Rast cien energie stimuluje hľadanie účinnejších a lacnejších druhov palív, a to aj na úrovni domácností. Najviac zo všetkých remeselníkov - nadšencov láka vodík, ktorého výhrevnosť je trikrát vyššia ako výhrevnosť metánu (38,8 kW oproti 13,8 z 1 kg látky). Je známe, že domáca metóda extrakcie - štiepenie vody elektrolýzou. V skutočnosti je problém oveľa komplikovanejší. Náš článok má 2 ciele:
Energetický sektor pravdepodobne vyrobil viac elektriny z plynu ako z uhlia. Podľa federálnych zdrojov energie v súčasnosti predstavuje obe palivá asi 33 percent. Plynové palivo však nie je kontroverzné. Výroba z bridlicových útvarov pomocou horizontálneho vŕtania a hydraulického štiepenia, ktorá za posledné desaťročie zabezpečila veľkú časť rastu produkcie, znečistila niektoré vodné cesty a spôsobila problémy so zemetrasením.
M plynu za deň v priemere minulý rok. Nemuselo to tak byť. V posledných rokoch bol uhoľný priemysel porazený konkurenciou lacného plynu a čistých predpisov, ktoré zvýšili náklady na spaľovanie špinavej čiernej skaly. Trend v oblasti plynu tu zostane. Generátory pridávajú ďalšie plynové zariadenia, pretože staršie uhoľné elektrárne odchádzajú do dôchodku, uviedol Costas.
- analyzovať otázku, ako vyrobiť vodíkový generátor s minimálnymi nákladmi;
- zvážte možnosť použitia zariadenia na vykurovanie súkromného domu, tankovanie auta a ako zvárací stroj.
Vodík, alias vodík, - prvý prvok periodickej tabuľky - je najľahšia plynná látka s vysokou chemickou aktivitou. Počas oxidácie (teda spaľovania) uvoľňuje obrovské množstvo tepla a vytvára obyčajnú vodu. Charakterizujme vlastnosti prvku a formulujme ich vo forme téz:
Za elektrinu a plyn platíte za dve hlavné veci. Energia, ktorú použijete, je plytvanie energiou vo vašom dome. ... Iba viac ako tretina z toho, čo zaplatíte, získa energiu pre vás - zvyšok je to, čo spotrebujete. Malá časť z toho, čo zaplatíte, smeruje aj na financovanie práce regulačných orgánov v energetickom priemysle.
* Čísla, ktoré nám chýbajú, nezvýrazňujú náklady na prenos z poplatkov za napájanie. Existuje celý rad procesov na zabezpečenie vášho domova - a tieto procesy nakoniec zaplatíte vo svojej faktúre. Váš účet pokrýva výrobu, prenos, distribúciu a maloobchod s elektrinou. Zahŕňa tiež malý poplatok, ktorý spravuje Elektrický úrad, ktorý reguluje a reguluje elektroenergetický priemysel.
Pre referenciu. Vedci, ktorí najskôr rozdelili molekulu vody na vodík a kyslík, označili zmes za výbušný plyn pre jej tendenciu k výbuchu. Následne dostal názov Brownovho plynu (podľa mena vynálezcu) a začal byť označovaný hypotetickým vzorcom NNO.
Najskôr musí byť vygenerovaná vaša sila. Na Novom Zélande je to hlavne z vodnej energie, geotermálnej energie a zemného plynu. Prenos je obrovský pohyb energie v celej krajine. Elektrická energia sa prenáša z elektrárne na distribučné miesto v blízkosti vášho domova.
Hlavný prenosový kanál je riadený vektormi. Odtiaľ je vaša energia distribuovaná.Distribúciu energie z miesta dodania alebo distribúcie do vašej nehnuteľnosti zabezpečujú miestne distribučné spoločnosti - buď vedenia, alebo distribučné spoločnosti, alebo v prípade plynu spoločnosti zaoberajúce sa plynárenstvom.
Predtým boli vzducholoďové valce naplnené vodíkom, ktorý často explodoval.
Z uvedeného vyplýva nasledujúci záver: 2 atómy vodíka sa ľahko kombinujú s 1 atómom kyslíka, ale rozchádzajú sa veľmi neochotne. Chemická oxidačná reakcia prebieha priamym uvoľňovaním tepelnej energie podľa vzorca:
Náklady na prenos a distribúciu elektriny zvyčajne platí váš maloobchodník a sú zahrnuté ako súčasť poplatkov. V niektorých prípadoch maloobchodníci oddelia rôzne komponenty vášho účtu, aby ste videli, čo za každú porciu platíte. V niekoľkých oblastiach fakturuje sieťová spoločnosť náklady na distribúciu priamo.
Keď maloobchodníci nakupujú plyn, náklady na prepravu a distribúciu plynu sú zahrnuté vo veľkoobchodnej cene. Podiel vášho účtu na pokrytie prenosu a distribúcie je vyšší pri plyne ako pri elektrine. Váš maloobchodník je energetická spoločnosť, s ktorou obchodujete, ktorá vám posiela faktúry.
2H 2 + O 2 → 2 H 2 O + Q (energia)
Tu leží dôležitý bod, ktorý nám bude užitočný pri ďalšom vysvetľovaní: vodík reaguje spontánne zo zapálenia a teplo sa uvoľňuje priamo. Na oddelenie molekuly vody bude potrebné vynaložiť energiu:
2H20 → 2H2 + 02 - Q
Toto je vzorec elektrolytickej reakcie, ktorý charakterizuje proces štiepenia vody dodávkou elektriny. Ako to realizovať v praxi a vyrobiť si generátor vodíka vlastnými rukami, zvážime ďalej.
Maloobchodníci nakupujú elektrinu vyrobenú výrobnými spoločnosťami v zložitom obchodnom systéme. Pre elektrinu sa to nazýva novozélandský trh s elektrinou. Práve na tejto úrovni obchodovania s elektrinou budete počuť výrazy ako „veľkoobchodný trh“ a „spotové ceny“. Veľkoobchodná cena, za ktorú maloobchodníci nakupujú elektrinu, môže výrazne ovplyvniť cenu, ktorú platíte.
Elektrické generátory predávajú elektrinu na veľkoobchodnom trhu. Kupujú ho predajcovia, ktorí vám ho potom predávajú. Aj keď je cena elektriny stanovená každú pol hodinu a líši sa podľa dopytu, väčšina maloobchodníkov vám ju predáva za stanovenú cenu a s veľkoobchodníkmi zvyčajne uzatvára zmluvy o predaji a predaji známe ako „hedges“.
Vytvorenie prototypu
Aby ste pochopili, s čím máte do činenia, najskôr navrhujeme zostaviť najjednoduchší generátor na výrobu vodíka s minimálnymi nákladmi. Návrh domácej inštalácie je znázornený na diagrame.
Existuje niekoľko maloobchodníkov, ktorí vám predajú elektrinu na základe zmluvnej ceny - takže to, čo platíte, závisí od zmien okamžitej ceny. Pre maloobchodníka existuje cenová marža, ale keďže maloobchodník nemusí pokrývať výkyvy okamžitej ceny, je marža menšia ako pre stanovenú zmluvnú cenu. Nákup v miestnej cene je teda v priemere lacnejší, ale riskantnejší ako zmluvy za dobrú cenu.
Majitelia plynárenského poľa platia tantiémy vláde a potom plyn predávajú veľkoobchodníkom, ktorí ho predávajú maloobchodníkom. Trhy s plynom a elektrinou sa vyberajú za platbu regulačným orgánom, ktoré nad nimi dohliadajú, a za poskytovanie služieb na riešenie sťažností spotrebiteľov. Regulačné poplatky za energetický priemysel sú extrémne nízke.
Z čoho pozostáva primitívny elektrolyzér:
- reaktor - sklenená alebo plastová nádoba so silnými stenami;
- kovové elektródy ponorené vo vodnom reaktore a pripojené k zdroju energie;
- druhý zásobník slúži ako vodný uzáver;
- potrubia na odvod plynu HHO.
Dôležitý bod. Elektrolytické vodíkové zariadenie pracuje iba na jednosmerný prúd. Preto používajte ako zdroj napájania sieťový adaptér, nabíjačku do auta alebo batériu. Generátor striedavého prúdu nebude fungovať.
Porovnajte si účet za elektrinu a ušetrite
Zistite, kto dodáva vašu novú nehnuteľnosť a ako získať najvýhodnejšiu ponuku plynu a elektriny. Dodávateľ zmeny je rýchly a ľahký spôsob, ako znížiť náklady domácnosti. S toľkými úlohami na vašom kontrolnom zozname pre sťahovanie domov bude nezabudnutie upozorniť svojho súčasného dodávateľa energie - a zistiť, kto je váš nový dodávateľ plynu a elektriny - pravdepodobne poslednou v mysli.
Zistite, kto dodáva plyn a elektrinu do novej nehnuteľnosti
Dobrá správa je, že tieto dve úlohy nie sú také ťažké označiť váš zoznam, ako by ste si mysleli. Ak tieto informácie od svojich súčasných nájomcov nemôžete získať, môžete uskutočniť pár hovorov a zistiť, kto je váš nový poskytovateľ energie. Môžete zavolať do oblasti distribúcie elektriny a zistiť, kto dodáva vašu elektrinu. Čísla sú uvedené nižšie.
Princíp činnosti elektrolyzéra je nasledovný:
Ak chcete vytvoriť návrh generátora znázorneného na diagrame vlastnými rukami, budete potrebovať 2 sklenené fľaše so širokými hrdlami a viečkami, lekárske kvapkadlo a 2 desiatky samorezných skrutiek. Kompletná sada materiálov je uvedená na fotografii.
Termogenerátory. Dejiny a teória
Pohyblivý deň je stresujúcim obdobím, ale nezabudnite sa postarať o niekoľko podrobností o plyne a elektrine, kým naložíte svoje boxy. Neskôr, keď dostanete nové faktúry v poriadku, budete vďační. Teraz, keď ste sa presunuli k novému majetku, ste takmer hotoví!
Prečo platiť viac za rovnakú energiu?
Požiadajte svojho dodávateľa o novú nehnuteľnosť, aby ste ho informovali o vašom sťahovaní a poskytli svedectvo.
- Vypočítajte počítadlo v novej vlastnosti.
- Urobte to čo najskôr, aby ste zaistili presný prvý výpočet.
Nájdite najlepšiu ponuku energie a prepnite na ňu za pár minút.
Špeciálne náradie bude vyžadovať lepiacu pištoľ na utesnenie plastových viečok. Výrobný postup je jednoduchý:
Na spustenie generátora vodíka nalejte do reaktora slanú vodu a zapnite zdroj energie. Začiatok reakcie bude poznačený výskytom plynových bublín v obidvoch nádobách. Upravte napätie na optimálnu hodnotu a zapaľte hnedý plyn vychádzajúci z ihly kvapkadla.
Často kladené otázky o sťahovaní domov a dodávateľov energie
Čo ak má moja nová nehnuteľnosť počítadlo splátok
Dozviete sa viac o úspornosti 7 metrov vrátane informácií o tom, aký je váš typ elektromera od dodávateľa. Čo ak moja nová nehnuteľnosť nesúvisí s plynom alebo elektrinou. Ak vaša nová nehnuteľnosť nie je pripojená k plynovej alebo elektrickej sieti, budete musieť požiadať o pripojenie od prevádzkovateľa plynových vozidiel alebo prevádzkovateľa distribučnej siete.
Ako odčítať údaje z plynomeru alebo údaje z elektromera?
Prípadne môžete najskôr kontaktovať preferovaného poskytovateľa a požiadať o spojenie prostredníctvom neho. Bude účtovaný poplatok za pripojenie. Ak ste nikdy nečítali plynomer alebo elektromer, môže sa to zdať skľučujúcim. Ale nebojte sa, máme k dispozícii videonahrávku, ktorá vám pomôže nájsť vaše merače. Ak neviete, kde je nehnuteľnosť, zistite, ktoré merače máte, a samozrejme si merač prečítajte.
Druhý dôležitý bod.Nie je možné použiť príliš vysoké napätie - elektrolyt zahriaty na 65 ° C alebo viac sa začne rýchlo odparovať. Kvôli veľkému množstvu vodnej pary nemôže byť horák zapálený. Podrobnosti o montáži a spustení improvizovaného generátora vodíka nájdete na videu:
Sprievodca zmenou nájomcu Aj keď si prenajmete, môžete stále prepínať energiu.
- Nájomníci môžu požiadať svojho prenajímateľa o zmenu energie.
- Nájdite dodávateľa energie.
- Za plyn a elektrinu dostanete to najlepšie.
Nie je to tak dávno, čo bol zemný plyn - palivo, ktoré ste dnes ráno pravdepodobne dostali horúcou sprchou - vnímaný ako čistejšie „mostné“ palivo, pretože bol menej znečistený ako iné alternatívy. Z niektorých dôvodov stále existuje, napríklad keď nahrádza v autobusoch naftu.
Zariadenie a princíp činnosti plynového generátora na elektrinu
Elektrický generátor pracuje na prírodný alebo skvapalnený plyn
Na vykurovanie sa často používa domáci generátor na plyn. Jeho zariadenie sa nelíši od podobných modelov, ktoré pracujú s inými druhmi paliva. Obsahuje tieto časti:
- Bývanie. Môže byť obdĺžnikový alebo valcový. Spravidla sa vyrába z oceľového plechu.
- Spaľovacia komora. Pretože zariadenie pracuje na plyn, nevyžaduje palivovú nádrž. Táto jednotka je vyrobená z tepelne odolnej ocele.
- Kompresor. Je potrebné pumpovať vzduch do pece. Bez tohto sa palivo nezapáli.
- Turbína. Vstupuje do nej ohriaty a expandovaný vzduch.
V jednotke nie je palivová nádrž, pretože beží na skvapalnený plyn alebo zemný plyn. Namiesto toho je nainštalovaná spaľovacia komora. Princíp činnosti prístroja je jednoduchý. Najskôr vzduch vstupuje do kompresora, je stlačený a odoslaný do spaľovacej komory, kde je zmiešaný s malým množstvom paliva. Zmes sa zapáli a privedie sa na vysokú teplotu. Plyn vstupuje do turbíny a núti ju rotovať, vyrábať elektrinu. Časť sa vynakladá na prevádzku samotného plynového generátora pre domácnosť. Produkty spaľovania sa odvádzajú výfukovým potrubím.
O Meyerovom vodíkovom článku
Ak ste vyššie uvedený návrh vyrobili a vyskúšali, potom ste si pravdepodobne pomocou horenia plameňa na konci ihly všimli, že produktivita inštalácie je extrémne nízka. Ak chcete získať viac plynného kyslíka, musíte si po vynálezcovi vyrobiť vážnejšie zariadenie, ktoré sa volá bunka Stanleyho Meiera.
Niektorí v našich domácnostiach sa však domnievajú, že z klimatických dôvodov by sa mal zemný plyn z elektrických spotrebičov postupne vyradiť. Existuje už tendencia prechodu z plynu na elektrinu. S. je plne elektrický. Tento trend je najsilnejší na juhu. Zemný plyn prispieva k zmene podnebia, ak je spaľovaný, alebo najmä ak uniká nespálený.
Doskový reaktor
Thomsen a niekoľko ďalších odporučilo typ vykurovania a klimatizácie známy ako tepelné čerpadlá. Verí, že budúcnosť je elektrifikácia domov. Odporúča ich ľuďom, ktorí majú na strechách solárne systémy, pretože za elektrinu sa platí.
Princíp činnosti článku je tiež založený na elektrolýze, iba anóda a katóda sú vyrobené vo forme rúr vložených do seba. Napätie je dodávané z generátora impulzov cez dve rezonančné cievky, čo znižuje spotrebu prúdu a zvyšuje výkon generátora vodíka. Elektronický obvod prístroja je znázornený na obrázku:
Inštaluje ich do cenovo dostupných bytov po celej Kalifornii. „Chladnička používa na vykurovanie a chladenie viac elektriny ako tepelné čerpadlo v byte,“ uviedol Armstrong. Avšak plynárenské spoločnosti tvrdia, že zemný plyn pomáha udržiavať dostupnosť energie.Mnoho ľudí bojuje s platením účtov za energie a nemôže to riskovať.
Je pravda, že je to podľa jeho slov vo väčšine aplikácií, ktoré teraz používame, ešte drahšie ako plyn. Keď ľudia prechádzajú z plynu na elektrinu, niekedy musia zvýšiť elektrickú službu v skrinke ističa a náklady sú odlišné. Harris súhlasí s tým, že elektrina je čoraz čistejšia. Povedal však, že inštalácia veterných turbín a solárnych fariem si vyžaduje aj použitie fosílnych palív. Vyžadujú veľa betónu a energia na výrobu a nalievanie betónu pochádza z fosílnych palív.
Poznámka. Podrobnosti o fungovaní schémy sú opísané v zdroji https://www.meanders.ru/meiers8.shtml.
Na vytvorenie Meyerovej bunky budete potrebovať:
- valcové telo vyrobené z plastu alebo plexiskla, remeselníci často používajú filter na prívod vody s krytom a dýzami;
- rúry z nehrdzavejúcej ocele s priemerom 15 a 20 mm a dĺžkou 97 mm;
- drôty, izolátory.
