Der Anstieg der Energiepreise stimuliert die Suche nach effizienteren und billigeren Kraftstoffarten, auch auf Haushaltsebene. Vor allem Handwerker - Enthusiasten werden von Wasserstoff angezogen, dessen Heizwert dreimal höher ist als der von Methan (38,8 kW gegenüber 13,8 aus 1 kg Substanz). Die Methode der Extraktion zu Hause scheint bekannt zu sein - die Spaltung von Wasser durch Elektrolyse. In Wirklichkeit ist das Problem viel komplizierter. Unser Artikel hat 2 Ziele:
Der Stromsektor hat wahrscheinlich mehr Strom mit Gas als mit Kohle produziert. Beide Brennstoffe machen nach Angaben der Energiequellen des Bundes derzeit rund 33 Prozent aus. Gasbrennstoff ist jedoch nicht umstritten. Die Produktion aus Schieferformationen mit Horizontalbohrungen und hydraulischem Brechen, die in den letzten zehn Jahren einen großen Teil des Produktionswachstums ausmachten, hat einige Wasserstraßen verschmutzt und Erdbebenprobleme verursacht.
M Gas pro Tag im Durchschnitt des letzten Jahres. Es musste nicht so sein. In den letzten Jahren wurde der Steinkohlenbergbau von der Konkurrenz durch billiges Gas und saubere Vorschriften geschlagen, die die Kosten für die Verbrennung von schmutzigem schwarzem Gestein erhöht haben. Der Gastrend ist da, um zu bleiben. Generatoren fügen mehr Gasanlagen hinzu, wenn ältere Kohlekraftwerke ausfallen, sagte Costas.
- Analyse der Frage, wie ein Wasserstoffgenerator mit minimalen Kosten hergestellt werden kann;
- Erwägen Sie die Möglichkeit, die Anlage zum Heizen eines Privathauses, zum Betanken eines Autos und als Schweißgerät zu verwenden.
Wasserstoff, auch bekannt als Wasserstoff, - das erste Element des Periodensystems - ist die leichteste gasförmige Substanz mit hoher chemischer Aktivität. Während der Oxidation (dh Verbrennung) setzt es eine große Menge Wärme frei und bildet gewöhnliches Wasser. Charakterisieren wir die Eigenschaften des Elements und formulieren sie in Form von Thesen:
Mit Strom und Gas bezahlen Sie zwei Dinge. Die Energie, die Sie verbrauchen, verschwendet Energie in Ihrem Haus. ... Nur über ein Drittel von dem, was Sie bezahlen, bekommt Energie für Sie - der Rest ist das, was Sie verbrauchen. Ein kleiner Teil Ihrer Zahlung fließt auch in die Finanzierung der Arbeit der Regulierungsbehörden der Energiewirtschaft.
* Die Zahlen, die uns fehlen, heben die Übertragungskosten aus den Stromkosten nicht hervor. Es gibt eine Reihe von Prozessen zur Sicherung Ihres Hauses - und Sie bezahlen diese Prozesse am Ende in Ihrer Rechnung. Ihre Rechnung umfasst die Erzeugung, Übertragung, Verteilung und den Einzelhandel von Strom. Es enthält auch eine kleine Abgabe, die von der Elektrizitätsbehörde verwaltet wird, die die Elektrizitätsindustrie reguliert und reguliert.
Als Referenz. Wissenschaftler, die das Wassermolekül zuerst in Wasserstoff und Sauerstoff aufspalteten, nannten das Gemisch wegen seiner Explosionsneigung ein explosives Gas. Anschließend erhielt es den Namen von Browns Gas (mit dem Namen des Erfinders) und wurde mit der hypothetischen Formel NNO bezeichnet.
Zunächst muss Ihre Stärke generiert werden. In Neuseeland stammt dies hauptsächlich aus Wasserkraft, Geothermie und Erdgas. Übertragung ist die massive Bewegung von Energie im ganzen Land. Der Strom wird vom Kraftwerk zu einem Verteilungspunkt in der Nähe Ihres Hauses übertragen.
Der Hauptübertragungskanal ist vektorgesteuert. Von dort wird Ihre Energie verteilt.Die Verteilung der Energie vom Ort der Lieferung oder Verteilung an Ihr Eigentum erfolgt durch lokale Verteilungsunternehmen - entweder Leitungen oder Netzunternehmen oder im Fall von Gas Gasnetzunternehmen.
Zuvor waren Luftschiffflaschen mit Wasserstoff gefüllt, der oft explodierte.
Aus dem Obigen ergibt sich folgende Schlussfolgerung: 2 Wasserstoffatome verbinden sich leicht mit 1 Sauerstoffatom, trennen sich jedoch sehr ungern. Die chemische Oxidationsreaktion verläuft unter direkter Freisetzung von Wärmeenergie gemäß der Formel:
Die Kosten für die Übertragung und Verteilung von Strom werden in der Regel von Ihrem Einzelhändler bezahlt und sind in den Kosten enthalten, die Ihnen in Rechnung gestellt werden. In einigen Fällen trennen Einzelhändler die verschiedenen Komponenten Ihrer Rechnung, sodass Sie sehen können, was Sie für jede Portion bezahlen. In mehreren Bereichen stellt das Netzunternehmen die Vertriebskosten direkt in Rechnung.
Die Kosten für die Übertragung und Verteilung von Gas sind im Großhandelspreis enthalten, wenn Einzelhändler Gas kaufen. Der Anteil Ihrer Rechnung für die Übertragung und Verteilung ist bei Gas höher als bei Strom. Ihr Einzelhändler ist das Energieunternehmen, mit dem Sie Geschäfte machen und das Ihnen Ihre Rechnung sendet.
2H 2 + O 2 → 2H 2 O + Q (Energie)
Hier liegt ein wichtiger Punkt, der uns bei der weiteren Nachbesprechung nützlich sein wird: Wasserstoff reagiert spontan durch Zündung und Wärme wird direkt freigesetzt. Um ein Wassermolekül abzutrennen, muss Energie verbraucht werden:
2H 2 O → 2H 2 + O 2 - Q.
Dies ist eine elektrolytische Reaktionsformel, die den Prozess der Wasserspaltung durch Stromversorgung charakterisiert. Wie Sie dies in die Praxis umsetzen und einen Wasserstoffgenerator mit Ihren eigenen Händen herstellen können, werden wir weiter überlegen.
