Автономный источник питания - хочется странного

[NiTr0 583]

Собссно топик создается скорее как теоретическое обсуждение, от того и размещен в соответствующем разделе. Хотя практическая польза от него возможно какая-то и выйдет.

 

Итак, краткое ТЗ: требуется автономный источник питания, удовлетворяющий следующим пунктам:

1. максимальная мощность - 40 Вт (или, более простой вариант Б - 15-20Вт);
    
   
2. не зависит от солнца/ветра (т.е. - использует какой-либо вид топлива);
    
   
3. большой ресурс самого источника;
    
   
4. возможность продолжительной работы;
    
   
5. доступное, легальное и транспортабельное топливо (эфир/водород/прочая экзотика непригодны);
    
   
6. доступность комплектующих/узлов в продаже либо возможность изготовления самостоятельно;
    
   
7. относительно небольшие габариты/вес;
    
   
8. будет дополняться по мере развития идеи...
   

Вот такой вот список. Что ему не удовлетворяет:

• солнечные батареи и ветроэлектростанции (по понятным причинам);
  
• генераторы на базе двигателей от моделей (их ресурс несколько десятков моточасов, время длительной работы - десятки минут, некоторые модели работают на эфирно-керосиновой смеси - а эфир однако и не достать, и не погулять с ним, ибо запрещен, да и надышаться ним - радости мало);
  
• топливные элементы - те топливные элементы, что проскакивали в новостях, требуют либо водород (который нетранспортабелен в общем случае), либо (намного реже) метанол, и опять-же купить их на аукционе/в магазине пока нельзя;
  
• термоэлементы - КПД ниже, чем у паровоза, и на такую мощность это будет страшный монстр (Пельтье скорее всего в ту же топку);
  
• паровые машины - тяжело, громоздко, неэффективно;
  
• двигатель Стирлинга - аналогично, смотрится красиво пока не нагрузить, реально много с него при вменяемых размерах не выжать (или я ошибаюсь?).
  

Идеи?

[ingr 74]

Тема така вже була. Практично досяжні якраз сонячні батареї і вітряки разом з акумуляторами. Але дуже дорого.

Не знаю, на скільки реально бензиновий двигун з генератором і акумуляторами... Мабуть, таки сонячні батареї в сумі вийдуть дешевші.

[Fanat_non_root 88]

Там микроватт что-то ваял на основе ДВС, спроси у него, может вышло чего.

И да, собрать на коленке врят ли выйдет.

[NiTr0 583]

Ну какбы вопрос в 100% изготовлении с нуля при помощи напильника, наждака и какой-то матери не стоит Стоит вопрос как раз в доступности компонентов/узлов (т.е. - либо купить, либо сделать если купить нельзя).

То, что микроватт в каком-то топике грозился что-то подобное поисследовать - помнится, приглашу его в этот топик.

 

И да, по поводу бензинового двигателя - на 500+Вт генератор выйдет дешевле солнечных батарей, и намного, но вес/габариты не устраивают.

 

P.S. встречал тута действующую модель термоаккустического генератора с полезной мощностью до 60Вт; конечно КПД не радует, на уровне паровоза, но плюс - практически полное отсутствие движущихся частей (кроме мембраны/поршня, с которого собссно снимается мощность), и работа, как и стирлинга, от любого топлива.

[andryas 1 058]

Всем условиям топикстартера отвечает только паровой двигатель, лучше турбинный

 

А если серьёзно - пока что наиболее налаженое и доступоне решение: солнечные батареи + акумуляторы + ветряк (последний особенно пригодится зимой)

 

По поводу бензинового поршневого двигателя - смотрите моторесурс. Дорого как по расходникам так и по сроку службы.

[MICROWATT 765]

Меня пригласили отписаться. Отпишусь.

Не афишируя, мы давно занимаемся почти точно такой же задачкой. Что проделали.

 

Установили солнечную батарею (поликремний) номинальной мощностью 100ватт и снабдили ее счетчиком. Май-сентябрь получали порядка 0.5-0.6 кВтч в сутки. Пиковая мощность не превышала 55Вт. По-видимому, ватты на панели китайские. В ноябре за первые 10 дней получили 0.45кВтч т.е. 45Втч в сутки. В декабре по справочным данным инсоляции можно ждать вообще ничего. Выводы. Возможно, с другой панелью или подбором режима можно улучшить характеристики процентов на 15-20. Но в качестве бесперебойного генератора солнечная панель не годится. Соотношение цена-энергия очень плохое и энергия только летом.

 

Понакупили Пельтье и всякоразных радиаторов. Пилили, сверлили, клеили термопары. Грели газом, холодили воздухом и водой. Подбирали оптимальные нагрузки. Результат - порядка 1.5%КПД в установившемся режиме. Зимою можно ждать процента 2 - ниже температура охлаждающегог воздуха. Цена за ватт тоже впечатляет. Не годится для мощностей более 1-2 ватт. Это нужно в год 600-800 кГ газа спалить для 15-ваттного ретранслятора.

