Paineilma-energiavarasto korvaamaan likaiset litium- ja lyijyakut?

Toimii se noinkin. Tosin noin pienillä lämpötilaeroilla hyötysuhde putoaa entistäkin heikommaksi, ja hyödyllistä tehoa ei käytännössä saavuteta. Noita 300+ °C grafiittipintaisia elementtejä ei näytä saavan Kiinasta.
 
Viimeksi muokattu:
Löysin muuten hyvän artikkelin liittyen tuohon aiempaan ideaan käyttää rautajauhetta polttoaineena.


Prosessia siis käytetään jo ihan käytännössäkin. Kokeilin sytyttää viilalla tehtyä rautajauhoa, kasa hehkui hetkisen punertavana ja lopputuotteeksi jäi sinertävänharmaata jauhetta, lienee pääosin Fe3O4.

Jos vaan aurinkosähkön saisi kohtuuhintaan pelkistämään kohtuu suuren määrät rautajauhetta kesällä... 1000 litraa kiinteää rautaa on noin 14 000 kWh, mitäköhän vie tilaa jauheena? Poltettu jauho voinee viedä aika suuren tilan.
 

eros

Member
Cpu siilit on vaikeasti putsattavissa nokeentuessaan.

Suorat pinnat ja turbulenssi ohjaimet ovat käytössä kattiloissa kuten myös talteenotto ohuiden kvartsi tiilien läpi (koska eivät nokeennu herkästi)

Jep, mutta puukaasulieska ei nokea. Vrt. kosanilieska mutta vielä puhtaampi. Jos putsarit falskaa, niin voi tulla valkoista tuhkaa läpi. Se lähtee kyllä harjalla.

Kvartsi on huono lämmönjohde. Sen pintälämpö kait nokeentumisen yläpuolella?

T:Eerin
 

Savonius

Well-known member
Toimii se noinkin. Tosin noin pienillä lämpötilaeroilla hyötysuhde putoaa entistäkin heikommaksi, ja hyödyllistä tehoa ei käytännössä saavuteta. Noita 300+ °C grafiittipintaisia elementtejä ei näytä saavan Kiinasta.
Jos kuuma kuuma puoli on 300 astetta niin mikä on nimellistehon lämpötilaero. Tuo lämpötilaero kai ratkaisee
 

eros

Member
Saako 550 eurolla invertterin, mikä on hyväksytty Suomen sähköverkkoon?

EU alueella myyvät niitä. Se mitä verkkoyhtiöt hyväksyy on verkkoyhtiö kohtaista.

10kw GTI maksaa jotain 900eur, sillä on uusin sertifikaatti..

Lämmönjohtotahnoja ei kannata käyttää edes TEGin kylmäpuolella. Tietokonejutuissakin saa tietääkseni parempia tuloksia hiomalla heatspreaderin ja siilin pinnat erittäin tasaisiksi, mikä onnistuu kotonakin peilin (tasopinta) ja hiomapaperin avulla. Tarkat ohjeet löytyy netistä, ei ole niin yksinkertaiata miltä kuulostaa. Tuolla menetelmällä on onnistuneesti hiottu myös auton moottorien sylinterikannen pintoja tasoon. Grafiittipintainen TEG antaa yleensä periksi 2,5 sadasosamillin aaltoisuuden ja tarvitsee Ra 0,8 mikrometrin pinnanlaadun.

Eli kuparitahnaa väliin ei toimi, vaikka pinnat olisi ns. levysileitä (plootusta leikattua)?

Savukaasuista voi lämmön kerätä harvaripaiseksi koneistetulla rauta/alumiiniblokilla. Nokeentuminen ei omassa systeemissä ole kovin nopeaa, mutta nuohoamiseen pitää varautua. Suurempi keruublokin lämmönjohtavuus tarkoittaa pienempää lämpötilagradienttia ja siten matalampaa poistosavukaasulämpötilaa.

Itse haluan matalan savukaasulämpötilan, mahdollinen kondensointi talteen..
Tietokonesiilit siis mahdollisesti hyödynnettävissä.

Yhteen kytketyt TEG-elementit pitää olla melko samoissa lämpötiloissa kuuma ja kylmäpuolilta. Yksi vaihtoehto on tehdä TEG rypäs vaikka rinnankytkettynä ja eri lämpötilavyöhykkeiden ryppäille kaikille on MPPT-yksikkö.

Itse funtsin suht tasalämpöistä alumiinilevyä, joka kuorrutettu siileillä ja puristaa TEG:it välissä toista alumiiniblokkia, joka vesijäähdytetty (kiertoveden paluu). Termopari säätää alumiiniblokin lämmön mukaan puukaasun virtausta/polttoa. Tällöin kaikki TEG:it olisi suht samalla lämpövuolla ja yhteisessä mppt säätimessä. (aurinkosähkö invertteri)

Pelkällä diodillakin pärjää, mutta optimaalisen tehon saamiseksi pitää kaikkien ryppäiden olla jännitteeltään sovitettu akun lataukseen/laturin vaatimaan jännitteeseen. Tai käyttää tarpeeksi tasaisen lämpötilan saavuttavaa blokkia, jolloi MPP-asiaa ei tarvitse miettiä niin tarkkaan.

Muistutuksena, TEC-elementtejä ei voi käyttää TEGiin, ongelmana on vaihteleva paksuus elementtien välillä, juotokset ei kestä kuin noin 120 astetta ja vaihtelevat resistanssit Kiinasta tilatuissa.

Ja mitään isompaa systeemiä EI kannata alkaa rakentamaan ilman kokemusta. Joku 10-50 W systeemi ei harmita niin paljoa, jos ei toimi toivotusti. Elementit myös halkeavat pienimmästäkin pinnan epätasaisuudesta kiristettäessä.

Tjoo alehintaiset TEG:it kiinostaa, kun niillä ryssii vähemmän euroja.. Aliexpress? 20e/kpl?

T:Eerin
 

eros

Member
Toimii se noinkin. Tosin noin pienillä lämpötilaeroilla hyötysuhde putoaa entistäkin heikommaksi, ja hyödyllistä tehoa ei käytännössä saavuteta. Noita 300+ °C grafiittipintaisia elementtejä ei näytä saavan Kiinasta.

Kelpaako tuo mihinkään:

Linkkejä parempiin elementteihin?
 

eros

Member
Prosessia siis käytetään jo ihan käytännössäkin. Kokeilin sytyttää viilalla tehtyä rautajauhoa, kasa hehkui hetkisen punertavana ja lopputuotteeksi jäi sinertävänharmaata jauhetta, lienee pääosin Fe3O4.

Jos vaan aurinkosähkön saisi kohtuuhintaan pelkistämään kohtuu suuren määrät rautajauhetta kesällä... 1000 litraa kiinteää rautaa on noin 14 000 kWh, mitäköhän vie tilaa jauheena? Poltettu jauho voinee viedä aika suuren tilan.

Rauta ei kauheasti paisu poltettaessa, massa lisääntyy hapen verran. Kokeile teräsvillalla, se palaa kauniisti..

1m3 rautaa on 7.8 tonnia, poltettuna 10t luokkaa.

Vedyllä pystyy kyllä pelkistämään kuumassa, aika monta kertaa joutuu kierrättämään vedyn, jotta saa sen kuivattua. Toki mitäpä sitä ilmaisella aurinkosähköllä tekisi..?

Miten se rautajauho lämpö muutetaan sähköksi? Ehkä se elektrolyyttinen peltilevy olisi helpompaa muuttaa sähköksi?

T:Eerin
 

Savonius

Well-known member
Eikös tuosta tuhannesta kilosta kerry huomattavasti enemmän kilovattitunteja kun sen viilaa jauhoksi. Ainakin hiki siinä tulee. 0,15Kw teholla kun tuon tonnin viilaa jauhoksi niin kilovattitunteja kertyy.
 
Eikös tuosta tuhannesta kilosta kerry huomattavasti enemmän kilovattitunteja kun sen viilaa jauhoksi. Ainakin hiki siinä tulee. 0,15Kw teholla kun tuon tonnin viilaa jauhoksi niin kilovattitunteja kertyy.

Jauheen poltossa syntyy ruostejauhoa, jonka pelkistyksestä (vedyllä) taas syntyy rautajauhoa. Rautaa ei tarvitse jauhaa kuin kerran, ja ensimäisenkin kerran se onnistuu elektrokemiallisesti. Tiedä sitten minkälaisia könttejä sintraantuu syklittämisen myötä, mutta valmiissa maailmassa on aikaa testata.
 
Rauta ei kauheasti paisu poltettaessa, massa lisääntyy hapen verran. Kokeile teräsvillalla, se palaa kauniisti..

1m3 rautaa on 7.8 tonnia, poltettuna 10t luokkaa.

Vedyllä pystyy kyllä pelkistämään kuumassa, aika monta kertaa joutuu kierrättämään vedyn, jotta saa sen kuivattua. Toki mitäpä sitä ilmaisella aurinkosähköllä tekisi..?

Miten se rautajauho lämpö muutetaan sähköksi? Ehkä se elektrolyyttinen peltilevy olisi helpompaa muuttaa sähköksi?

T:Eerin

No ajattelin ihan TEGiä, jos tuota joskus omaan käyttöön väsään. On helppo, ja hukkalämpöähän tarvitaan talvella. Kaupalliseen käyttöön jos tuo eksyy, niin höyryrautaprosessissahan kuuma rautajauhe reagoi vesihöyryn kanssa, hapettuu ja pelkistää veden vedyksi. Vedyn voi polttaa kombivoimalassa, tai tulevaisuuden polttokennossa.
 
Kelpaako tuo mihinkään:

Linkkejä parempiin elementteihin?

Hankala sanoa, kun tiedot ovat puutteelliset. Thermal electronics corporation ja Tegmart myy kunnollisia elementtejä. 10 W on Tegmartilla muistaakseni noin 20 €.


Jos jollekin Kiinalaiselle elementille luvataan parempia speksejä, niin tiedot ovat virheellisiä.

Näitä 10 W elementtejä on generaattorissani 4 kpl, toimivat hyvin. Viikonloppuna saattaa olla tulossa lisää testituloksia, kun uusi "kamiina" valmistuu.

En ole mitenkään varma, voisiko kuparitahna auttaa. Vain empiirinen koe kertoo, mutta TEGien grafiittipinnan luulisi ajavan saman asian, ne antaa periksi hieman. En osaa tuohon levyn sileyteen sanoa mitään, lienee parasta tutkia asia jotenkin.

Jos haluat kondensoivan, pitää olla useammalle vyöhykkeelle TEG ryppäitä ja kaikille joko MPP, tai empiirisesti määritetty sovitus parhaan tehon saavuttamiseksi. TEGin OCV/2 on hyvä sovitus. Eli 24 V OCV TEG lataa 12 V akkua, näin esimerkkinä. Näin saa parhaan tehon. Kondensoiva (viimeinen) rypäs myös onnistuu Kiina-elementeillä, kun ilmanpaineessa lämmöt ei voi ylittää sataa astetta. Hyötysuhde tässä ryppäässä tulee olemaan kaikkein heikoin.

Tähän systeemiin tosin vaatii melko suuren kehitystyön, ja paljon pitää kokeilla empiirisesti. Itse tekisin hyötysuhteen kustannuksella simppelimmän systeemin. Kaipa sen savukaasun jälkilämmön saa napattua kiertoveteen. TEG vaatii myös melko viileää jäähdytysvettä toimiakseen hyvällä hyötysuhteella (alle 50 °C).
 
Viimeksi muokattu:

eros

Member
No ajattelin ihan TEGiä, jos tuota joskus omaan käyttöön väsään. On helppo, ja hukkalämpöähän tarvitaan talvella. Kaupalliseen käyttöön jos tuo eksyy, niin höyryrautaprosessissahan kuuma rautajauhe reagoi vesihöyryn kanssa, hapettuu ja pelkistää veden vedyksi. Vedyn voi polttaa kombivoimalassa, tai tulevaisuuden polttokennossa.

Tuossa juuri kerroit miksi vety on huono pelkistin raudalle, prosessikun tuppaa menemään juuri kuten sanoit..

Ts. raudan "poltto" kyllä onnistuu, mutta se pelkistys..

T:Eerin
 

eros

Member
Jauheen poltossa syntyy ruostejauhoa, jonka pelkistyksestä (vedyllä) taas syntyy rautajauhoa. Rautaa ei tarvitse jauhaa kuin kerran, ja ensimäisenkin kerran se onnistuu elektrokemiallisesti. Tiedä sitten minkälaisia könttejä sintraantuu syklittämisen myötä, mutta valmiissa maailmassa on aikaa testata.

Taitaa tulla ihan rautaoksidia, eli magnetiittia..

Plasmaleikkaamosta saisi valmista kuonaa, sitä syntyy tarvitsemasi määrä suht nopeasti..

T:Eerin
 

eros

Member
Jos haluat kondensoivan, pitää olla useammalle vyöhykkeelle TEG ryppäitä ja kaikille joko MPP, tai empiirisesti määritetty sovitus parhaan tehon saavuttamiseksi. TEGin OCV/2 on hyvä sovitus. Eli 24 V OCV TEG lataa 12 V akkua, näin esimerkkinä. Näin saa parhaan tehon. Kondensoiva (viimeinen) rypäs myös onnistuu Kiina-elementeillä, kun ilmanpaineessa lämmöt ei voi ylittää sataa astetta. Hyötysuhde tässä ryppäässä tulee olemaan kaikkein heikoin.

Eikun meinasin että tegit 300C, eli jotain 350C palokaasut vielä puhaltaa sieltä ulos, ne johtaa suoraan kondensointiin, mutta pitää pohtia voisiko kiinan TEG:illä ottaa siitä vielä muutaman watin..?

Tähän systeemiin tosin vaatii melko suuren kehitystyön, ja paljon pitää kokeilla empiirisesti. Itse tekisin hyötysuhteen kustannuksella simppelimmän systeemin. Kaipa sen savukaasun jälkilämmön saa napattua kiertoveteen. TEG vaatii myös melko viileää jäähdytysvettä toimiakseen hyvällä hyötysuhteella (alle 50 °C).

Jep, ehkä ensin piirettävä/mallinnettava häkäpönttö loppuun, rakennettava ja testattava, sitten vasta TEG:jä..

Kiinan elementeillä voi myös tehdä, mutta ei taida tulla tehoa niin paljoa.

T:Eerin
 

Savonius

Well-known member
Toimii se noinkin. Tosin noin pienillä lämpötilaeroilla hyötysuhde putoaa entistäkin heikommaksi, ja hyödyllistä tehoa ei käytännössä saavuteta.
Kyllä Amerikasta ostetut ovat tietenkin parempia vaikka ne olisi tehty Kiinassa. Noilla kymmenkunta vuotta sitten hankkimillani Tegeillä oli maksimi lämpötila 150 astetta. Noilla yläpuolella esitetyillä näkyy olevan maksimitehon lämpötilaero olevan 80 astetta. Kun noihin hyödyttömiin syötettiin kuumalle puolelle n. 100 astetta ja kylmään puoleen miinus 15 asteista ilmaa niin mielestäni se oli aika hyvä tuo lämpötilaero. Tosin ne siilit saattoivat olla vähän alitehoisia. Olisin korvaannut ne suolavesi pytyillä jos olisi vaikuttanut huonolta. Voi olla että muistan väärin mutta ne Tegit olivat 3,2V 40A. saattoivat olla Kiinalaisia ampeereja.
 

kotte

Well-known member
Pikkuvoimalalla tilanne on tietty pahin, niitä käytin vertauksena, mutta ei se isokaan mitenkään tasaista ole, katso vaikka heinäkuu 2020:
1. viikko n. 800Mw, seassa toki 1500Mw piikkejä, siten viikko 2+(17.7 asti) n . 200Mw keskiteho. N. 10vrk tuotantokuopan kattamiseen tarvitaan melkoinen akusto vai?
Tuulivoiman "keskiteho" liene 500Mw, 10vrk -300Mw vaje vaatii 240h*300Mwh=72000Mwh;n akuston, joka on melkoisen iso ja epäkäytännöllinen. Hintaa sille tulee 100miljardia nykyhinnoilla, jos laskin oikein.
Kyllä tuulen tuotannossa on aivan säännöllisesti päivien pituisia tuotantovajeita ja sähkön varastoinnin kannalta vielä haitallisempia jopa viikkojen pituisia heikon tuoton ajanjaksoja. Nämä todellakin ovat haasteita puuttuvan tuotannon korvaamiseksi ja kesäaikaan aurinko tuottaa tyypillisesti tasaisemmin, alkukesästä säännöllisesti yli 30% tuotolla kapasiteetista vuorokausitasolla (yöllä, aamuisin ja iltaisin aurinko ei osu hyvin paneeleihin, joihin ei ole rakennettu aktiivista seurantakoneistoa), mutta kyllä auringonkin kohdalle osuus ajoittain heikkotuottoisia päiviä kesälläkin. Kesällähän tuuli ja aurinko täydentävät toisiaan tyypillisesti varsin hyvin, eli huono paiste korreloi melko hyvin tuulen voimakkuuden kanssa ja hyvä paiste heikohkon tuulen kanssa. Kun yleensä tuulee öisinkin, jos merkittävästi ollenkaan (paitsi meren rannalla, missä loppukesästä yleensä tuulee iltapäivisin ja yöllä, vaikka muualla olisi tyyntä), tuulivoimalla pääsee aika hyvään keskimääräiseen tuotantoon vuositasolla.

Esimerkiksi vuonna 2019 teolliset tuulivoimalat tuottivat Suomessa sähköenergiaa 5,9TWh (https://tuulivoimayhdistys.fi/ajankohtaista/tilastot-2/tuulivoimatilastot, https://www.motiva.fi/ratkaisut/uusiutuva_energia/tuulivoima/tuulivoima_suomessa) ja vastaavasti voimaloiden kokonaiskapasiteetti oli kyseisen vuoden alussa 2041MW ja vuoden lopulla 2284MW. Kun vuodessa on 365*24 tuntia, laitosten keskimääräinen tuotto oli siis 33% vuoden alun kokonaiskapasiteetista ja n. 30% vuoden lopun kokonaiskapasiteetista (laitoksia vain lisättiin verkkoon vuoden kuluessa). Ja tässä ovat siis mukana mahdolliset huoltoseisokit ja kaiken ikäiset laitokset (merelle sijoitetut uudet ja suuret laitokset tuottavat tasaisimmin, mutta noitahan ei Suomessa ole toistaiseksi kuin muutama).

On muuten valaisevaa tarkastella Fingridin sivuilta myös heidän arviotaan valtakunnan menneestä aurinkosähkön tuotannosta (kaiketi perustuu sähköverkkoyhtiöiden tilastoihin asennusosoitteista ja järjestelmäkapasiteeteista sovitettuna paikkakuntakohtaisiin säätilastoihin jonkinlaisella tilastollisesti tarkennetulla regressiomallilla). Vuositasollahan tuulivoimatuotanto on hyvin satunnaiskohinan luonteista läpi vuoden, kun taas aurinkovoiman tuotanto on säännöllisempää ja esille pistävät toisaalta tuotannon vaihtelu yön ja päivän mukaan vuorokausitasolla sekä suuresti sinikäyrän muotoa muistuttavaa tuotannon verhokäyrää vuositasolla, jossa maksimi osuu kesäkuun loppupuoliskolle ja käytännössä jokseenkin nollaa sivuava tuotannon maksimi-, minimi- ja keskiteho joulun tienoilla.
 

kotte

Well-known member
Yksi mielenkiintoinen tapa säilöä kotitalousmittakaavassa paneeleiden tuottamaa energiaa olisi biometanointi (https://en.wikipedia.org/wiki/Biological_methanation). Ideana siis olisi tuottaa paneelisähköllä ja vettä elektrolysoimalla vetyä, joka johdettaisiin melko tavanomaiseen biokaasureaktoriin. Reaktoriin tarvittaisiin suoturpeesta tms. peräisin olevia arkkibakteereita, jotka pystyvät käyttämään vetyä ravintonaan ja saavat energiansa pelkistämällä hiilidioksidia vedyn avulla metaaniksi. Orgaanisen jätteen voisi tällä tavain periaatteessa muuntaa jokseenkin kokonaan lisävedyn avulla metaaniksi. Tuo prosessi voisi mahdollisesti toimia kesäaikaan jopa ulkoilman lämpötilassa, vaikkakin hitaasti. Mutta nopeuden voi korvata riittävän suurella täytöksellä ja reaktoritilavuudella, ellei tavoittele erikoisen hyvää saantoa (jätettähän raaka-aine on primääristi tuotettavan metaanin ja hiilidioksidin osalta). Pitää vain huolehtia, ettei reaktoriin jää happea, joka vedyn kanssa voi muodostaa räjähtävän seoksen (happi kyllä häipyy ennen kuin panoksen mätäneminen pääsee kunnolla vauhtiin).