Einzelhändler kaufen Strom, der von Erzeugungsunternehmen in einem komplexen Handelssystem erzeugt wird. Für Strom wird dies der neuseeländische Strommarkt genannt. Auf dieser Ebene des Stromhandels werden Sie Begriffe wie "Großhandelsmarkt" und "Spot Pricing" hören. Der Großhandelspreis, zu dem Einzelhändler Strom kaufen, kann den von Ihnen gezahlten Preis stark beeinflussen.
Stromerzeuger verkaufen Strom auf dem Großhandelsmarkt. Es wird von Verkäufern gekauft, die es dann an Sie verkaufen. Während der Strompreis jede halbe Stunde festgelegt wird und je nach Nachfrage variiert, verkaufen die meisten Einzelhändler ihn zu einem festgelegten Preis an Sie und schließen normalerweise Kauf- und Verkaufsverträge, die als „Absicherungen“ bezeichnet werden, mit Großhändlern ab.
Erstellung eines Prototyps
Damit Sie verstehen, womit Sie es zu tun haben, schlagen wir zunächst vor, den einfachsten Generator für die Herstellung von Wasserstoff zu minimalen Kosten zusammenzubauen. Das Design einer selbstgemachten Installation ist in der Abbildung dargestellt.
Es gibt einige Einzelhändler, die Ihnen Strom auf Vertragspreisbasis verkaufen. Was Sie also bezahlen, hängt von Änderungen des Spotpreises ab. Es gibt eine Preisspanne für den Einzelhändler, aber da der Einzelhändler Schwankungen des Kassakurses nicht abdecken muss, ist die Marge geringer als für den festgelegten Vertragspreis. Im Durchschnitt ist der Kauf von Preisen zu lokalen Preisen billiger, aber riskanter als Verträge zu Preisen.
Die Eigentümer des Gasfeldes zahlen Lizenzgebühren an die Regierung und verkaufen das Gas dann an Großhändler, die es an Einzelhändler verkaufen. Die Gas- und Strommärkte werden erhoben, um die Aufsichtsbehörden, die sie überwachen, zu bezahlen und Dienstleistungen zur Lösung von Verbraucherbeschwerden zu erbringen. Die Regulierungsgebühren für die Energiewirtschaft sind extrem niedrig.
Woraus ein primitiver Elektrolyseur besteht:
- Reaktor - Glas- oder Kunststoffbehälter mit dicken Wänden;
- Metallelektroden, die in einen Wasserreaktor eingetaucht und an eine Stromquelle angeschlossen sind;
- das zweite Reservoir wirkt als Wasserdichtung;
- Rohre zur Entfernung von HHO-Gas.
Ein wichtiger Punkt. Die elektrolytische Wasserstoffanlage arbeitet nur mit Gleichstrom. Verwenden Sie daher das Netzteil, das Autoladegerät oder den Akku als Stromquelle. Ein Wechselstromgenerator funktioniert nicht.
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Die gute Nachricht ist, dass diese beiden Aufgaben nicht so schwer zu markieren sind, wie Sie vielleicht denken. Wenn Sie diese Informationen nicht von Ihren derzeitigen Mietern erhalten können, können Sie einige Anrufe tätigen, um herauszufinden, wer Ihr neuer Energieversorger ist. Sie können Ihren Stromverteilungsbereich anrufen, um herauszufinden, wer Ihren Strom liefert. Die Nummern sind unten aufgeführt.
Das Funktionsprinzip des Elektrolyseurs ist wie folgt:
Um das in der Abbildung gezeigte Generatordesign mit Ihren eigenen Händen zu erstellen, benötigen Sie 2 Glasflaschen mit weitem Hals und Deckel, eine medizinische Pipette und 2 Dutzend selbstschneidende Schrauben. Der vollständige Materialsatz ist auf dem Foto dargestellt.
Thermogeneratoren. Geschichte und Theorie
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Für Spezialwerkzeuge ist eine Klebepistole erforderlich, um die Kunststoffdeckel abzudichten. Das Herstellungsverfahren ist einfach:
Um den Wasserstoffgenerator zu starten, gießen Sie Salzwasser in den Reaktor und schalten Sie die Stromquelle ein. Der Beginn der Reaktion wird durch das Auftreten von Gasblasen in beiden Behältern gekennzeichnet. Stellen Sie die Spannung auf den optimalen Wert ein und zünden Sie das aus der Tropfnadel austretende braune Gas.
Häufig gestellte Fragen zu Umzugs- und Energieversorgern
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Wie kann man Messwerte von einem Gaszähler oder Messwerte von einem Stromzähler ablesen?
Alternativ können Sie sich zuerst an Ihren bevorzugten Anbieter wenden und über diesen eine Verbindung anfordern. Eine Verbindungsgebühr wird erhoben. Wenn Sie noch nie einen Gas- oder Stromzähler gelesen haben, kann dies entmutigend erscheinen. Aber keine Sorge, wir haben ein Schritt-für-Schritt-Video, das Ihnen hilft, Ihre Zähler zu finden. Wenn Sie nicht wissen, wo sich die Immobilie befindet, bestimmen Sie, welche Zähler Sie haben, und lesen Sie den Zähler natürlich ab.
Der zweite wichtige Punkt.Eine zu hohe Spannung kann nicht angelegt werden - der auf 65 ° C oder mehr erhitzte Elektrolyt beginnt schnell zu verdampfen. Aufgrund der großen Menge Wasserdampf kann der Brenner nicht gezündet werden. Einzelheiten zum Zusammenbau und Starten eines spontanen Wasserstoffgenerators finden Sie im Video:
Renters Switching Guide Auch wenn Sie vermieten, können Sie trotzdem Energie wechseln.
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Vor nicht allzu langer Zeit wurde Erdgas - der Kraftstoff, den Ihnen Ihre heiße Dusche heute Morgen wahrscheinlich gegeben hat - als sauberer "Brücken" -Treibstoff angesehen, da es weniger verschmutzt war als andere Alternativen. Für einige Zwecke existiert es immer noch, beispielsweise wenn es Diesel in Bussen ersetzt.