Výskum stále ukazuje, že veterné a solárne farmy majú tendenciu kompenzovať použitie tohto fosílneho paliva nie príliš dlho po začiatku prevádzky. Asi 11% nemeckej elektriny vyrábali plynové elektrárne. Plynové elektrárne navyše dosahujú veľmi vysokú mieru účinnosti vďaka sofistikovanej technológii, ktorá premieňa väčšinu energie zo zemného plynu na elektrinu. Pre porovnanie, uhoľné elektrárne môžu v najlepšom prípade dosiahnuť 50% účinnosť.
Zdroje atmosférického osvetlenia
Plynové elektrárne sa stávajú efektívnejšími vďaka vylepšeniam turbín v posledných niekoľkých desaťročiach. Poháňané sú spaľovaním zemného plynu, ktorý ohrieva prichádzajúci vzduch a poháňa turbíny, obdobným spôsobom ako prúdové lietadlo. Rotačný pohyb sa prenáša cez hriadeľ na elektrický generátor, ktorý generuje elektrinu ako dynamo na bicykli.
Nerezové rúrky sú pripevnené k dielektrickej základni, drôty spojené s generátorom sú na ne spájkované. Bunka sa skladá z 9 alebo 11 trubíc umiestnených v plastovom alebo plexisklovom puzdre, ako je znázornené na fotografii.
Prvky sú spojené podľa celej schémy známej na internete, ktorá obsahuje elektronickú jednotku, Meyerov článok a vodný uzáver (technický názov je bubbler). Z bezpečnostných dôvodov je systém vybavený snímačmi kritického tlaku a hladiny vody. Podľa domácich remeselníkov taká vodíková elektráreň spotrebuje prúd asi 1 ampér pri napätí 12 V a má dostatočný výkon, aj keď neexistujú presné údaje.
Schéma zapínania elektrolyzéra
Zástupcovia montovaných elektrární
Upozorňujeme, že tieto možnosti - termoelektrický generátor a plynový generátor sú teraz prioritami, preto sa vyrábajú hotové stanice na použitie, domáce aj priemyselné.
Tu je niekoľko z nich:
- Kachle Indigirka;
- Turistická pec „BioLite CampStove“;
- Elektráreň "BioKIBOR";
- Elektráreň „Eco“ s generátorom plynu „Cube“.
Bežná pec na tuhé palivo pre domácnosť (vyrobená podľa typu kachlí „Burzhayka“) vybavená termoelektrickým generátorom Peltier.
Ideálne pre letné chaty a malé domčeky, pretože je dostatočne kompaktný a dá sa prepravovať v aute.
Hlavná energia počas spaľovania palivového dreva sa používa na vykurovanie, ale súčasne existujúci generátor umožňuje aj získavanie elektriny s napätím 12 V a výkonom 60 W.
Rúra na pečenie „BioLite CampStove“.
Využíva tiež Peltierov princíp, ktorý je však ešte kompaktnejší (hmotnosť je iba 1 kg), čo vám umožní vziať si ho na turistické výlety, ale množstvo energie generovanej generátorom je ešte menšie, ale bude to stačiť na nabiť baterku alebo telefón.
Používa sa tiež termoelektrický generátor, ale toto je už priemyselná verzia.
Výrobca na požiadanie môže vyrobiť zariadenie, ktoré poskytuje výkon elektriny s kapacitou od 5 kW do 1 MW. To však ovplyvňuje veľkosť stanice a tiež množstvo spotrebovaného paliva.
Napríklad zariadenie, ktoré produkuje 100 kW, spotrebuje 200 kg palivového dreva za hodinu.
Ale elektráreň Eco je generátor plynu. Jeho konštrukcia využíva plynový generátor „Cube“, benzínový spaľovací motor a elektrický generátor s výkonom 15 kW.
Okrem priemyselných hotových riešení si môžete samostatne kúpiť rovnaké termoelektrické generátory Peltier, ale bez kachlí, a použiť ich s akýmkoľvek zdrojom tepla.
Doskový reaktor
Vysoko výkonný generátor vodíka schopný zabezpečiť prevádzku plynového horáka je vyrobený z dosiek z nehrdzavejúcej ocele veľkosti 15 x 10 cm, počet je od 30 do 70 kusov. Do nich sú vyvŕtané otvory na dotiahnutie čapov a v rohu je vyrezaná svorka na pripojenie drôtu.
Okrem plechu z nehrdzavejúcej ocele triedy 316 si budete musieť kúpiť:
- guma s hrúbkou 4 mm, odolná voči zásadám;
- koncové dosky z plexiskla alebo textolitu;
- viazacie cvočky M10-14;
- spätný ventil pre plynový zvárací stroj;
- vodný filter pre vodný uzáver;
- vlnité spojovacie rúry z nehrdzavejúcej ocele;
- hydroxid draselný v práškovej forme.
Dosky musia byť zostavené do jedného bloku, ktorý je navzájom izolovaný gumovými tesneniami s výrezom v strede, ako je to znázornené na výkrese. Výsledný reaktor pevne potiahnite kolíkmi a pripojte ho k potrubiam s elektrolytom. Druhá uvedená pochádza zo samostatnej nádoby vybavenej vekom a uzatváracími ventilmi.
Poznámka. Povieme vám, ako si vyrobiť prietokový (suchý) elektrolyzér. Je ľahšie vyrobiť reaktor s ponorenými doskami - nie je potrebné dávať gumové tesnenia a zostavený blok sa spustí do utesnenej nádoby s elektrolytom.
Obvod generátora mokrého typu
Následná montáž generátora vyrábajúceho vodík sa vykonáva podľa rovnakej schémy, ale s rozdielmi:
- K telu prístroja je pripojený zásobník na prípravu elektrolytu. Posledne menovaným je 7-15% roztok hydroxidu draselného vo vode.
- Namiesto vody sa do prebublávača naleje takzvaný dezoxidátor - acetón alebo anorganické rozpúšťadlo.
- Pred horákom musí byť nainštalovaný spätný ventil, inak, keď je vodíkový horák plynulo vypnutý, spätný úder pretrhne hadice a bublinu.
Najjednoduchší spôsob napájania reaktora je použitie zváracieho invertora, nie je potrebné zostavovať elektronické obvody. Ako funguje Brownov domáci plynový generátor, domáci majster povie vo svojom videu:
Výhody a nevýhody
Generátor je možné pripojiť k hlavnému plynovému potrubiu
Plynové generátory pre domácnosť sú pohodlné, pretože používajú rôzne druhy paliva, ktoré sú oveľa lacnejšie ako benzín. Majú nasledujúce výhody:
- schopnosť pripojenia k valcu a hlavnému potrubiu;
- použitie zariadenia na výrobu elektriny, vykurovanie miestnosti, príjem teplej vody;
- trvanlivosť, pretože pri použití plynu je opotrebenie vnútorných častí generátora minimálne;
- bezpečnosť životného prostredia;
- ziskovosť.
Existujú však aj nevýhody: dodávka plynu nie je k dispozícii všade. Pri pripájaní k chrbtovej kosti je potrebné povolenie od špeciálnej služby.
Napriek nákladnému inštalačnému procesu je použitie jednotiek na výrobu plynu oprávnené v prípade častých výpadkov elektrickej energie alebo jej úplnej absencie. Ak nie je možné použiť hlavný palivový systém, môžete použiť valce.
Pri výbere zariadenia sa berú do úvahy podmienky jeho používania a tiež úlohy, ktoré musí jednotka vyriešiť.
Je ziskové získať vodík doma?
Odpoveď na túto otázku závisí od rozsahu použitia zmesi kyslíka a vodíka. Všetky výkresy a diagramy publikované rôznymi internetovými zdrojmi sú navrhnuté tak, aby uvoľňovali plyn HHO na nasledujúce účely:
- používať vodík ako palivo pre automobily;
- bezdymovo spaľovať vodík vo vykurovacích kotloch a peciach;
- požiadať o zváranie plynom.
Hlavný problém, ktorý vyvracia všetky výhody vodíkového paliva: náklady na elektrinu na uvoľnenie čistej látky presahujú množstvo energie získanej jej spaľovaním. Čokoľvek tvrdia prívrženci utopických teórií, maximálna účinnosť elektrolyzéra dosahuje 50%. To znamená, že na 1 kW prijatého tepla sa spotrebujú 2 kW elektriny. Výhoda je nulová, dokonca negatívna.
Pripomeňme si, čo sme napísali v prvej časti. Vodík je vysoko aktívny prvok a sám reaguje s kyslíkom, pričom vytvára veľké množstvo tepla. Pokúšame sa rozdeliť stabilnú molekulu vody a nemôžeme priviesť energiu priamo k atómom. Štiepenie sa vykonáva elektrickou energiou, z ktorej sa polovica rozptýli na ohrev elektród, vody, vinutí transformátora atď.
Dôležité základné informácie. Špecifické teplo spaľovania vodíka je trikrát vyššie ako metán, ale hmotnostne. Ak ich porovnáme podľa objemu, potom sa pri spaľovaní 1 m³ vodíka uvoľní iba 3,6 kW tepelnej energie oproti 11 kW pre metán. Vodík je koniec koncov najľahší chemický prvok.
Teraz zvážte plynný vodík získaný elektrolýzou v domácom vodíkovom generátore ako palivo pre vyššie uvedené potreby:
Pre referenciu. Aby bolo možné spaľovať vodík vo vykurovacom kotle, musí byť konštrukcia dôkladne prepracovaná, pretože vodíkový horák môže taviť každú oceľ.
Ako určiť termoelektrický výkon kovu
Termoelektrický výkon kovu sa určuje vo vzťahu k platine. Na tento účel sa termočlánok, z ktorých jedna z elektród je platina (Pt), a druhá z testovaného kovu, zahreje na 100 stupňov Celzia. Výsledná hodnota pre niektoré kovy v milivoltoch je uvedená nižšie. Okrem toho je potrebné poznamenať, že sa nemení iba veľkosť tepelnej energie, ale aj jej označenie vzhľadom na platinu.
V tomto prípade hrá platina na teplotnej stupnici rovnakú úlohu ako 0 stupňov a celá stupnica tepelnej energie vyzerá takto:
- Antimon +4.7
- Žehlička +1,6
- Kadmium +0,9
- Zinok +0,75
- Meď +0,74
- Zlato +0,73
- Striebro +0,71
- Cín +0,41
- Hliník +0,38
- Ortuť 0
- Platina 0
Po platine nasledujú kovy so zápornou termoelektrickou silou:
Pomocou tejto stupnice je veľmi ľahké určiť hodnotu termoelektrického výkonu vyvinutého termočlánkom zloženým z rôznych kovov. K tomu stačí vypočítať algebraický rozdiel v hodnotách kovov, z ktorých sú vyrobené termoelektródy. Napríklad pre pár antimón - bizmut bude táto hodnota +4,7 - (- 6,5) = 11,2 mV. Ak sa ako elektróda použije dvojica železo - hliník, potom bude táto hodnota iba +1,6 - (+0,38) = 1,22 mV, čo je takmer desaťkrát menej ako hodnota prvého páru.
Ak sa studený spoj udržiava na konštantnej teplote, napríklad 0 stupňov, potom bude termoelektrický výkon teplého spojenia úmerný zmene teploty, ktorá sa používa v termočlánkoch.
Jednoduchý domáci generátor
Napriek tomu, že tieto zariadenia nie sú v súčasnosti populárne, v súčasnosti nie je nič praktickejšie ako jednotka na výrobu tepla, ktorá je celkom schopná vymeniť elektrický sporák, svetelnú lampu na výlete alebo pomôcť, ak je nabíjanie na mobilný telefón sa pokazí, na elektricky ovládané okno. Takáto elektrina pomôže doma aj v prípade výpadku elektriny. Dá sa zohnať zadarmo, dalo by sa povedať, na ples.
Na výrobu termoelektrického generátora je teda potrebné pripraviť:
- Regulátor napätia;
- Spájkovačka;
- Akýkoľvek orgán;
- Chladiace radiátory;
- Tepelná pasta;
- Peltierove vykurovacie články.
Zostavenie zariadenia:
- Najskôr je vyrobené telo prístroja, ktoré by malo byť bez dna, s otvormi v spodnej časti pre vzduch a v hornej časti so stojanom na nádobu (aj keď to nie je potrebné, pretože generátor nemusí pracovať na vode). ;
- Ďalej je k telu pripevnený Peltierov prvok a na jeho studenú stranu je prostredníctvom tepelnej pasty pripojený chladiaci radiátor;
- Potom musíte spájkovať stabilizátor a Peltierov modul podľa ich pólov;
- Stabilizátor by mal byť veľmi dobre izolovaný, aby sa tam nedostala vlhkosť;
- Zostáva skontrolovať jeho prácu.
Mimochodom, ak neexistuje spôsob, ako zohnať chladič, môžete namiesto toho použiť počítačový chladič alebo automobilový generátor. Z takejto výmeny sa nestane nič hrozné.
Stabilizátor je možné dokúpiť s diódovým indikátorom, ktorý bude vydávať svetelný signál, keď napätie dosiahne stanovenú hodnotu.
Ako vznikli termogenerátory
Už v polovici 19. storočia sa uskutočnili početné pokusy o vytvorenie termogenerátorov - zariadení na výrobu elektrickej energie, to znamená na napájanie rôznych spotrebiteľov. Ako také zdroje sa mali používať batérie vyrobené zo sériovo zapojených termočlánkov. Konštrukcia takejto batérie je znázornená na obr. 2.
Obr. 2. Termopáľ, schematické zariadenie
Prvú termoelektrickú batériu vytvorili v polovici 19. storočia fyzici Oersted a Fourier. Ako termoelektródy sa použili bizmut a antimón, čo bola len dvojica čistých kovov s maximálnym termoelektrickým výkonom. Horúce spojky sa zahrievali plynovými horákmi a studené spojky sa umiestnili do nádoby s ľadom. V priebehu experimentov s termoelektrinou boli neskôr vynájdené termopóly vhodné na použitie v niektorých technologických procesoch a dokonca aj na osvetlenie. Príkladom je batéria Clamont vyvinutá v roku 1874, ktorá bola dosť výkonná na praktické účely: napríklad na galvanické pozlátenie, ako aj na použitie v tlačiarňach a dielňach na solárne gravírovanie. Približne v rovnakom čase sa vedec Noé zaoberal aj štúdiom termoplastov, jeho termopiloty boli tiež naraz široko distribuované.
Ale všetky tieto experimenty, aj keď boli úspešné, boli odsúdené na neúspech, pretože termočlánky vytvorené na základe termoprvkov z čistých kovov mali veľmi nízku účinnosť, čo bránilo ich praktickému použitiu. Výpary z čistého kovu majú účinnosť len niekoľko desatín percent. Polovodičové materiály majú oveľa vyššiu účinnosť: niektoré oxidy, sulfidy a intermetalické zlúčeniny.
Vlastnosti termoelektrických materiálov
Výsledky nám umožňujú dúfať, že sa v blízkej budúcnosti získajú úplne nové ekologické zdroje elektrickej energie. Na molekulárnej úrovni sa vyrobila kombinácia kobaltu, niklu, cínu a mangánu. Výsledkom je zliatina multiferrite s úplne novými vlastnosťami. Kombinuje optimálnu kombináciu elektrických, elastických a magnetických vlastností. Z tohto dôvodu dochádza k transformácii materiálov z jedného do druhého a vplyv teploty vedie k reverzibilným fázovým transformáciám. Počas predvádzania tohto materiálu spôsoboval pri absorpcii okolitého tepla neočakávanú generáciu elektriny v induktore, ktorý ho obklopoval.
Takto získaný materiál môže mať v budúcnosti veľký praktický význam. Napríklad premena tepla generovaného autom sa môže použiť na nabíjanie batérií.
Polovodičové termočlánky
Skutočnú revolúciu vo vytváraní termoprvkov priniesli práce akademika A.I. Ioffe.Na začiatku 30. rokov 20. storočia predložil myšlienku, že pomocou polovodičov je možné prevádzať tepelnú energiu vrátane slnečnej na elektrickú. Vďaka uskutočnenému výskumu už v roku 1940 bola vytvorená polovodičová fotobunka na premenu slnečnej svetelnej energie na elektrickú. Za prvú praktickú aplikáciu polovodičových termočlánkov je potrebné považovať zrejme „partizánskeho buřinku“, ktorá umožnila napájanie niektorých prenosných partizánskych rádiových staníc.
Prvky konštantanu a SbZn slúžili ako základ termogenerátora. Teplota studených križovatiek sa stabilizovala vriacou vodou, zatiaľ čo horúce križovatky sa ohrievali plameňom ohňa, čím sa zabezpečil teplotný rozdiel najmenej 250 ... 300 stupňov. Účinnosť takéhoto zariadenia nebola vyššia ako 1,5 ... 2,0%, ale výkon na napájanie rozhlasových staníc bol celkom dosť. Samozrejme, v tých vojnových časoch bol dizajn „buřinky“ štátnym tajomstvom a dokonca aj teraz mnoho internetových fór o jeho dizajne diskutuje.
Využívanie alternatívnych energetických systémov
Hľadanie alternatívnych zdrojov energie je silný globálny vektor, ktorý určuje budúcnosť energie na celom svete. Na vykurovanie a elektrinu v budovách sa už dnes používa:
- solárna energia;
- veterná energia;
- energia pochádzajúca zo Zeme (geotermálna energia);
- energia morí a oceánov;
- energia vnútrozemských vôd;
- energia z biomasy;
- energia z bioplynu.
Obnoviteľná energia a jej zdroje
Alternatívne zdroje energie sa v zásade delia na obnoviteľné a syntetické. Ich rozdiel spočíva v tom, že obnoviteľné zdroje energie využívajú na výrobu energie rôzne prírodné javy, zatiaľ čo syntetické sú založené na syntéze paliva, to znamená v skutočnosti nahradení prírodných uhľovodíkov syntetickými materiálmi.
Dopyt a ceny elektriny rastú nielen u nás, ale na celom svete. Je to nevyhnutná cena, ktorá je potrebné zaplatiť za vývoj moderných technológií. A pojem „obnoviteľné zdroje“ nie je úplne správny - všetko preto, lebo dopyt je mnohonásobne väčší ako reprodukcia týchto zdrojov: ľudstvo každý rok spotrebúva čoraz viac ropy, plynu a uhlia, zásoby sú vyčerpané, už ich nie je viac .
To všetko vedie k tomu, že v nasledujúcich desaťročiach bude na celom svete akútny nedostatok zdrojov fosílnej energie.
Čo to znamená pre majiteľov súkromných domov?
To znamená, že je čas začať sa pripravovať na prudký rast cien energie. Áno, nestane sa to dnes a nie okamžite. Ale je lepšie byť v tejto chvíli pripravený, zatepliť dom, vymeniť kotol, inštalovať nové systémy energetických zdrojov, snažiť sa, aby bol váš dom čo najenergetickejší.
Dnes sa v súkromných domoch dá obnoviteľná energia z alternatívnych zdrojov získať inštaláciou:
- Solárne panely (solárne kolektory);
- Tepelné čerpadlo;
- Vetracie rekuperátory;
- Veterné turbíny;
- Inštalácia systémov externého napájania (https://saen.com.ua/vneshnee-elektrosnabzhenie.html).
Vzhľadom na naše chladné a drsné kontinentálne podnebie nemusí jeden zdroj na vykurovanie domu stačiť. A tu sa musíte pozrieť na kombinácie:
- Ak je vo vašej oblasti veľa slnečných dní, možno zvážiť kombináciu solárnych panelov a tradičného vykurovania kotlom. Cez deň vám slnko ušetrí palivo a v noci (počas nabíjania panelov) bude dom vykurovaný kotlom;
- Ak je vo vašej oblasti častý a silný vietor, potom určite stojí za zváženie nainštalovať veterný mlyn. Veternú energiu môžete kombinovať s vykurovaním kotla rovnakým spôsobom, ako je popísané vyššie;
- Pre racionálnejšie využitie energie v teplejších oblastiach možno všeobecne zvážiť nahradenie tradičných kotlov kotlami na biomasu, tepelnými čerpadlami a systémami spätného získavania tepla z vetrania.
Najdôležitejšie je, že alternatívne zdroje energie zabezpečia vášmu domu stabilitu pri vykurovaní. Nie je nikomu žiadnym tajomstvom, že v mnohých ruských osadách a dedinách sú výpadky elektriny pomerne časté.
Solárna energia
Hlavným prvkom domácej solárnej elektrárne sú fotovoltaické články vyrobené z kremíkových doštičiek. Pod vplyvom slnečného žiarenia navyše vyrábajú elektrinu úplne zadarmo.
Solárne kolektory sa dajú použiť aj ako sekundárne teplonosné médium. Môžu byť napríklad použité na udržanie konštantnej teplej vody v dome. Samozrejme je potrebné správne navrhnúť takúto inštaláciu, zohľadniť počet všetkých obyvateľov a ich potrebu teplej vody, ako aj úroveň slnečného žiarenia vstupujúceho na strechu domu. V ideálnom prípade by kolektory mali byť inštalované na južnej strane domu.
Veterná energia
Inštalácia domácej veternej turbíny je tiež zaujímavým, ale zatiaľ nákladným riešením pre väčšinu majiteľov domov. Takýto systém je ale menej závislý od počasia a počtu slnečných dní - veterné mlyny pracujú neustále a menia iba krútiaci moment.
Rekuperátor a spätné získavanie tepla
Rekuperátor je špeciálne zariadenie inštalované vo ventilačnom systéme, ktorého hlavnou funkciou je vrátiť teplý vzduch prichádzajúci z domu späť do domu.
Na trhu existuje veľa modelov a typov rekuperátorov. Sú pomerne lacné. Pre najlepší efekt sa odporúča zvoliť zariadenia s maximálnou účinnosťou (nad 90%) a spotrebou najviac 0,35 W výkonu na 1 m3 vzduchu.
Fusion of Renewable Energy Fusion: Hybridné riešenia
V domácnosti je možné kombinovať viac ako jeden alternatívny zdroj energie. Najobľúbenejším riešením sú hybridné kolektory využívajúce fotovoltické články a solárne kolektory. Zároveň ohrievajú vodu a vyrábajú elektrinu.
Energia a teplo sa dnes dajú dokonca získať z odpadových vôd. Na trhu existujú takzvané vykurovacie systémy so sírovodíkom. Zhromažďujú teplú vodu, ktorá sa predtým používala na umývanie alebo umývanie riadu, a prenášajú ju do domáceho vykurovacieho systému. Tento systém sa skladá z filtra, špeciálnej nádrže na odpadovú vodu a čerpadla.
