергия, но след задраскване на няколко етапа (където се изключват повторения, повечето горивни инсталации и безумните идеи за безплатна енергия и студен синтез), броят им става 25. Последното пресяване има за цел да се създаде устройство, което генерира възобновяема електроенергия, с възможност да я произвежда 24 часа на ден, минимум 5 дни акумулиращ капацитет, цена за единица енергия под 20$/MWh, живот над 20 години, да може да се произвежда масово, като се използват технологии отпреди 70-те години.

Крайният резултат са две устройства:

– Слънчева термална инсталация, използваща парна машина със затворен цикъл /цикъл на Ранкин/ и работеща с малка топлинна разлика;

– Слънчева термална инсталация, използваща Стирлингов двигател, работещ с малка температурна разлика.

Критерии за дизайн:
– Стирлингов двигател, работещ с малка температурна разлика;
– Всички детайли да са проектирани за бързо масово производство и сглобяване;
– Всички използвани материали да са налични / разпространени и да не са скъпи;
– Стирлинговият двигател да има минимум точки на износване;
– Да използва евтини слънчеви панели за улавяне на енергията;
– Панелите да са лесни за автоматизирано производство;
– Да има нескъпа /евтина/ акумулираща мощност;
– Да произвежда най-малко 3 KW електроенергия непрекъснато (24 x 7 x 365 x 20);
– Да може на дневна база да улови 2-3 пъти повече енергия от необходимото за 24 часов период, за сметка на дните без слънце;
– Да може да акумулира енергия необходима за 3 – 5 дни потребление – за неслънчеви дни;
– Всеки с базови познания в механиката да може да го инсталира;
– Произведената енергия да е на цена под 20 $ за мегаватчас;

Системата се състои от няколко индивидуални компонента, а контролер за дебит управлява разпределението на топлината помежду им;

Основни агрегати в системата:
– Слънчев отоплителен колектор;
– Топлинен акумулатор – Топлоизолиран обем вещество /съд с кал или вода/;
– Охлаждащ радиатор – за разсейване на отпадната топлина;
– Стирлингов двигател работещ с малка температурна разлика;
– Контролер за дебит – управлява работния флуид /топлоносителя/ – за увеличаване на ефективността;
– Инвертор – за преобразуване на постоянния ток от генератора /очевидно е предпочел постояннотоков генератор/ в променлив, подходящ за домакинството и включване в мрежата;
Всеки компонент е подбран / направен да не е скъп, да е модулен, лесно заменим и доколкото е възможно – разпространен / масово произвеждан;

– Слънчев отоплителен колектор – улавя топлината от слънцето – намира се на цена от 150 $ / m2, но панел с корпус от екструдирана пластмаса намалява слабо ефективността, но може да свали цената на 35 $- 47 $ на квадратен метър;

– Топлинен акумулатор – служи да съхрани уловената от колекторите топлина. Изолиран съд с кал, пясък или вода. Цената варира широко. Може да е от кал изолирана с бали сено – 600 $, изолирана дупка в земята – 800 $ до 4 700 $ (четири резервоара за по 2 500 галона вода или пясък всеки) за единица капацитет /съобразен с описаната инсталация/ в зависимост от това какво и какви съдове се ползват, превоз, също така там трябва да се включи и цената на свързващите тръби;

– Контролерът за дебит – Ще контролира зареждането на системата и ще управлява топлоносителя така, че енергията да се изразходва рационално, а в случай на пресищане на системата – ще отвежда излишната топлина към охлаждащ радиатор. Идеята му е да осигури максимално възможния добив, Цена – 150 – 300 $;

– Охлаждащ радиатор – да разсейва енергията, която е в повече и не може да се използва или акумулира. Цената варира в зависимост от типа;

– Стирлинговият двигател е ключов агрегат в системата. Представлява две отделени камери (студена и гореща) с общо бутало. Обемът е 9 кубични фута /1 фут е 31 см, смятайте/, и има 500 квадратни фута охлаждащ радиатор – повърхност/площ по-голяма от на два гаража /за американски коли /. Още габарити на машината – 6,5 фута висок, 3,5 фута широк и 3 фута дълбок (?)… :Може да дава 6 KW, но ще работи по-ефективно на 3 – 4 KW. Цената на устройството е от около 180 $ до 350 $. Толкова явно са излезли частите и направата. На посочения линк има схеми.

– Синхронизиращ /с мрежата/ инвертор. Цена – 5 KW могат да струват от 1 000 $ до 2 500 $ в зависимост от производителя.

Цената на цялата система зависи от местоположението /географската ширина/ и се определя от отношението KW/m2/ден за най-малко слънчевия месец в годината. В случая на изобретателя, който живее на 50 км от Ню Йорк, числото е 1,2 KW/m2/ден – за месец декември.

Малка разбивка:
Цена на панела:
При 3 KW в продължение на 24 часа при 30% ефективност,имаме 72 kWчаса за денонощие (няколко пъти повече от нуждите). Множителят се увеличава с придвижването на север – за Ню Йорк е 2,5, за Тексас – 1,9 и т.н.
600 kWh = 2.5 x 240 kWh
315.78 кв.м. = 600 kWh / 1.9 kWh/m^2/ден
$10,428 = 315.78 m2 * $33 на квадратен метър

Други разходи
$1,100 – Топлинен акумулатор (товарен контейнер или изолирана дупка в земята)
$250 – Контролер за дебит
$200 – Охлаждащ радиатор
$250 – Стирлингов двигател
$1,500 – Синхронизиращ инвертор
$13,728 — Общо за части

Да се има предвид, че показаните цени се отнасят за Съединените щати, където цените очевидно са многократно по-ниски.
Ако се използват материали втора ръка, отделената топлина служи за отопление през зимата и т.н., крайната цена може да спадне до 5 500 $.

По материали от: cleantechnica и hephaestusproject

Прочети цялата новина //feedproxy.google.com/~r/Greentech-bg/~3/oBg_zRXMd5Q/

Свързани новини: