На главную Игры Технологии предприятиям Бух.учет Интернет-проекты Наука Социальные проекты Для горнодобывающих предприятий Угледар Все вместе Чем помочь? Новости проектов Очередь совещаний Ядро проектов

Альтернативная энергетика
(подключиться к проекту)
Группа проектов "Социальные проекты"

СОЛНЦЕ, ВЕТЕР, ВОДОРОД
В данной статье приведены варианты альтернативных источников энергии.



Возобновляемые источники энергии
Аннотация
Этот проект позволит перейти от стандартных источников энергии, на возобновляемые. Используя энергию солнца и ветра накапливать небольшие (оптимальные) запасы в виде получаемого водорода.

Команда приглашает всех желающих присоединиться к проекту.


Введение
С помощью фотоэлектрического преобразования энергии а так же ветро-генератора получаемое электричество накапливается в блоке ионисторов. Накопленная электрическая энергия в ионисторах используется для электролиза, в процессе которого получается
водород. Зарядка и разрядка ионисторов контролируется электронным блоком позволяющая оптимально производить эти процессы. Полученный H2 "водород" (горючий газ) используется по необходимости на месте.
Варианты использования H2 "водорода": обратное преобразования в электричество, получение тепловой энергии, как топливо для транспортных средств.

Проект новой энергии для г.Угледар
1. Примеры применения
1. Ветрогенератор
2. Солнечные батареи
3. Ионистор
4. Получение водорода, используя электролиз
5. Электроника (управление системой)

Примеры применения
Водородное шоссе
Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Водородное шоссе — название различных проектов строительства водородных заправочных станций вдоль автомобильных шоссе.

США
Водородное шоссе (Калифорния) — К 2010 году 200 заправочных станций на главных шоссе штата.
Hi Way Initiative — водородное шоссе в штате Нью-Йорк (США).
2H2 — водородное шоссе Иллинойса.
The Northern H (Канада, США) — к 2010 году планируется соединить заправочными станциями крупные города вдоль главных торговых путей Манитобы (Канада), Дакоты, Миннесоты, Айовы и Висконсина.
New York Hydrogen Network: H2-NET (США) — 20 заправочных станций между Нью-Йорком и Буффало (штат Нью-Йорк).
Водородное шоссе Флориды — между городами Орландо и Тампа.

Предложено шесть концепций производства водорода:
из этанола.
из энергии ветра.
из метана. Станции будут получать водород из метана, который в свою очередь будет производиться из биомассы
из угля с захватом СО2. Станция будет построена на заводе по газификации угля в Дакоте
из аммиака.
продажа произведенного промышленными методами водорода.

Крупнейшая в мире сеть водородных заправочных станций построена в Калифорнии. В 2004 г. губернатор штата Арнольд Шварценеггер предложил план «Видение 2010» («Vision 2010»). Планом предусмотрено строительство к 2010 году 150—200 водородных заправочных
танций на главных шоссе штата через каждые 20 миль.

Канада
Водородная заправочная станция проекта BC Hydrogen Highway
Водородный коридор (Канада) — проект 2003 года по строительству водородных станций вдоль 900 километров главных дорог между Монреалем и Виндзором.
BC Hydrogen Highway — Водородное Шоссе Британской Колумбии. Планы 2005-2007 года построить водородную
инфраструктуру (7 станций) от Уистлера до Ванкувера, Суррея и Виктории, а затем продолжить водородное шоссе до Сан-Диего в
Норвегия
HyNor (Норвегия) — водородное шоссе между городами Осло и Ставангер (580 км.).

Скандинавские страны
Швеция, Норвегия и Дания создали совместное партнёрство
Scandinavian Hydrogen Highway Partnership (SHHP). Партнёрство с 2012 до 2015 года планирует вывести на дороги 100 автобусов, 500 автомобилей и 500 специализированных транспортных средств, работающих на водороде.
Будет построено 15 заправочных станций, самостоятельно производящих водород, и 30 станций в сельской местности.

Водородная заправочная станция
Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Водородная заправочная станция – оборудование для заправки водородом или водородной смесью транспорта на шоссе или дома. Топливо обычно отпускается в килограммах. Настоящий стандарт определяет технические требования к водородным заправочным станциям
щего назначения, а также к ведомственным заправочным станциям, установленным на территориях предприятий или организаций, предназначенным для заправки наземных транспортных средств газообразным водородом, используемым в качестве топлива.

Типы заправочных станций
Водородные заправочные станции можно разделить на три типа:

Мобильные
Стационарные
Домашние

Мобильные станции предназначены для заправки техники в местах, где нет другой водородной инфраструктуры. Например, военной техники, выставочных образцов и т.д.

Стационарные станции предназначены для продажи водорода, произведённого на самой станции, или в другом месте. Некоторые из них располагаются на химических производствах, где производят водород, или получают водород в виде побочного продукта основного
роизводства.

Домашние заправочные станции создаются как решение проблемы отсутствия водородной инфраструктуры. Они могут производить 200 – 1000 кг водорода в год, что достаточно для заправки 1-5 автомобилей в сутки. Водород может производиться электролизом воды в
очное время. Это позволит сгладить пики потребления электроэнергии.

Honda испытывает свою бытовую установку под названием Домашняя энергетическая станция Honda. Установка в бытовых условиях производит водород из природного газа. Часть водорода используется в топливных элементах для производства тепловой и электрическ
энергии для дома. Оставшаяся часть водорода используется для заправки автомобиля.

Подавляющая часть водородных заправочных станций продаёт газообразный водород.
Ставку на жидкий водород сделала BMW. Её битопливный (водород/бензин) BMW hydrogen 7 работает на жидком водороде.

Председатель совета директоров и главный управляющий General Motors Рик Вагонер (Rick Wagoner) также считает жидкий водород более перспективным.
General Motors на свой прототип HydroGen3 (Opel Zafira) устанавливает два бака: один для газообразного водорода, другой для жидкого.

К концу 2006 года во всём мире функционировало более 140 стационарных водородных автомобильных заправочных станций.
Из них было 46% сконцентрировано в Северной Америке (США + Канада). К концу 2008 года количество заправочных станций выросло до 175.
Планировалось строительство 108 заправочных станций.
Размеры стационарных заправочных станций

Заправочные станции можно условно разделить по размерам:

Малые – до 20 кг водорода в день - до 10 легковых автомобилей в день.
Средние - 50-1250 кг водорода в день – до 250 легковых автомобилей или до 25 автобусов в день.
Промышленные – 2500 кг водорода в день (и более) – до 500 легковых автомобилей или до 50 автобусов в день.

Малые и средние заправочные станции могут самостоятельно производить водород как электролизом воды, так и риформингом углеводородов (природный газ, керосин и т.д.).

В США стоимость водорода, произведённого электролизом воды на заправочной станции среднего размера, состоит на 58% из стоимости электроэнергии и на 32% из капитальных затрат.
У малой заправочной станции в стоимости водорода на долю капитальных затрат приходится 55%, а на долю электроэнергии 35%.

Строение водородной заправочной станции:
-риформер, или электролизёр.
-система очистки водорода.
-система хранения водорода.
-компрессор (для газообразного водорода)
-диспенсер для раздачи водорода конечным потребителям.

Ветрогенератор
or.jpg


Изготовлению генератора на постоянных магнитах, который выдает переменный ток. Он генерирует не «промышленное» напряжение 220В, а низкое переменное напряжение по трем фазам, которое затем выпрямляется и подается на выход в виде постоянного тока с пар
етрами, подходящими для зарядки батарей 12В.
Подобные генераторы широко используются в самодельных мини-ГЭС, ветряках и прочих электростанциях, изготовленных своими руками.

r1.jpg



Этот генератор на постоянных магнитах состоит из следующих узлов:
1. Стальные оси и цапфы (shafts and spines)
2. Статор, содержащий катушки из провода (Stator)
3. Два магнитных ротора (magnet rotor)
4. Выпрямитель (rectifier)
Статор содержит шесть катушек медного провода, залитых эпоксидной смолой.
Корпус статора закреплен цапфами и не вращается. Провода от катушек подключены к выпрямителю, который производит постоянный ток для зарядки батарей 12В.
Выпрямитель прикреплен к алюминиевому радиатору, чтобы не перегревался.
Магнитные роторы закреплены на составной, вращающейся на оси конструкции.
Задний ротор установлен за статором и закрыт им.
Передний ротор находится снаружи и прикреплен к заднему ротору длинными спицами, проходящими через центральное отверстие статора. В случае использования генератора на постоянных магнитах с ветряком, на тех же спицах будут монтироваться лопасти ветряк

Они будут вращать роторы, и таким образом перемещать магниты вдоль катушек. Переменное магнитное поле роторов генерирует ток в катушках.
Этот генератор на постоянных магнитах спроектирован для использования с небольшим ветрогенератором. Для того, чтобы сделать сам ветровой генератор, нужны следующие узлы:
• Мачта: стальная труба, закрепленная тросами (Tower)
• «Вращающаяся головка», которая устанавливается на верхушке мачты
• Хвост, для поворота ветряка по ветру (tail)
• Набор лопастей (blades)

Солнечные батареи
По мимо уже стандартных солнечных батарей, уже сейчас существуют в продаже, гибкие солнечные батареи.
3e.jpg

КПД которых ниже по сравнению со стандартными кремневыми панелями, но и на порядок дешевле.


Ионистор
Электрическая емкость земного шара, как известно из курса физики, составляет примерно 700 мкФ.
Обычный конденсатор такой емкости можно сравнить по весу и объему с кирпичом. Но есть и конденсаторы с электроемкостью земного шара, равные по своим размерам песчинке.
Появились такие приборы сравнительно недавно, лет двадцать назад. Их называют по-разному: ионисторами, иониксами или просто суперконденсаторами.
Не думайте, что они доступны лишь каким-то аэрокосмическим фирмам высокого полета.
Сегодня можно купить в магазине ионистор размером с монету и емкостью в одну фараду, что в 1500 раз больше емкости земного шара и близко к емкости самой большой планеты Солнечной системы — Юпитера.
Любой конденсатор запасает энергию. Чтобы понять, сколь велика или мала энергия, запасаемая в ионисторе, важно ее с чем-то сравнить.
Вот несколько необычный, зато наглядный способ. Энергии обычного конденсатора достаточно, чтобы он мог подпрыгнуть примерно на метр-полтора.
Крохотный ионистор типа 58-9В, имеющий массу 0,5 г, заряженный напряжением 1 В, мог бы подпрыгнуть на высоту 293 м!
Иногда думают, что ионисторы способны заменить любой аккумулятор. Журналисты живописали мир будущего с бесшумными электромобилями на суперконденсаторах.
Но пока до этого далеко. Ионистор массой в один кг способен накопить 3000 Дж энергии, а самый плохой свинцовый аккумулятор — 86 400 Дж — в 28 раз больше.
Однако при отдаче большой мощности за короткое время аккумулятор быстро портится, да и разряжается только наполовину.
Ионистор же многократно и без всякого вреда для себя отдает любые мощности, лишь бы их могли выдержать соединительные провода. Кроме того, ионистор можно зарядить за считаные секунды, а аккумулятору на это обычно нужны часы.
Это и определяет область применения ионистора.
Он хорош в качестве источника питания устройств, кратковременно, но достаточно часто потребляющих большую мощность:
электронной аппаратуры, карманных фонарей, автомобильных стартеров, электрических отбойных молотков.
Ионистор может иметь и военное применение как источник питания электромагнитных орудий.
А в сочетании с небольшой электростанцией ионистор позволяет создавать автомобили с электроприводом колес и расходом топлива 1-2 л на 100 км.
Ионисторы на самую разную емкость и рабочее напряжение есть в продаже, но стоят они дороговато.
Так что если есть время и интерес, можно попробовать сделать ионистор самостоятельно. Но прежде чем дать конкретные советы, немного теории.
Из электрохимии известно:
при погружении металла в воду на его поверхности образуется так называемый двойной электрический слой, состоящий из разноименных электрических зарядов — ионов и электронов.
Между ними действуют силы взаимного притяжения, но заряды не могут сблизиться.
Этому мешают силы притяжения молекул воды и металла.
По сути своей двойной электрический слой не что иное, как конденсатор. Сосредоточенные на его поверхности заряды выполняют роль обкладок.
Расстояние между ними очень мало. А, как известно, емкость конденсатора при уменьшении расстояния между его обкладками возрастает.
Поэтому, например, емкость обычной стальной спицы, погруженной в воду, достигает нескольких мФ.
По сути своей ионистор состоит из двух погруженных в электролит электродов с очень большой площадью, на поверхности которых под действием приложенного напряжения образуется двойной электрический слой.
Правда, применяя обычные плоские пластины, можно было бы получить емкость всего лишь в несколько десятков мФ.
Для получения же свойственных ионисторам больших емкостей в них применяют электроды из пористых материалов, имеющих большую поверхность пор при малых внешних размерах.
На эту роль были перепробованы в свое время губчатые металлы от титана до платины.
Однако несравненно лучше всех оказался… обычный активированный уголь.
Это древесный уголь, который после специальной обработки становится пористым.
Площадь поверхности пор 1 см3 такого угля достигает тысячи квадратных метров, а емкость двойного электрического слоя на них — десяти фарад!