Youtubessa näkyy olevan esityksiä kotitekoisen metaanin nesteytysjärjestelmän toiminnasta ja nestemäisellä metaanilla plutaamisesta, mutta ehkä käytännöllisempää olisi hommata puhallettava maahan ankkuroitava kaasukello, jollaisia käytetään biokaasun varastointiin. Ennen varastointia kaasua varmaan kannattaisi pestä suihkuttamalla vettä suljetun kaasusäiliön sisällä haitallisten aineiden poistamiseksi (esimerkkinä monet rikkiyhdisteet). Tuosta sitten voisi asianmukaisella kompressorilla pumpata kaasua suoraan kaasuauton tankkiin ja bensa-aggregaatin tai vastaavan voisi melko helposti muokata kaasukäyttöiseksi (ellei sitten tilaa ulkomailta valmista kaasuaggregaattia). Talon voi talvella lämmittää sähkön tuotannon sivutuotteena syntyvällä lämmöllä.
 
Kyllä Amerikasta ostetut ovat tietenkin parempia vaikka ne olisi tehty Kiinassa. Noilla kymmenkunta vuotta sitten hankkimillani Tegeillä oli maksimi lämpötila 150 astetta. Noilla yläpuolella esitetyillä näkyy olevan maksimitehon lämpötilaero olevan 80 astetta. Kun noihin hyödyttömiin syötettiin kuumalle puolelle n. 100 astetta ja kylmään puoleen miinus 15 asteista ilmaa niin mielestäni se oli aika hyvä tuo lämpötilaero. Tosin ne siilit saattoivat olla vähän alitehoisia. Olisin korvaannut ne suolavesi pytyillä jos olisi vaikuttanut huonolta. Voi olla että muistan väärin mutta ne Tegit olivat 3,2V 40A. saattoivat olla Kiinalaisia ampeereja.

Voihan ne "paremmat" elementit olla Kiinalaisia, mutta rakenne niissä on myös hieman erilainen. Tietoyhteiskunnassa ei voi koskaan tietää, missä maassa ja missä oloissa on mikäkin tehty. Siksi englanninkielinen nimikin lienee "information society".

3.2 * 40 A tarkoittaa 128 wattia. Hyvä, että tuollaisen 40 * 40 mm elementin lämpövuo saavuttaa tuon luvun. Tuo minun elementtikään ei saavuta kuin noin 200 W 270 asteen lämpötilaerolla.

 
Viimeksi muokattu:
Voisihan tuota metaanin tuottoakin tutkia, mahtaako olla luotettava prosessi? Metaani on myös hankalaa varastoida, etu tilavuudessa on vain noin kolminkertainen vetyyn nähden. Toki ei diffusoidu niin nopeasti ulos kaasukellosta ja ei liene niin räjähdysherkkää.

Ehkä metaania voisi paineistaa kaasupulloihin? Saakohan vetyä olla yhtään mukana? Joku amerikkalainenhan paineisti vetyä vanhoihin propaanitankkeihin, joissa oli tilavuutta useita kuutiometrejä. Ei haurastuminen sitten kai ollut ongelmana. Voi tosin olla vaarallista tuo paineistus, happea ei saa päästä mukaan. Systeemi toimi kausivarastona.

Mahtaisiko epäorgaaninen Sabatier-systeemi olla harastelijan rakennettavissa? Hiilidioksidin talteenotto ainakin tuottaa ongelmia.
 
Viimeksi muokattu:
Ylös