Aké zariadenie si vyberiete pre svoju domácnosť, je len na vás. Ak je rozpočet obmedzený a nie ste si istí, že zariadenie bude pracovať efektívne, odporúča sa začať s malým: inštaláciou jedného solárneho panelu alebo rekuperátora. A už sa tam pozrieť.
Môžu alternatívne energetické systémy úplne nahradiť kotol?
Nie, ešte nemôžu. Alternatívne zdroje energie sú často kritizované za ich nízky výkon - ani solárne panely, veterné elektrárne či rekuperátory samozrejme nemôžu úplne vyriešiť problém vykurovania a elektriny v súkromnom dome. Alebo môžu, ale bude to príliš drahé.
Je však zrejmá aj ďalšia skutočnosť - že tieto zariadenia sa už stávajú dôležitou súčasťou inžinierstva mnohých domov, pretože mnoho majiteľov si uvedomilo, že takéto systémy môžu veľa ušetriť na účtoch za plyn a elektrinu.
Termogenerátor pre domácnosť
Už v povojnových päťdesiatych rokoch začal sovietsky priemysel vyrábať termogenerátor TGK-3, ktorého hlavným účelom bolo napájanie batériových rádií v neelektrifikovaných vidieckych oblastiach. Výkon generátora bol 3 W, čo umožňovalo napájať batériové prijímače ako Tula, Iskra, Tallinn B-2, Rodina-47, Rodina-52 a niektoré ďalšie.
Vzhľad termogenerátora TGK-3 je znázornený na obr. 3.
Obr. 3. Termogenerátor TGK-3
Dizajn termogenerátora
Ako už bolo spomenuté, termogenerátor bol určený na použitie vo vidieckych oblastiach, kde sa na osvetlenie používali bleskové petrolejové žiarovky. Takáto lampa vybavená termogenerátorom sa stala nielen zdrojom svetla, ale aj elektrinou. Zároveň neboli potrebné ďalšie náklady na palivo, pretože presne tá časť petroleja, ktorá práve vletela do potrubia, sa zmenila na elektrinu.Takýto generátor bol navyše vždy pripravený na prácu, jeho prevedenie bolo také, že sa v ňom jednoducho nedalo nič pokaziť. Generátor mohol len tak nečinne ležať, pracovať bez zaťaženia a nebál sa skratov. Životnosť generátora sa v porovnaní s galvanickými batériami zdala byť večná.
Úlohu komína v bleskovej petrolejovej žiarovke zohráva predĺžená valcová časť skla. Keď sa lampa používala v spojení s termogenerátorom, sklo sa skrátilo a do neho sa vložil kovový tepelný vysielač 1, ako je to znázornené na obr. štyri.
Obr. 4. Petrolejová lampa s termoelektrickým generátorom
Vonkajšia časť snímača tepla má tvar mnohostranného hranola, na ktorom sú inštalované termopóly. Na zvýšenie účinnosti prenosu tepla mal výmenník tepla vo vnútri niekoľko pozdĺžnych kanálov. Týmito kanálmi prechádzali horúce plyny do výfukového potrubia 3, ktoré súčasne ohrievali termopil, presnejšie jeho horúce spojenia. Na chladenie studených križovatiek sa použil vzduchom chladený chladič. Skladá sa z kovových rebier pripevnených k vonkajším povrchom termopákových blokov.
Termogenerátor - TGK3 pozostával z dvoch nezávislých sekcií. Jeden z nich produkoval napätie 2 V pri záťažovom prúde do 2A. Táto časť sa použila na získanie anódového napätia žiaroviek pomocou vibračného prevodníka. Na napájanie vlákien žiaroviek sa použila ďalšia časť s napätím 1,2 V a záťažovým prúdom 0,5 A.
Je ľahké vypočítať, že termogenerátor mal výkon nepresahujúci 5 wattov, ale na prijímač to bolo dosť, čo umožnilo rozjasniť dlhé zimné večery. Teraz sa to, samozrejme, zdá byť smiešne, ale v tých vzdialených časoch bolo takéto zariadenie nepochybne technologickým zázrakom.
DIY výroba
Môžete si vyrobiť termoelektrický generátor vlastnými rukami. Na tento účel sú potrebné niektoré prvky:
- Modul schopný odolávať teplotám do 300 - 400 ° C.
- Zosilňovač, ktorého účelom je prijímať trvalé napätie 5 V.
- Ohrievač v podobe ohňa, sviečky alebo akejsi miniatúrnej piecky.
- Chladič. Voda alebo sneh sú najobľúbenejšie možnosti po ruke.
- Spojovacie prvky. Na tento účel môžete použiť hrnčeky alebo hrnce rôznych veľkostí.
Vodiče medzi vysielačom a modulom musia byť izolované tepelne odolnou zmesou alebo bežným tmelom. Je potrebné zostaviť zariadenie v nasledujúcom poradí:
- Ponechajte iba puzdro zo zdroja napájania.
- Prilepte Peltierov modul studenou stranou k radiátoru.
- Po predchádzajúcom vyčistení a leštení povrchu musíte prvok nalepiť na druhú stranu.
- Od vstupu meniča napätia je potrebné spájkovať vodiče na výstupy dosky.
V takom prípade musí byť termogenerátor pre správnu činnosť vybavený nasledujúcimi vlastnosťami: výstupné napätie - 5 voltov, typ výstupu pre pripojenie zariadenia - USB (alebo akýkoľvek iný, podľa preferencií), minimálny výkon záťaže by mal byť 0,5 A V takom prípade môžete použiť akýkoľvek druh paliva.
Kontrola mechanizmu je dosť jednoduchá. Do vnútra môžete vložiť niekoľko suchých a tenkých vetvičiek. Zapáľte ich a po niekoľkých minútach pripojte nejaké zariadenie, napríklad telefón na dobíjanie. Nie je ťažké zostaviť termogenerátor. Ak je všetko vykonané správne, potom to bude trvať viac ako jeden rok na výletoch a túrach.
