Paineilma-energiavarasto korvaamaan likaiset litium- ja lyijyakut?

[viivelinja]

Pohdin tuota akkujen lämmitystä ennen latausta ja tarvisi webaston:

117.06€ 50% OFF|2000w Air Diesels Car Heater Parking Heater 12v Air Diesel Heating Old Remote Cotrol Planar Parking Heating Car Camper Van Boat - Heating & Fans - AliExpress

Smarter Shopping, Better Living! Aliexpress.com

www.aliexpress.com

Josta tuli mieleen, että onnistuisikohan tuollaisen satasen pelin modifioimaan TEG:ille, eli tulisi lataussähköä ja lämpöä löpöstä..?

T:Eerin

En tiedä näiden rakenteesta, mutta tuskin modifiointia mikään estää, jos viritellä viitsii. Itse rakentelin jokin aika sitten tuolle valopetroolilla toimivalle monipolttoainekeittimelleni TEGin, minkä hukkalämpö käytettiin teltan lattian lämmittämiseen letkukierukalla. Sähköä riitti kiertovesipumpun lisäksi puhelimen lataukseen. Hukkalämpö ei riittänyt pitämään pientä telttaa lämpimänä, kun ulkona oli noin 5 astetta plussaa, mutta lattia pysyi mukavan lämpimänä. Systeemi painoi vesineen noin 15 kg.

Toisesta näkökulmasta ajatellen on jotenkin hullua lämmittää "vihreää" akkutekniikkaa ulkomaisilla fossiileilla, kun sen voi tehdä myös kotimaisella sähköllä. Aina kun jostakin saa akun lataukseen sopivan määrän sähköä, luulisi sitä piisaavan myös akun lämmitykseenkin, ja kun sähköä ei saa, ei akkua kannata käyttää. Sähköautothan lämmittävät akut verkkosähköllä latauslämpötilaan. Toisin sanoen, olisiko pieni dieselgeneraattori kuitenkin järkevämpi? Voi osoittautua päästömielessäkin paremmaksi. Lämmön joutuu joka tapauksessa "webastollakin" kanavoimaan tasaisesti akuston lämmitystä varten, eli yhtä helposti se onnistuisi dieselgeneraattoristakin, tai tulisijasta tai puukäyttöisen TEGin hukkalämmöstä.

Omassa systeemissä akun käyttö talvella on niin vähäistä, että pienikin lataus paneeleista riittää.

Nuo aiemmin mainitsemat TEG elementit antavat muuten parhaan hyötysuhteen (Tc 30 astetta), kun kuumapuoli on 200 asteinen, eli 6,5 %. Tehoa ei tule niin paljoa, kuin 300 asteisena, mutta tuo voi olla miettimisen arvoinen asia TEG-generaattoria suunnitellessa.

 

[viivelinja]

Testasin nyt viikonlopun aikana tuon 406 Ah 12 V (10 tunnin purku) akkupankin. Eli 4872 Wh. Purin akkua Victron Phoenix 1200 VA invertterin kautta 480 W (muutaman watin yli) kuormalla 5.5 tuntia. Invertterin maksimihyötysuhde on 92 %, eli akusta käytettiin vähintään 2869 Wh (jollei mittarit huijaa paljoa). Tämä aiheuttaa purkuvirran, mikä osuu melko hyvin akun 10 tunnin purkua vastaavaan virtaan, oikestaan hieman nopeampaan. Akusta siis purettiin 58 % alaspäin pyöristettynä. Akun jännite oli testin alussa 12,4 kuorma päällä ja lopussa 11, 45. Akun olisi saanut purkaa 10.8 volttiin asti 10 tunnin purulla. Jos akunjännitteen ja varauksen riippuvuus on lineaarinen, olisi akusta ollut jäljellä vielä alaspäin pyöristettynä 40 %! Eli aika hyvä vuoden 2013 syyskuussa valmistetulle lyijyakulle, mikä on ollut melko vähällä käytöllä. Saatiin lähes täydet prosentit yli 7 vuotta vanhalle akulle. Testi suoritettiin 8.11.2020 noin 15 °C lämpötilassa.

Lopetin testin, koska yksi kenno vaikutti menevän epätasapainoon, mutta tuo olikin vain mittapään huonosta kontaktista johtuvaa. Kennot pysyivät tasapainossa hyvin.

Eli 7 vuotta vanha lyijyakkukaan ei vähällä käytöllä näytä kalenteri-ikääntymisen merkkejä. Syklit toki kuluttavat. Kalenteri-ikääntyminen näyttäisi olevan litiumrautafosfaattiakkua vähäisempää (aiemmin tässä ketjussa linkatun datan perusteella).

Kaikki luvut, jotka ovat pyöristetty, ovat pyöristetty akun kapasiteetin kannalta huonompaan suuntaan. Tuo mainittu riippuvuussuhde ei ole täysin lineaarinen. Alkujännite saattaa heittää kymmenyksen, koska toisessa mittarissani on heittoa. Muut akkujännitelukemat on mitattu paremmalla mittarillani ja invertteristä tuleva sähkö mitattiin pistorasiaan tulevalla kulutusmittarilla, mikä on pienillä kulutuksilla todettu tarkaksi.

