Küsimus:
Kas suruõhu energia salvestamine on kodus majanduslikult tasuv?
jhabbott
2015-01-24 23:53:01 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Kui paigaldan garaaži väikese õhukompressori / mootori, generaatori ja paagi ning laadin seda öösel, kui elekter maksab $ \ frac {5.4p} {kWh} $, ja kasutan seda päeva jooksul toiteks minu maja, kui elekter maksab $ \ frac {12.5p} {kWh} $, kas see aitaks elektriarvel raha kokku hoida või mitte?

Mahuti, mootor ja generaator peaksid laadimiseks olema suurusega 7 tunni jooksul ajavahemikus 01:00 kuni 08:00 ja vabastada energiat ülejäänud 17 tunni jooksul päevas. Ma eeldan, et olenemata sellest, millal päeva jooksul energia tegelikult vabaneb, kas ma kasutan seda või läheb see tagasi võrku ja töötab arvesti tagurpidi, et kompenseerida minu päevakasutust.

Te ei saa ületada 2. termodünaamika seadust. Isegi kui salvestate energiat kellaaegadel, mil vool on odavam, kulutate alati rohkem energiat, kui välja jõuate. Energiakadude arvessevõtmisel oleksin väga üllatunud, kui ületaksite kulude isegi palju vähem.
@Paul ei saa te muidugi nii palju energiat tagasi, kui panite, kuid see küsimus puudutab seda, kuidas teha kindlaks, kas need kahjud on majanduslikult tasuvad, arvestades erinevaid hindu erinevatel kellaaegadel.
Viis vastused:
#1
+5
Dave Tweed
2015-01-25 01:42:39 UTC
view on stackexchange narkive permalink

See pole täiesti teostamatu. Lihtsalt ROM-i saamiseks (ligikaudne suurusjärk) oletame, et tüüpiline leibkond, kes ei kasuta elektrit kütteks, kasutab keskmiselt umbes 1 kW ja et soovite salvestada poole päeva energiat või 12 kWh, mis on umbes 45 MJ.

Kaubanduslikud õhukompressorid võivad kergesti saavutada umbes 15 baari (üle 200 PSI). Suruõhu paagis olev energia on võrdne rõhu ja mahu korrutisega, mistõttu 45 MJ salvestamiseks 15 baari juures oleks vaja

$$ \ frac {45 \ \ text {MJ}} {15 \ \ text {bar}} \ cdot \ frac {1 \ \ text {bar}} {10 ^ 5 \ text {Pa}} = 30 \ text {m} ^ 3 $$

. .. ehk umbes 8000 gallonit. Kas saate hankida või ehitada rõhu hoidva mahuti?

Tõeline võti on see, millist termodünaamilist efektiivsust saate saavutada, muundades elektrit rõhuks ja uuesti. Õhu kokkusurumisel läheb see kuumaks ja osa sellest kuumusest läheb keskkonnale kaduma. Kuid võite osa sellest soojusest tagasi saada, kui käivitate paisuva gaasi läbi sobiva soojusvaheti (ja saate mõne "tasuta" kliimaseadme).

Kui kasutaksite inertset gaasi, võiksite tõenäoliselt saavutada suurema rõhu, mis võimaldaks teil kõrgsurvepaagi suurust vähendada. Muidugi vajaksite kogu gaasi hoidmiseks atmosfäärirõhul veel suuremat paaki (kuigi seda oleks võimalik odavalt ehitada).
@Ethan48: Ehk õhupall? Kuid ma hoidsin paagi rõhku tasemel, mida tavaliselt kasutatakse kaubanduses, et saaksin kasutada tavaseadmeid. Oluliselt kõrgemale jõudmiseks oleks vaja palju rohkem spetsialiseerunud (kallist) käiku.
Jah, ma mõtlesin nagu hüdrauliline aku, mis (vähemalt mõned tüübid) surub põiega inertse gaasi väga kõrgeks rõhuks. Kindlasti väga kõrged käivitamiskulud, võib lihtsalt ruumi veidi vähendada.
@Ethan48: Pidage meeles, et me peame suutma tihendada ja laiendada kiirusega, mis vastab kilovatt elektrile (paar hj) - veelgi enam, kui peame selle suurima koormuse jaoks suurust määrama. See on üsna suur mitmesilindriline seade.
Nagu märkisite, on selle probleemi mis tahes lahendus üsna suur.
#2
+2
HDE 226868
2015-01-25 01:28:29 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Ma teen natuke naiivset matemaatikat.

Nii et öösel seadistust laadides võtate sisse $ x $ kilovatt-tundi tunnis. Korrutage see 7 tunniga ja olete võtnud 7 dollarit x kilovatt-tundi. Kui maksate $ \ frac {5.4 \ text {p}} {\ text {kWh}} $, olete maksnud $ 37.8x \ text {p} $.

Oletame, et kui elekter on sisse lülitatud, kasutate $ y $ kilovatt-tundi tunnis. Korrutage see 17-ga ja olete kasutanud 17 000 dollarit kilovatt-tundi. Kui maksate päeva jooksul energiat, maksate $ \ frac {12,5 \ text {p}} {\ text {kWh}} $, olete maksnud $ 212,5y \ text {p} $ /em>.

Raha säästmiseks seadistamiseks $$ 37.8x<212.5y \ to x<5.62y $$

Samal ajal peate võtma nii palju energiat öösel, nagu päeval vaja on: $ 7x \ ge 17y \ to x \ ge 2.43y $$, nii et nüüd saame oma lõpliku võrrandi (mugavuse huvides veidi lihtsustatud) suhtest $ \ frac {x} {y} $: $$ 2.43 \ le \ frac {x} {y} < 5.62 $$ Ja see on teie naiivne energiakasutuse võrrand. Te ei saa liiga vähe sisse võtta või teil pole piisavalt energiat, et päeva jooksul oma kodu juhtida. Te ei saa liiga palju sisse võtta või maksate liiga palju (välja arvatud juhul, kui mõni läheb teie arvesti kaudu tahapoole, sel juhul pole ülemist piiri). Samuti ei võeta arvesse asjaolu, et ladustamise ajal läheb osa energiat kaduma, mille puhul võib alumine piir olla suurem.

Seejärel peate välja mõtlema, kui palju raha säästate : $$ \ text {Energiasääst} = 212,5y-37,8x $$ ja mitu tsüklit kulub süsteemi maksmiseks: $$ \ text {24-tunniste tsüklite arv} = \ frac {\ tekst {Süsteemi maksumus}} {\ text {Energiasääst}} = \ frac {\ text {Süsteemi maksumus}} {212.5y-37.8x} $$ Jällegi ei võta see arvesse energiakadu, või joosta oma arvesti tahapoole.


See on teoreetiline aspekt. See pole uskumatult kasulik, sest see ei võta arvesse mõnda tegurit ja on üldine. Daytoni ülikoolil on palju, palju põhjalikum analüüs siin. Analüüsiga on mõned väikesed probleemid, nimelt see, et see ei kata teie stsenaariumis kokku hoitud raha ja et see ei kata konkreetseid, väikesemahulisi stsenaariume, nagu teie arvatavasti on (see on ka natuke igav, kui te täpselt ei tea mida otsite või olete suruõhu mutter).

Töö huvipakkuvana on siiski toodud dokumendi 3. lehel huvitav diagramm. Kiire ülevaatuse tulemusel leiti, et kõigist arutatud energiasalvestusmeetoditest oli suruõhu säilitamise efektiivsus kõige madalam (59% ületasid ainult kütuseelemendid). Suruõhutehnoloogiate kasutegur on 70% (oi!), Mis tähendab, et võrrandi alumist piiri tuleb tõsta. Tõhususe mõttes pole see mitte parim valik.

Selle kasuks on mõned punktid: madal hoolduskulu, keskkonnasõbralik ja ülipikk eluiga (30 aastat!) . Nii et see on sealsamas tehnoloogiate hulgas, mida tuleks kaaluda, nagu peaks. Kuid teie stsenaariumi korral ei pruugi see säästa nii palju raha kui näiteks laetavad patareid. Võite valida, kas käivitate seda iga tsükli jooksul veidi kauem või kasutate veidi vähem elektrit. Kuid praegusel kujul säästate ainult väikest osa. Kuigi, olgem ausad: Ajastul, kui energiatarbimine on üks suurimaid probleeme ja odavam on keskkonnasõbralikum, on kõik oluline. Tõenäoliselt ei tee süsteem teile haiget.

Huvitava teabe saamiseks suuremahuliste suruõhusüsteemide kohta leiate siit.

Lihtsalt, et osutada ilmsele: "kilovatt-tunnis tunnis" on lihtsalt kilovatt. :-)
@DaveTweed Ma tean, ma lihtsalt vihkan üksuste hilisemat unustamist. :-)
#3
+2
ericksonla
2017-02-25 22:33:37 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Olemasolevad vastused aitavad üsna hästi selgitada suurust ja ökonoomikat, kuid jätke insenertehnikale üllatuslikult seadmed üle. Ja seal muutub see täiesti teostamatuks.

LightSail on vaieldamatult kõige lähemal suruõhu energia salvestamise (CAES) muutmisele mis tahes mahus majanduslikult teostatavaks. LightSaili tegevjuhi sõnul on probleemiks tõhusus.