Die Vorrichtung und das Funktionsprinzip des Gasgenerators für Elektrizität
Der Stromgenerator wird mit Erdgas oder Flüssiggas betrieben
Zum Heizen wird häufig ein gasbetriebener Hausgenerator verwendet. Das Gerät unterscheidet sich nicht von ähnlichen Modellen, die mit anderen Kraftstoffarten betrieben werden. Es enthält die folgenden Teile:
- Gehäuse. Es kann rechteckig oder zylindrisch sein. Es besteht normalerweise aus Stahlblech.
- Die Brennkammer. Da das Gerät mit Gas betrieben wird, ist kein Behälter zum Laden von Kraftstoff erforderlich. Dieses Gerät ist aus hitzebeständigem Stahl gefertigt.
- Kompressor. Es wird benötigt, um Luft in den Ofen zu pumpen. Ohne dies entzündet sich der Kraftstoff nicht.
- Turbine. Erhitzte und expandierte Luft tritt ein.
In der Einheit befindet sich kein Kraftstofftank, da dieser mit Flüssig- oder Erdgas betrieben wird. Stattdessen ist eine Brennkammer installiert. Das Funktionsprinzip der Vorrichtung ist einfach. Zunächst tritt die Luft in den Kompressor ein, wird komprimiert und in die Brennkammer geleitet, wo sie mit einer kleinen Menge Kraftstoff gemischt wird. Das Gemisch entzündet sich und wird auf eine hohe Temperatur gebracht. Gas tritt in die Turbine ein und lässt sie rotieren, Strom erzeugen. Ein Teil davon wird für den Betrieb des Haushaltsgasgenerators selbst ausgegeben. Die Verbrennungsprodukte werden durch das Auspuffrohr abgegeben.
Über Meyers Wasserstoffzelle
Wenn Sie das obige Design hergestellt und getestet haben, haben Sie beim Verbrennen der Flamme am Ende der Nadel wahrscheinlich festgestellt, dass die Produktivität der Installation äußerst gering ist. Um mehr Sauerstoffwasserstoffgas zu erhalten, müssen Sie nach dem Erfinder ein ernsthafteres Gerät herstellen, das als Stanley-Meier-Zelle bezeichnet wird.
Einige glauben jedoch, dass Erdgas in unseren Häusern aus klimatischen Gründen zugunsten von Elektrogeräten auslaufen sollte. Es besteht bereits die Tendenz, von Gas auf Strom umzusteigen. S. ist vollelektrisch. Dieser Trend ist im Süden am stärksten. Wenn Erdgas verbrannt wird oder insbesondere unverbrannt austritt, trägt es zum Klimawandel bei.
Plattenreaktor
Thomsen und mehrere andere haben eine Art von Heizung und Klimaanlage empfohlen, die als Wärmepumpen bekannt sind. Er glaubt, dass die Zukunft die Elektrifizierung von Häusern ist. Er empfiehlt sie für Menschen, die Sonnensysteme auf ihren Dächern haben, da Strom bezahlt wird.
Das Funktionsprinzip der Zelle basiert ebenfalls auf der Elektrolyse, nur die Anode und die Kathode werden in Form von ineinander eingeführten Röhren hergestellt. Die Spannung wird vom Impulsgenerator über zwei Resonanzspulen geliefert, was den Stromverbrauch verringert und die Leistung des Wasserstoffgenerators erhöht. Die elektronische Schaltung des Geräts ist in der Abbildung dargestellt:
Er installiert sie in erschwinglichen Wohnungen in ganz Kalifornien. "Ein Kühlschrank verbraucht mehr Strom zum Heizen und Kühlen als eine Wärmepumpe in einer Wohnung", sagte Armstrong. Laut Gasversorgern trägt Erdgas jedoch zur Aufrechterhaltung der Energieverfügbarkeit bei.Viele Menschen haben Schwierigkeiten, ihre Stromrechnungen zu bezahlen, und können dies nicht riskieren.
Es ist zwar in den meisten Anwendungen, die wir derzeit verwenden, sogar teurer als Gas, sagte er. Wenn Menschen von Gas auf Elektrizität umsteigen, müssen sie manchmal die elektrische Leistung im Leistungsschalterkasten erhöhen, und die Kosten sind unterschiedlich. Harris stimmt zu, dass der Strom sauberer wird. Die Installation von Windkraftanlagen und Solarparks erfordert jedoch auch den Einsatz fossiler Brennstoffe. Sie benötigen viel Beton, und die Energie für die Herstellung und das Gießen von Beton stammt aus fossilen Brennstoffen.
Hinweis. Details zur Funktionsweise des Schemas finden Sie in der Ressource https://www.meanders.ru/meiers8.shtml.
Um eine Meyer-Zelle herzustellen, benötigen Sie:
- Als zylindrischer Körper aus Kunststoff oder Plexiglas verwenden Handwerker häufig einen Wasserversorgungsfilter mit Deckel und Düsen.
- Edelstahlrohre mit einem Durchmesser von 15 und 20 mm und einer Länge von 97 mm;
- Drähte, Isolatoren.
Untersuchungen zeigen immer noch, dass Wind- und Solarparks diesen Verbrauch fossiler Brennstoffe nicht allzu lange nach ihrer Inbetriebnahme ausgleichen. Rund 11% des deutschen Stroms wurde mit Gaskraftwerken erzeugt. Darüber hinaus erzielen Gaskraftwerke dank ausgefeilter Technologie sehr hohe Wirkungsgrade und wandeln den größten Teil der Energie aus Erdgas in Strom um. Im Vergleich dazu können Kohlekraftwerke bestenfalls einen Wirkungsgrad von 50% erreichen.
Atmosphärische Lichtquellen
Gaskraftwerke werden dank der Verbesserungen der Turbinen in den letzten Jahrzehnten effizienter. Sie werden durch Verbrennen von Erdgas angetrieben, das die einströmende Luft erwärmt und Turbinen antreibt, ähnlich wie bei einem Düsenflugzeug. Die Drehbewegung wird über die Welle auf einen elektrischen Generator übertragen, der wie ein Fahrraddynamo Strom erzeugt.
Edelstahlrohre sind an einer dielektrischen Basis befestigt, mit dem Generator verbundene Drähte sind mit ihnen verlötet. Die Zelle besteht aus 9 oder 11 Röhrchen, die in einem Kunststoff- oder Plexiglasgehäuse untergebracht sind, wie auf dem Foto gezeigt.
Die Elemente werden nach allen im Internet bekannten Schemata verbunden, zu denen eine elektronische Einheit, eine Meyer-Zelle und eine Wasserdichtung gehören (technischer Name ist Bubbler). Aus Sicherheitsgründen ist das System mit kritischen Druck- und Wasserstandsensoren ausgestattet. Nach Angaben von Heimwerkern verbraucht eine solche Wasserstoffanlage einen Strom von etwa 1 Ampere bei einer Spannung von 12 V und weist eine ausreichende Leistung auf, obwohl es keine genauen Zahlen gibt.
Schematische Darstellung des Einschaltens des Elektrolyseurs
Vertreter vorgefertigter Kraftwerke
Beachten Sie, dass diese Optionen - ein thermoelektrischer Generator und ein Gasgenerator - jetzt Priorität haben. Daher werden vorgefertigte Stationen für den Haus- und Industriebereich hergestellt.
Nachfolgend einige davon:
- Indigirka Herd;
- Touristenofen "BioLite CampStove";
- Kraftwerk "BioKIBOR";
- Kraftwerk "Eco" mit Gasgenerator "Cube".
Ein gewöhnlicher Haushaltsbrennstoffofen (hergestellt nach dem Typ des "Burzhayka" -Ofenes), ausgestattet mit einem thermoelektrischen Peltier-Generator.
Perfekt für Sommerhäuser und kleine Häuser, da es kompakt genug ist und im Auto transportiert werden kann.
Die Hauptenergie bei der Verbrennung von Brennholz wird zum Heizen verwendet. Gleichzeitig können Sie mit dem vorhandenen Generator auch Strom mit einer Spannung von 12 V und einer Leistung von 60 W beziehen.
Ofen "BioLite CampStove".
Es verwendet auch das Peltier-Prinzip, ist jedoch noch kompakter (das Gewicht beträgt nur 1 kg), sodass Sie es auf Wanderungen mitnehmen können. Die vom Generator erzeugte Energiemenge ist jedoch noch geringer, reicht jedoch aus Laden Sie eine Taschenlampe oder ein Telefon auf.
Ein thermoelektrischer Generator wird ebenfalls verwendet, dies ist jedoch bereits eine industrielle Version.
Der Hersteller kann auf Anfrage ein Gerät herstellen, das eine Stromleistung mit einer Leistung von 5 kW bis 1 MW liefert. Dies wirkt sich jedoch auf die Größe der Station sowie auf den Kraftstoffverbrauch aus.
Beispielsweise verbraucht eine Anlage mit 100 kW 200 kg Brennholz pro Stunde.
Das Öko-Kraftwerk ist jedoch ein Gasgenerator. Das Design verwendet einen Gasgenerator "Cube", einen Benzin-Verbrennungsmotor und einen elektrischen Generator mit einer Leistung von 15 kW.
Zusätzlich zu vorgefertigten Industrielösungen können Sie dieselben thermoelektrischen Peltier-Generatoren separat kaufen, jedoch ohne Herd, und sie mit jeder Wärmequelle verwenden.
Plattenreaktor
Ein Hochleistungswasserstoffgenerator, der den Betrieb eines Gasbrenners sicherstellen kann, besteht aus 15 x 10 cm großen Edelstahlplatten mit einer Stückzahl von 30 bis 70 Stück. In sie werden Löcher gebohrt, um die Stifte festzuziehen, und in der Ecke ist ein Anschluss zum Verbinden des Drahtes ausgeschnitten.
Zusätzlich zu Edelstahlblech der Klasse 316 müssen Sie Folgendes kaufen:
- Gummi mit einer Dicke von 4 mm, alkalibeständig;
- Endplatten aus Plexiglas oder Textolit;
- Kabelbinder M10-14;
- Rückschlagventil für Gasschweißgerät;
- Wasserfilter für eine Wasserdichtung;
- Verbindungsrohre aus gewelltem Edelstahl;
- Kaliumhydroxid in Pulverform.
Die Platten müssen zu einem einzigen Block zusammengebaut werden, der mit Gummidichtungen mit einer ausgeschnittenen Mitte voneinander isoliert ist, wie in der Zeichnung gezeigt. Ziehen Sie den resultierenden Reaktor mit Stiften fest und verbinden Sie ihn mit den Elektrolytrohren. Letzterer stammt aus einem separaten Behälter, der mit einem Deckel und Absperrventilen ausgestattet ist.
Hinweis. Wir erklären Ihnen, wie Sie einen durchströmenden (trockenen) Elektrolyseur herstellen. Es ist einfacher, einen Reaktor mit eingetauchten Platten herzustellen - es müssen keine Gummidichtungen angebracht werden, und der zusammengebaute Block wird in einen versiegelten Behälter mit Elektrolyt abgesenkt.
Generatorschaltung vom nassen Typ
Der anschließende Zusammenbau eines Wasserstoff erzeugenden Generators erfolgt nach dem gleichen Schema, jedoch mit Unterschieden:
- Ein Reservoir zur Elektrolytaufbereitung ist am Körper der Vorrichtung angebracht. Letzteres ist eine 7-15% ige Lösung von Kaliumhydroxid in Wasser.
- Anstelle von Wasser wird ein sogenanntes Desoxidationsmittel in den Bubbler gegossen - Aceton oder ein anorganisches Lösungsmittel.
- Vor dem Brenner muss ein Rückschlagventil installiert werden. Andernfalls kann der Rückschlag die Schläuche und den Bubbler beschädigen, wenn der Wasserstoffbrenner sanft ausgeschaltet wird.
Der einfachste Weg, den Reaktor mit Strom zu versorgen, ist die Verwendung eines Schweißwechselrichters, da keine elektronischen Schaltkreise zusammengebaut werden müssen. Wie funktioniert Browns hausgemachter Gasgenerator, wird der Heimmeister in seinem Video erzählen:
Vorteile und Nachteile
Der Generator kann an die Hauptgasleitung angeschlossen werden
Gasgeneratoren für zu Hause sind praktisch, da sie verschiedene Arten von Kraftstoff verwenden, die viel billiger als Benzin sind. Sie haben folgende Vorteile:
- die Fähigkeit, eine Verbindung zu einem Zylinder und einem Hauptrohr herzustellen;
- die Verwendung des Geräts zur Stromerzeugung, zum Heizen eines Raums und zum Empfangen von heißem Wasser;
- Haltbarkeit, da bei Verwendung von Gas der Verschleiß der Innenteile des Generators minimal ist;
- Umweltsicherheit;
- Rentabilität.