 

Ветряки. Тут опыт уже был приличный. Лет 10 назад убил на это года два. Тема для любителя вообще неподъемная, сколько бы там на ютубе красивых роликов не смотреть. Пришлось изучать основы аэродинамики. Казалось темным лесом, но потом прояснилось. Седьмой ветряк заработал почти точно по расчетам. Это был 100-ваттник диаметром 1.15метра. Крайне дорогая и технологически сложная штука. Кто резал косозубые шестерни и знаком с профессией лекальщика может оценить. Для полного счастья не хватало еще освоить в гараже литье в кокиль для отливки картера редуктора. Предупреждая советы экспертов, скажу, что знаком почти со всеми типами - вертикальными, горизонтальными и проч. Щупал в реальной конструкции. Чудесных схем не бывает, сколько бы их не рекламировали..

Ветер же непостоянен, дует через два дня на третий в среднем. На территории Украины его крайне мало. Это Крым, побережье Азовского моря, еще некоторые районы. Ветряк поработал на даче сезон пока бомжи не уперли. С учетом мачты и некоторого обслуживания - дорогое удовольствие. не годится.

Не так давно появился новый тип ветряка - струнный. Этот прост, надежен, но мощности - доли ватта, единицы ватт. Громоздок, материалоемок.

 

ДВС. Ресурс , конечно, мал. Очень мал. В непрерывном режиме месяца два. Лучшие дизели 6-8 месяцев. Сделать хороший ДВС на 50-100 ватт на базе классического карбюраторного в принципе невозможно, термодинамика не позволяет. Так же, как мощностью более 1500кВт. Всякие модельки на 1.5 куба имеют ресурс считаные часы и КПД порядка 4-5% за счет безбожного форсирования режимов.

 

Стирлинг. Натихаря года два прощупываем. Почитал, разобрался еще и с этим немного в теории. Пробовал связаться с серьезными КБ. Ну сейчас серьезных -то нет. Им надо для начала разговора показать 50-100тыс и через год получить ничего не стоящий отчет на 10 страничках. Мне сразу только электрогенератор обозначили за 450 долларов. Предложили какую-то конструкцию на 150 ватт. Посмотрел я чертежи - там на таком уровне технологии нужно все это выполнять, что практически нереализуемо.

Связался с одним энтузиастом тут, в Харькове . Мужик с этих Стирлингов живет и дальше жить собирается. Сам по себе мужик хороший, работящий, толковый. Но... руки впереди головы приделаны. Сначала делает, потом смотрит что же оно вышло. Понятно, что ничего не вышло опять. Я для поддержки штанов ему пару раз проплачивал стипендию, но... все его конструкции красиво вертятся, но работать не хотят. И если он в какую-то идею влип, то ничего больше слушать не умеет.

Конечно, сам стирлинг - пустая затея. Прошло 200 лет с момента изобретения, а ни одного работающего реально , полезного двигателя мы не видим. Только игрушки на ютубе. Однако, конструкций масса и не все они схожи. Пару лет назад попался мне на глаза сэр Сэрил Барумман. Дед на пенсии оживляет всякую старину. Как-то ему попался необычный стирлинг, споектированный в 60-х в ядерном центре Англии для установки на спутник. Проект был почти доведен, но потом спутник не состоялся и все забросили. Дед этот аппарат оживил. Великолепная по задумке конструкция. Никаких трущихся и вращающихся деталей, просто нечему ломаться, ватт 15-20 выдает. Но... есть какие-то мелочи, которые не позволили это в Харькове повторить без глубокого понимания процессов. С английским дедом этим даже списаться удалось, но ответы вежливые и уклончивые - " детали отпишу как-нибудь позже"...

Короче, застряло дело у нас на технологических вопросах как обжать на 0.2мм кастрюлю из нержавейки чтобы стенки не лопнули и не морщились. Полагаю, когда таки обожмут, выяснится, что не та кастрюля или не те миллиметры. Я уже рукой махнул на этого кулибина, не инженерного склада ума умелец.

 

Вот таковы проделанные работы.

Что дальше? Думаю, все-таки маломощный бензогенератор пока лучшее решение. Его нужно сопрячь с громадной батареей и оснастить автозапуском. Тогда ресурс может быть доведен до пары лет при КПД системы процентов 12-15 (как у последних паровозов).

 

Чтоб поверили, что что-то реально делается - вот один из Стирлингов по нашему заказу. Крутится до 1200об мин, но толку... только на холостом ходу. Ватта 2 уже глохнет.

[Ajar 90]

уже что то продают даже http://www.tehnoimperiya.mk.ua/category/toplivnye-elementy/

 

на метаноле ничего нет !?

[MICROWATT 765]

уже что то продают даже http://www.tehnoimpe...ivnye-elementy/

 

на метаноле ничего нет !?