Kompressorite / laiendajate efektiivsust võib olla raske kindlaks teha, seega vaatame kõigepealt mootorit / generaatoreid. NEMA mootorite standardid on sellised, et suured peavad olema 90-ndate keskpaiga efektiivsed. Oletame, et Lightsail kasutab 94% efektiivset mootorit / generaatorit. Kui kasutate kohaliku kodupoe suurimat kompressorit, näete maksimaalselt 2 hj. NEMA soovitab teil vaadata selle mootori 78-protsendilist efektiivsust. Nii et lihtsalt mootori käivitamine suruõhu tekitamiseks ja vastupidi töötamine, et elektrienergia tagasi saada, olete juba kaotanud 1–78 dollarit ^ 2 = 0,39 dollarit oma energiast.

Nüüd, kompressor / laiendaja. Neid numbreid ei reguleerita ja need on üldiselt ärisaladused (kuigi mõnikord saate need andmelehtedelt varundada). See veebisait viitab siiski sellele, et väike madala kiirusega kolbkompressor võib olla ka 80% efektiivne (minu kogemus on tegelikult see, et see on liiga kõrge toote jaoks, mille ma eespool linkisin, kuid ma ei leia ühtegi viidatavat allikat). Oletame nüüd, et saate sama seadet kasutada sama efektiivsusega laiendajana (väga ebatõenäoline). See on veel $ 1-0,8 ^ 2 = 0,34 $ kahjum. Nii et kokku vaatame protsessi $ 0,78 ^ 2-0,8 ^ 2 = 0,39 $ efektiivsust.

Mis puutub ökonoomikasse, siis kui elektrienergia maksab 5,4 p / kWh ja saate salvestada 39% -lise efektiivsusega on teie tagastatav hind 5,4 USD / 0,39 = 13,9 $ p / kWh. Halvad uudised! See on kallim kui teie päevane hind, nii et ei, kahjuks ei saa te seda kodus kulutõhusalt teha.

Seda võime vaadata ka heuristiliselt. Kui Lightsail ja keegi teine ​​ei saa seda 37 miljoni dollari suuruse uurimisdollariga suures plaanis ökonoomselt, on peaaegu võimatu, et saaksite seda teha väikeste mõõtmetega, kui riiulil on väiksemad seadmed.

#4
-1
eugen
2017-03-01 18:53:58 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Kui otsite maja suuruse skaalat, oleksid abiks mõned paneelid: PV tihendamiseks & või termal, et soodustada soojusvahetust dekompressiooni jaoks, võite teha ka 2 rulliga paagi (veepaak), 1 allosas & 1 ülaosas visake alt läbi möödub & suruõhu jahutamiseks ja tagurpidi ülemisel poolil, et saaksite osa soojusenergiast taastuda. Sõltuvalt materjalide ostukohast või kohtadest, kus kogute (rämpsu) pluss oma tööd võib-olla jõuate püsivuse lähedale. Kõigi roheliste eeliste ja pika eluea (20–30 aastat) puhul arvan, et see ületab patareide ladustamishinda vähemalt (5–8 aastat)

Esialgne küsimus puudutab elektrivõrgust saadava elektrienergia kulutõhusust, kui suruõhu säilitamine energiakasutuseks on hiljem odavam. Kuigi teete taastuvate energiaallikate kasulikkuse kohta häid punkte, pole te küsimusele tegelikult vastanud
#5
-2
Tenacioustuck
2017-02-25 08:33:59 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Kui teile meeldib 3000 psi, võiksite väiksemas ruumis salvestada palju rohkem energiat. Mis oleks, kui teil oleks mitu päikeseenergial töötavat kõrgsurvekompressorit ja kõrgsurvepaakide park? Kui keegi peaks numbrid õigeks saama, võiks neil põhimõtteliselt olla õhkmaja, eks?

See on pigem kommentaar kui vastus
Mis kasu saaksite õhumootoriga majast? Iga kord, kui muudate energiat ühest vormist teise (näiteks õhu kokkusurumine või suruõhust kasuliku töö saamine), on teil energiakadu. Sellise maja omamine tooks kaasa palju ülekandekadusid, mis ulatuvad päikesest, elektrist (kompressori käitamiseks), rõhust, ükskõik millisesse vormi, kuhu tegelikult energiat vajate. Selleks pole tegelikult head põhjust, kui enamik asjad, mida te toidate, saavad elektrist otsa.


See küsimus ja vastus tõlgiti automaatselt inglise keelest.Algne sisu on saadaval stackexchange-is, mida täname cc by-sa 3.0-litsentsi eest, mille all seda levitatakse.
Loading...