Es gibt jedoch auch Nachteile: Die Gasversorgung ist nicht überall verfügbar. Bei der Verbindung mit dem Backbone ist die Erlaubnis eines speziellen Dienstes erforderlich.
Trotz des kostspieligen Installationsprozesses ist der Einsatz von Gaserzeugungsanlagen bei häufigen Stromausfällen oder deren völliger Abwesenheit gerechtfertigt. Wenn das Hauptkraftstoffsystem nicht verwendet werden kann, können Sie Zylinder verwenden.
Bei der Auswahl eines Geräts werden die Bedingungen für seine Verwendung sowie die Aufgaben berücksichtigt, die das Gerät lösen muss.
Ist es rentabel, Wasserstoff zu Hause zu bekommen?
Die Antwort auf diese Frage hängt vom Anwendungsbereich des Sauerstoff-Wasserstoff-Gemisches ab. Alle Zeichnungen und Diagramme, die von verschiedenen Internetquellen veröffentlicht wurden, sind so konzipiert, dass HHO-Gas für folgende Zwecke freigesetzt wird:
- Verwenden Sie Wasserstoff als Kraftstoff für Autos.
- rauchlos Wasserstoff in Heizkesseln und Öfen verbrennen;
- zum Gasschweißen beantragen.
Das Hauptproblem, das alle Vorteile von Wasserstoffbrennstoff zunichte macht: Die Stromkosten für die Freisetzung eines reinen Stoffes übersteigen die Energiemenge, die bei seiner Verbrennung anfällt. Was auch immer die Anhänger utopischer Theorien behaupten, der maximale Wirkungsgrad des Elektrolyseurs erreicht 50%. Dies bedeutet, dass 2 kW Strom pro 1 kW empfangener Wärme verbraucht werden. Der Nutzen ist Null, sogar negativ.
Erinnern wir uns daran, was wir im ersten Abschnitt geschrieben haben. Wasserstoff ist ein hochaktives Element, das selbstständig mit Sauerstoff reagiert und viel Wärme erzeugt. Beim Versuch, das stabile Wassermolekül zu spalten, können wir keine Energie direkt zu den Atomen bringen. Die Aufteilung erfolgt durch Elektrizität, von der die Hälfte zum Erhitzen der Elektroden, des Wassers, der Transformatorwicklungen usw. abgeführt wird.
Wichtige Hintergrundinformationen. Die spezifische Verbrennungswärme von Wasserstoff ist dreimal höher als die von Methan, jedoch nach Gewicht. Wenn wir sie nach Volumen vergleichen, werden beim Verbrennen von 1 m³ Wasserstoff nur 3,6 kW Wärmeenergie freigesetzt, gegenüber 11 kW für Methan. Wasserstoff ist schließlich das leichteste chemische Element.
Betrachten Sie nun das durch Elektrolyse in einem hausgemachten Wasserstoffgenerator erhaltene Sauerstoffgas als Brennstoff für die oben genannten Anforderungen:
Als Referenz. Um Wasserstoff in einem Heizkessel zu verbrennen, muss die Struktur gründlich überarbeitet werden, da ein Wasserstoffbrenner jeden Stahl schmelzen kann.
So bestimmen Sie die thermoelektrische Leistung eines Metalls
Die thermoelektrische Leistung eines Metalls wird in Bezug auf Platin bestimmt. Dazu wird ein Thermoelement, dessen eine Elektrode Platin (Pt) und die andere das getestete Metall ist, auf 100 Grad Celsius erhitzt. Der resultierende Wert in Millivolt für einige Metalle ist unten gezeigt. Darüber hinaus ist zu beachten, dass sich nicht nur die Größe der Thermoleistung ändert, sondern auch ihr Vorzeichen in Bezug auf Platin.
In diesem Fall spielt Platin auf der Temperaturskala die gleiche Rolle wie 0 Grad, und die gesamte Thermokraftskala sieht folgendermaßen aus:
- Antimon +4.7
- Eisen +1.6
- Cadmium +0,9
- Zink +0,75
- Kupfer +0,74
- Gold +0,73
- Silber +0,71
- Zinn +0,41
- Aluminium +0,38
- Quecksilber 0
- Platin 0
Auf Platin folgen Metalle mit negativer thermoelektrischer Leistung:
Mit dieser Skala ist es sehr einfach, den Wert der thermoelektrischen Leistung zu bestimmen, die von einem Thermoelement aus verschiedenen Metallen entwickelt wird. Dazu reicht es aus, die algebraische Differenz der Werte der Metalle zu berechnen, aus denen die Thermoelektroden bestehen. Für ein Antimon-Wismut-Paar beträgt dieser Wert beispielsweise +4,7 - (- 6,5) = 11,2 mV. Wenn ein Eisen-Aluminium-Paar als Elektroden verwendet wird, beträgt dieser Wert nur +1,6 - (+0,38) = 1,22 mV, was fast zehnmal weniger ist als der des ersten Paares.
Wenn die Vergleichsstelle auf einer konstanten Temperatur gehalten wird, beispielsweise 0 Grad, ist die thermoelektrische Leistung der heißen Verbindungsstelle proportional zur Temperaturänderung, die in Thermoelementen verwendet wird.
Einfacher hausgemachter Generator
Trotz der Tatsache, dass diese Geräte derzeit nicht beliebt sind, gibt es im Moment nichts Praktischeres als eine Wärmeerzeugungseinheit, die durchaus in der Lage ist, einen Elektroherd, eine Beleuchtungslampe auf einer Reise oder beim Aufladen zu helfen zu einem Mobiltelefon fällt aus, um ein elektrisches Fenster zu öffnen. Ein solcher Strom hilft auch zu Hause bei einem Stromausfall. Es kann kostenlos, könnte man sagen, für einen Ball erhalten werden.
Um einen thermoelektrischen Generator herzustellen, müssen Sie Folgendes vorbereiten:
- Spannungsregler;
- Lötkolben;
- Irgendjemand;
- Kühler;
- Wärmeleitpaste;
- Peltier Heizelemente.
Gerät zusammenbauen:
- Zunächst wird der Körper des Geräts hergestellt, der ohne Boden sein sollte, mit Löchern unten für Luft und oben mit einem Ständer für den Behälter (obwohl dies nicht erforderlich ist, da der Generator möglicherweise nicht mit Wasser arbeitet). ;;
- Als nächstes wird ein Peltier-Element an dem Körper angebracht, und ein Kühlkörper wird an seiner kalten Seite durch Wärmeleitpaste angebracht;
- Dann müssen Sie den Stabilisator und das Peltier-Modul entsprechend ihren Polen löten.
- Der Stabilisator sollte sehr gut isoliert sein, damit keine Feuchtigkeit dorthin gelangt.
- Es bleibt seine Arbeit zu überprüfen.
Übrigens, wenn es keine Möglichkeit gibt, einen Kühler zu bekommen, können Sie stattdessen einen Computerkühler oder einen Autogenerator verwenden. Bei einem solchen Ersatz wird nichts Schreckliches passieren.
Der Stabilisator kann mit einer Diodenanzeige erworben werden, die ein Lichtsignal gibt, wenn die Spannung den angegebenen Wert erreicht.
Wie Thermogeneratoren entstanden sind
Bereits Mitte des 19. Jahrhunderts wurden zahlreiche Versuche unternommen, Thermogeneratoren herzustellen - Geräte zur Erzeugung elektrischer Energie, dh zur Stromversorgung verschiedener Verbraucher. Als solche Quellen sollten Batterien aus in Reihe geschalteten Thermoelementen verwendet werden. Der Aufbau einer solchen Batterie ist in Abb. 1 dargestellt. 2.
Feige. 2. Thermopile, schematische Vorrichtung
Die erste thermoelektrische Batterie wurde Mitte des 19. Jahrhunderts von den Physikern Oersted und Fourier hergestellt. Wismut und Antimon wurden als Thermoelektroden verwendet, genau das Paar reiner Metalle mit der maximalen thermoelektrischen Leistung. Heiße Verbindungen wurden mit Gasbrennern erhitzt und kalte Verbindungen wurden in ein Gefäß mit Eis gegeben. Im Verlauf von Experimenten mit Thermoelektrizität wurden später Thermopiles erfunden, die für den Einsatz in einigen technologischen Prozessen und sogar für die Beleuchtung geeignet sind. Ein Beispiel ist die 1874 entwickelte Clamont-Batterie, die aus praktischen Gründen sehr leistungsfähig war: zum Beispiel für die galvanische Vergoldung sowie für den Einsatz in Druckereien und Werkstätten für die Solargravur. Etwa zur gleichen Zeit beschäftigte sich der Wissenschaftler Noé auch mit der Untersuchung von Thermopiles, seine Thermopiles waren auch einmal weit verbreitet.
Obwohl alle diese Experimente erfolgreich waren, waren sie zum Scheitern verurteilt, da Thermopiles, die auf der Basis von Thermoelementen aus reinen Metallen hergestellt wurden, einen sehr geringen Wirkungsgrad hatten, was ihre praktische Anwendung behinderte. Reine Metalldämpfe haben einen Wirkungsgrad von nur wenigen Zehntel Prozent. Halbleitermaterialien haben einen viel höheren Wirkungsgrad: einige Oxide, Sulfide und intermetallische Verbindungen.
Eigenschaften von thermoelektrischen Materialien
Die Ergebnisse lassen hoffen, dass in naher Zukunft völlig neue umweltfreundliche elektrische Energiequellen gewonnen werden. Auf molekularer Ebene wurde eine Kombination aus Kobalt, Nickel, Zinn und Mangan hergestellt. Das Ergebnis ist eine Multiferritlegierung mit völlig neuen Eigenschaften. Es kombiniert eine optimale Kombination von elektrischen, elastischen und magnetischen Eigenschaften. Aufgrund dessen kommt es zu einer Umwandlung von Materialien von einem zum anderen, und der Einfluss der Temperatur führt zu reversiblen Phasenumwandlungen. Während einer Demonstration dieses Materials verursachte es, während es Umgebungswärme absorbierte, eine unerwartete Stromerzeugung in dem ihn umgebenden Induktor.
Somit kann das erhaltene Material in Zukunft von großer praktischer Bedeutung sein. Beispielsweise kann die Umwandlung von Wärme, die von einem Auto erzeugt wird, zum Laden von Batterien verwendet werden.
Halbleiterthermoelemente
Eine wahre Revolution bei der Schaffung von Thermoelementen wurde durch die Arbeiten von Akademiker A.I. Ioffe.In den frühen 30er Jahren des 20. Jahrhunderts vertrat er die Idee, dass es mit Hilfe von Halbleitern möglich ist, Wärmeenergie, einschließlich Sonnenenergie, in elektrische Energie umzuwandeln. Dank der bereits 1940 durchgeführten Forschung wurde eine Halbleiter-Fotozelle zur Umwandlung von Sonnenenergie in elektrische Energie geschaffen. Die erste praktische Anwendung von Halbleiter-Thermoelementen sollte anscheinend als "Partisanen-Melone" betrachtet werden, die es ermöglichte, einige tragbare Partisanen-Radiosender mit Strom zu versorgen.
Die Elemente von Constantan und SbZn dienten als Basis des Thermogenerators. Die Temperatur der kalten Verbindungen wurde durch kochendes Wasser stabilisiert, während die heißen Verbindungen durch eine Feuerflamme erwärmt wurden, wodurch eine Temperaturdifferenz von mindestens 250 bis 300 Grad bereitgestellt wurde. Der Wirkungsgrad eines solchen Geräts betrug nicht mehr als 1,5 ... 2,0%, aber die Leistung zur Versorgung der Radiosender war völlig ausreichend. Natürlich war in jenen Kriegszeiten das Design der "Melone" ein Staatsgeheimnis, und selbst jetzt diskutieren viele Foren im Internet über ihr Design.
Nutzung alternativer Energiesysteme
Die Suche nach alternativen Energiequellen ist ein leistungsfähiger globaler Vektor, der die Zukunft der Energie auf der ganzen Welt bestimmt. Bereits heute werden in Gebäuden folgende Geräte für Heizung und Strom verwendet:
- Solarenergie;
- Windenergie;
- von der Erde stammende Energie (Geothermie);
- Energie der Meere und Ozeane;
- Energie der Binnengewässer;
- Biomassenenergie;
- Biogasenergie.
Erneuerbare Energien und ihre Quellen
Grundsätzlich werden alternative Energiequellen in erneuerbare und synthetische unterteilt. Ihr Unterschied liegt in der Tatsache, dass erneuerbare Energien verschiedene natürliche Phänomene zur Energieerzeugung nutzen, während synthetische auf der Synthese von Kraftstoff basieren, dh auf dem Ersatz natürlicher Kohlenwasserstoffe durch synthetische Materialien.
Stromnachfrage und Strompreise wachsen nicht nur in unserem Land, sondern auf der ganzen Welt. Dies ist ein unvermeidlicher Preis für die Entwicklung moderner Technologien. Und der Begriff "erneuerbare Quellen" ist nicht ganz richtig - alles nur, weil die Nachfrage um ein Vielfaches höher ist als die Reproduktion dieser Quellen: Jedes Jahr verbraucht die Menschheit immer mehr Öl, Gas und Kohle, die Lagerstätten werden erschöpft, es gibt keine mehr .
All dies führt dazu, dass es in den kommenden Jahrzehnten weltweit zu einem akuten Mangel an fossilen Energieressourcen kommen wird.
Was bedeutet das für private Hausbesitzer?
Dies bedeutet, dass es Zeit ist, sich auf einen starken Anstieg der Energiepreise vorzubereiten. Ja, das wird heute nicht und nicht sofort passieren. Aber es ist besser, in diesem Moment bereit zu sein, das Haus zu isolieren, den Kessel auszutauschen, neue Systeme von Energiequellen zu installieren und zu versuchen, Ihr Haus so energieeffizient wie möglich zu gestalten.
In Privathäusern kann heute erneuerbare Energie aus alternativen Quellen gewonnen werden, indem Folgendes installiert wird:
- Sonnenkollektoren (Sonnenkollektoren);
- Wärmepumpe;
- Lüftungsrekuperatoren;
- Windräder;
- Installation externer Stromversorgungssysteme (https://saen.com.ua/vneshnee-elektrosnabzhenie.html).
Angesichts unseres kalten und rauen kontinentalen Klimas reicht eine Quelle zum Heizen eines Hauses möglicherweise nicht aus. Und hier müssen Sie sich die Kombinationen ansehen:
- Wenn Ihre Region viele Sonnentage hat, kann eine Kombination aus Sonnenkollektoren und traditioneller Kesselheizung in Betracht gezogen werden. Tagsüber spart Ihnen die Sonne Kraftstoff, und nachts (während die Paneele aufgeladen werden) wird das Haus von einem Heizkessel beheizt.
- Wenn es in Ihrer Region häufig und stark weht, lohnt es sich auf jeden Fall, eine Windmühle zu installieren. Sie können Windenergie mit Kesselheizung auf die gleiche Weise wie oben beschrieben kombinieren.
- Für eine rationellere Energienutzung in wärmeren Regionen kann im Allgemeinen in Betracht gezogen werden, herkömmliche Kessel durch Biomassekessel, Wärmepumpen und Wärmerückgewinnungssysteme aus der Lüftung zu ersetzen.
Am wichtigsten ist, dass alternative Energiequellen die Heizstabilität Ihres Hauses gewährleisten. Schließlich ist es für niemanden ein Geheimnis, dass in vielen russischen Siedlungen und Dörfern häufig Stromausfälle auftreten.
Solarenergie
Das Hauptelement eines Heimsolarkraftwerks sind Photovoltaikzellen aus Siliziumwafern. Unter dem Einfluss der Sonnenstrahlung erzeugen sie zudem völlig kostenlos Strom.
Solarkollektoren können auch als sekundäres Wärmeübertragungsmedium verwendet werden. Zum Beispiel können sie verwendet werden, um konstant heißes Wasser im Haus zu halten. Natürlich ist es notwendig, eine solche Installation korrekt zu gestalten, die Anzahl aller Bewohner und ihren Bedarf an heißem Wasser sowie die Sonneneinstrahlung, die auf das Dach des Hauses fällt, zu berücksichtigen. Idealerweise sollten Kollektoren an der Südseite des Hauses installiert werden.
Windenergie
Die Installation einer Windkraftanlage für Privathaushalte ist für die meisten Hausbesitzer ebenfalls eine interessante, aber bislang teure Lösung. Ein solches System ist jedoch weniger abhängig vom Wetter und der Anzahl der Sonnentage - die Windmühlen arbeiten ständig und ändern nur das Drehmoment.
Rekuperator und Wärmerückgewinnung
Ein Rekuperator ist ein spezielles Gerät, das im Lüftungssystem installiert ist und dessen Hauptfunktion darin besteht, die vom Haus kommende warme Luft zurück zum Haus zu leiten.
Es gibt viele Modelle und Arten von Rekuperatoren auf dem Markt. Sie sind relativ günstig. Für den besten Effekt wird empfohlen, Geräte mit maximalem Wirkungsgrad (über 90%) und einem Verbrauch von nicht mehr als 0,35 W Leistung pro 1 m3 Luft zu wählen.
Fusion erneuerbarer Energien: Hybridlösungen
In einem Haus kann mehr als eine alternative Energiequelle kombiniert werden. Die beliebteste Lösung sind Hybridkollektoren mit Photovoltaikzellen und Solarkollektoren. Gleichzeitig erwärmen sie Wasser und erzeugen Strom.
Energie und Wärme können heute sogar aus Abwasser gewonnen werden. Es gibt sogenannte Schwefelwasserstoff-Heizsysteme auf dem Markt. Sie sammeln warmes Wasser, das zuvor zum Spülen oder Spülen von Geschirr verwendet wurde, und geben es an die Heizung des Hauses weiter. Dieses System besteht aus einem Filter, einem speziellen Abwassertank und einer Pumpe.
Welches Gerät Sie für Ihr Zuhause auswählen müssen, liegt bei Ihnen. Wenn das Budget begrenzt ist und Sie nicht sicher sind, ob das Gerät effizient funktioniert, wird empfohlen, klein anzufangen: Installation eines Solarmoduls oder eines Rekuperators. Und da schon zu schauen.
Können alternative Energiesysteme den Kessel vollständig ersetzen?