Jälleen kerran saavat lyijyakut kehuja täältä, nimittäin 406 Ah PoweSafe-akkuni ovat tehty vuoden 2013 syyskuussa. Purin niistä invertterillä jälleen 2 kWh energiamittarin (230 V) mukaan, eli häviöiden kanssa noin 2200 Wh. Jännite oli lopuksi muutaman minuutin levon jälkeen 12,1 V. Luultavasti olisi vielä tuosta lepojännite hieman noussut, jos olisi odottanut. Seuraavana päivänä aurinko oli jo kerennyt lataamaan akkuja ennen kuin kävin tarkastamassa jännitettä.

Akut ovat pian 9 vuotta vanhoja!

Onko täällä kenelläkään kokemuksia PowerSafe OPzV-akuista, jotka ovat putkilevyllisiä geeliakkuja? Laskin niiden kilowattituntikustannukseksi 18 senttiä (50 % DoD, 70 % oletettu SoH 2750 syklin jälkeen), mikä on useita litiumakkuja halvempi. Nämä voivat olla seuraavat akut, kunhan nämä 9 vuotiaat antaa periksi.

 

[maanma]

Jos sen paineen tuottaisi polttomoottori laitteella 3v sähkömoottorin avulla olisi lämmön keräysputkiyhteet valmiina. Joku 2T kone ? Diesel jotta paineenkesto olisi parempi.

Säiliönä joku 300L jämä ulkona mustaksi maalattuna ilman eristeitä.

 

[viivelinja]

Jos sen paineen tuottaisi polttomoottori laitteella 3v sähkömoottorin avulla olisi lämmön keräysputkiyhteet valmiina. Joku 2T kone ? Diesel jotta paineenkesto olisi parempi.

Säiliönä joku 300L jämä ulkona mustaksi maalattuna ilman eristeitä.

Joku vanha vesijäähdytteinen polttomoottori saattaisi tosiaan olla hyväkin paineilman tuottoon, saisi tosiaan ainakin osan puristuksen lämmöstä talteen, ja tarpeeksi hitailla kierroksilla prosessi voisi olla lähes isoterminen. Voitelun toimivuus tosin vähän mietityttää.

Muistaakseni 1000 L paineilmaa 10 barin paineessa varastoisi noin 400 Wh, ja 40 % hyötysuhteella tuosta saisi 160 Wh, mutta tuo 40 % lienee erittäin optimistinen arvio. Verkkotason CAES muistaakseni pääsee tälaiseen hyötysuhteeseen.

1000 l paineilmaa 200 bar paineessa varastoisi noin 7 kWh, jos muistan oikein... Mutta 200 bar paineella paineilmamoottorin hyötysuhde laskisi entisestään.

Jossian väitettiin, että tällainen järjestelmä voisi varastoida jopa yli 200 kertaa järjestelmän valmistukseen vaadittavan energiamäärän käyttöikänsä aikana, mutta sekin luultavasti käsittelee järjestelmiä, joissa paineilma varastoidaan luolaan ja käytetään turbiinilla. Jos tarvitsisin 63 kappaletta (10 kWh) 1000 litran paineilmasäiliötä korvaamaan noin 120 l suuruisen lyijyakuston, mihin mahtuu 10 kWh, on valinta käytännössä selvä.

Lyijyakut varastoivat 2 kertaa ja litiumakut 10 kertaa niiden valmistukseen vaadittavan energiamäärän niiden käyttöiän aikana erään lähteen mukaan. Akut ovat tosiaan energiaintensiivisiä, mikä tulee ottaa huomioon akkuvarastointia mietittäessä isossa mittakaavassa, kuten sähköautoissa ja niiden ympäristövaikutuksissa.

 

[maanma]

Laivadieselit on mietitty alemmille kierrosluvuille.

 

[viivelinja]

Laivadieselit on mietitty alemmille kierrosluvuille.

Saattaisi olla liian suuri perus off grid käyttöön . Mäntämoottorit ja kompressorit myös kuluvat aika nopeasti voitelusta huolimatta. Muuten varmaankin toimiva.

Kaupallisessa CAES-käytössä olevat turbiinit voisivat olla hyvä vaihtoehto, jos niistä tehtäisiin pienempiä versioita. Turbiinien huoltovälit ovat luultavasti pitkät ja kuluminen vähäistä. Siis ainakin kun ajattelee, että suurin osa maailman sähköstä tehdään höyryturbiineilla.

 

[kotte]

Kaikki nuo mainitut kompressori- ja pneumaattiset koneet ovat varsin kestäviä (kymmeniä vuosia jatkuvaa käyttöä), kunhan on suunniteltu ja valmistettu oikein ja huolletaan asiallisesti (pätee myös mäntävehkeille). Paineilmavarastojen varsinainen ongelma on huono hyötysuhde (50% hyötysuhteen saavuttaminenkin on jo varsin vaikeaa), ellei sovelleta erilaisia jekkuja, joista tehokkaimmat ovat hankalia ja kalliita toteuttaa kunnolla. Perusongelmana on, että kaasut lämpenenevät puristettaessa ja jäähtyvät paisunnassa ja molemmat muuttuvat suurimmalta osin häviöiksi ilman erikoistemppuja. Useampiasteisesta kompressorista ja välijäähdytyksestä sekä useampivaiheisesta paisunnasta ja välitulistuksesta saa apua, mutta noita on puolestaan vaikea ja kallista toteuttaa niin, ettei hyötyä menetä suurelta osin uusina häviöinä.