Так "что-то" ценой по весу золота не годится. Нужна реально работающая конструкция, пригодная для практической эксплуатации.

Вы же не вникали в технический смысл этого предложения?

Для начала просто представьте, если сумеете, что такое водород чистоты 99, 999%. Потом подумайте где его брать. А потом уже - все остальное.

 

Кстати, для ТЭ метанол той же степени чистоты нужен. из самогонного аппарата - не годится.

[NiTr0 583]

Конечно, сам стирлинг - пустая затея. Прошло 200 лет с момента изобретения, а ни одного работающего реально , полезного двигателя мы не видим.

Справедливости ради, когда-то стирлинги конкурировали с паровыми машинами, + сейчас их устанавливают на некоторых подводных лодках (в частности, шведских). Хотя габариты стирлингов, работающих при низких давлениях, не сильно обнадеживают.

А вот TA-engine-with-alternator-_Proof-of-concept_-FINAL.pdf - собссно отчет по термоаккустическому генератору, о котором я говорил.

 

Короче, застряло дело у нас на технологических вопросах как обжать на 0.2мм кастрюлю из нержавейки чтобы стенки не лопнули и не морщились. Полагаю, когда таки обожмут, выяснится, что не та кастрюля или не те миллиметры. Я уже рукой махнул на этого кулибина, не инженерного склада ума умелец.

Ну обжать по идее не проблема, по тому же принципу что и консервные крышки закатываются... Катают же китайцы кружки из нержавейки

 

вот один из Стирлингов по нашему заказу. Крутится до 1200об мин, но толку... только на холостом ходу. Ватта 2 уже глохнет.

Неудивительно в принципе, для таких габаритов

[MICROWATT 765]

P.S. встречал тута действующую модель термоаккустического генератора с полезной мощностью до 60Вт;.

Это еще одно направление - термоакустика. Пропустил в обзоре.

Дорогой NiTr0, Вас бы поставить рядом с этой трубкой - минуты три с ватой в ушах продержитесь. Пока весь квартал не прибежит морду бить

Пробовали немного и это. Пищит-гудит исправно, но снять с этого электрическую мощность - завидовать паровозу надо.

Это так называемые трубки Рийке. Можно и поршневой вариант. Работает, сносно-тихо, даже аж пару светодиодов моргают.

Но это стеклянный цилиндр и графитовый поршень и подгонка... не для работы, для забавы.

Статеек подобных ссылке пролистал я немало. Не с напильником и штангелем такие технологии всерьез штурмовать.

[Fanat_non_root 88]

На правах оффтопа.

РИТЭГ тебе в мопощь

[andryas 1 058]

На правах оффтопа.

РИТЭГ тебе в мопощь

 

+ свинцовые трусы и железные яица

[LV10 273]

[Fanat_non_root 88]

На правах оффтопа.

РИТЭГ тебе в мопощь

 

+ свинцовые трусы и железные яица

Да ладна.. Биозащита там приличная вполне, а вот чтоб его поставить, то не только яйца нужно железные иметь.

[ramsess 152]

Про холодный термояд забыли http://ru.wikipedia....р_энергии_Росси

[Fanat_non_root 88]

Про холодный термояд забыли http://ru.wikipedia....р_энергии_Росси

Это шайтанство какое-то, а РИТЭГи сотнями эксплуатировались по всему СССР

[be4v15 550]

люди, а как же генератор Теслы? в воздухе столько электромагнитной энергии

[Fanat_non_root 88]

люди, а как же генератор Теслы? в воздухе столько электромагнитной энергии

Ага, особенно возле высоковольтных ЛЭП.

Правда, только до тех пор, пока местные электрики в репу не дадут

[Ajar 90]

В классе шестом , у меня было открытие детекторного приемника: катушка , 2 кондера , диод и наушники , работало !

 

По теме: хотелка подсказывает - небольшое по габаритам , дО 100вт , перезаряжаемое , ресурс от 5 лет , простое в обслуживании и установке .

[Fanat_non_root 88]

В классе шестом , у меня было открытие детекторного приемника: катушка , 2 кондера , диод и наушники , работало !

 

По теме: хотелка подсказывает - небольшое по габаритам , дО 100вт , перезаряжаемое , ресурс от 5 лет , простое в обслуживании и установке .

Корабельная ядерная силовая установка

[NiTr0 583]

Наткнулся на интересную заметку - если верить ей, получается, что ТЭ дешевле дизеля мощностью порядка 14 кВА/8кВт (для расхода 3л/час), и опять же получается, что расход метанола примерно 0.7л/кВт - т.е. 50Вт модуль при полной нагрузке от 1л метанола проработал бы более суток... А учитывая цену дизель-генератора менее 1$/Вт, такой элемент смотрелся бы весьма шикарно.

Может, действительно в близкой перспективе появятся дешевые ТЭ и доступное топливо к ним?