Nein, das können sie noch nicht. Alternative Energiequellen werden oft wegen ihres geringen Stroms kritisiert - natürlich können weder Sonnenkollektoren noch Windparks noch Rekuperatoren das Problem von Heizung und Strom in einem Privathaus vollständig lösen. Oder sie können, aber es wird zu teuer sein.
Eine andere Tatsache ist jedoch auch offensichtlich: Solche Geräte werden bereits zu einem wichtigen Bestandteil der Konstruktion vieler Häuser, da viele Eigentümer erkannten, dass solche Systeme viel an Gas- und Stromrechnungen sparen können.
Haushaltsthermogenerator
Bereits in den fünfziger Jahren der Nachkriegszeit begann die sowjetische Industrie mit der Herstellung des TGK-3-Thermogenerators. Sein Hauptzweck war die Versorgung batteriebetriebener Funkgeräte in nicht elektrifizierten ländlichen Gebieten. Die Generatorleistung betrug 3 W, was es ermöglichte, Batterieempfänger wie Tula, Iskra, Tallinn B-2, Rodina-47, Rodina-52 und einige andere mit Strom zu versorgen.
Das Aussehen des TGK-3-Thermogenerators ist in Abb. 1 dargestellt. 3.
Feige. 3. Thermogenerator TGK-3
Thermogenerator Design
Wie bereits erwähnt, war der Thermogenerator für den Einsatz in ländlichen Gebieten vorgesehen, in denen Petroleumlampen zur Beleuchtung eingesetzt wurden. Eine solche mit einem Thermogenerator ausgestattete Lampe wurde nicht nur zu einer Lichtquelle, sondern auch zu Elektrizität. Gleichzeitig waren keine zusätzlichen Kraftstoffkosten erforderlich, da genau der Teil des Kerosins, der gerade in das Rohr geflogen war, in Strom umgewandelt wurde.Außerdem war ein solcher Generator immer einsatzbereit, und sein Design war so, dass einfach nichts darin zu brechen war. Der Generator konnte einfach im Leerlauf liegen, ohne Last arbeiten und hatte keine Angst vor Kurzschlüssen. Die Lebensdauer des Generators im Vergleich zu galvanischen Batterien schien ewig.
Die Rolle des Kamins in der Blitz-Petroleumlampe spielt der längliche zylindrische Teil des Glases. Bei Verwendung einer Lampe zusammen mit einem Thermogenerator wurde das Glas gekürzt und ein Metallwärmetransmitter 1 eingesetzt, wie in Fig. 1 gezeigt. vier.
Feige. 4. Petroleumlampe mit thermoelektrischem Generator
Der äußere Teil des Wärmeübertragers hat die Form eines facettenreichen Prismas, auf dem Thermosäulen installiert sind. Um die Effizienz der Wärmeübertragung zu erhöhen, hatte der Wärmetauscher mehrere Längskanäle im Inneren. Durch diese Kanäle strömten heiße Gase in das Auspuffrohr 3 und erwärmten gleichzeitig die Thermosäule, genauer gesagt ihre heißen Verbindungen. Ein luftgekühlter Kühler wurde verwendet, um die Vergleichsstellen zu kühlen. Es besteht aus Metallrippen, die an den Außenflächen der Thermopile-Blöcke angebracht sind.
Der Thermogenerator - TGK3 bestand aus zwei unabhängigen Abschnitten. Einer von ihnen erzeugte eine Spannung von 2 V bei einem Laststrom von bis zu 2 A. Dieser Abschnitt wurde verwendet, um die Anodenspannung der Lampen unter Verwendung eines Schwingungswandlers zu erhalten. Ein anderer Abschnitt mit einer Spannung von 1,2 V und einem Laststrom von 0,5 A wurde verwendet, um die Filamente der Lampen mit Strom zu versorgen.
Es ist leicht zu berechnen, dass der Thermogenerator eine Leistung von nicht mehr als 5 Watt hatte, aber es war genug für den Empfänger, was es ermöglichte, lange Winterabende aufzuhellen. Jetzt scheint es natürlich nur lächerlich, aber in jenen fernen Zeiten war ein solches Gerät zweifellos ein Wunder der Technologie.
DIY machen
Sie können einen thermoelektrischen Generator mit Ihren eigenen Händen herstellen. Zu diesem Zweck sind einige Elemente erforderlich:
- Modul, das Temperaturen von bis zu 300-400 ° C standhält.
- Ein Aufwärtswandler, dessen Zweck es ist, eine kontinuierliche Spannung von 5 V zu empfangen.
- Eine Heizung in Form eines Feuers, einer Kerze oder einer Art Miniaturofen.
- Kühler. Wasser oder Schnee sind die beliebtesten Optionen.
- Elemente verbinden. Zu diesem Zweck können Sie Tassen oder Töpfe unterschiedlicher Größe verwenden.
Die Drähte zwischen Sender und Modul müssen mit einer hitzebeständigen Verbindung oder einem herkömmlichen Dichtmittel isoliert werden. Das Gerät muss in der folgenden Reihenfolge zusammengebaut werden:
- Lassen Sie nur das Gehäuse von der Stromversorgung.
- Kleben Sie das Peltier-Modul mit der kalten Seite auf den Kühler.
- Nachdem Sie die Oberfläche zuvor gereinigt und poliert haben, müssen Sie das Element auf die andere Seite kleben.
- Vom Eingang des Spannungswandlers müssen die Drähte an die Ausgänge der Platte gelötet werden.
In diesem Fall muss der Thermogenerator für einen ordnungsgemäßen Betrieb mit den folgenden Eigenschaften ausgestattet sein: Ausgangsspannung - 5 Volt, Art des Ausgangs zum Anschließen des Geräts - USB (oder ein anderer, je nach Präferenz), die Mindestlastleistung sollte 0,5 A betragen In diesem Fall können Sie jede Art von Kraftstoff verwenden.
Die Überprüfung des Mechanismus ist recht einfach. Sie können mehrere trockene und dünne Zweige hineinlegen. Setzen Sie sie in Brand und schließen Sie nach einigen Minuten ein Gerät an, z. B. ein Telefon zum Aufladen. Es ist nicht schwierig, einen Thermogenerator zusammenzubauen. Wenn alles richtig gemacht ist, dauert es mehr als ein Jahr bei Ausflügen und Wanderungen.