or.jpg


Самодельный ионистор. На рисунке изображена конструкция ионистора. Он состоит из двух металлических пластин (1,5), плотно прижатых к «начинке» из активированного угля (2,4).
Уголь уложен двумя слоями, между которыми проложен тонкий разделительный слой вещества, не проводящего электроны (3). Все это пропитано электролитом.
При зарядке ионистора в одной его половине на порах угля образуется двойной электрический слой с электронами на поверхности,
в другой — с положительными ионами.
После зарядки ионы и электроны начинают перетекать навстречу друг другу.
При их встрече образуются нейтральные атомы металла, а накопленный заряд уменьшается и со временем вообще может сойти на нет.
Чтобы этому помешать, между слоями активированного угля и вводится разделительный слой. Он может состоять из различных тонких пластиковых пленок, бумаги и даже ваты.
В любительских ионисторах электролитом служит 25%-ный раствор поваренной соли либо 27%-ный раствор КОН.
(При меньших концентрациях не сформируется слой отрицательных ионов на положительном электроде.)
В качестве электродов применяют медные пластины с заранее припаянными к ним проводами.
Их рабочие поверхности следует очистить от окислов. При этом желательно воспользоваться крупнозернистой шкуркой, оставляющей царапины.
Эти царапины улучшат сцепление угля с медью. Для хорошего сцепления пластины должны быть обезжирены.
Обезжиривание пластин производится в два этапа. Вначале их промывают мылом, а затем натирают зубным порошком и смывают его струей воды.
После этого прикасаться к ним пальцами не стоит.
Для получения же свойственных ионисторам больших емкостей в них применяют электроды из пористых материалов, имеющих большую поверхность пор при малых внешних размерах.
Активированный уголь, купленный в аптеке, растирают в ступке и смешивают с электролитом до получения густой пасты, которой намазывают тщательно обезжиренные пластины.
При первом испытании пластины с прокладкой из бумаги кладут одна на другую, после этого попробуем его зарядить.
Но здесь есть тонкость. При напряжении более 1 В начинается выделение газов Н2, О2.
Они разрушают угольные электроды и не позволяют работать нашему устройству в режиме конденсатора-ионистора.
Поэтому мы должны заряжать его от источника с напряжением не выше 1 В. (Именно такое напряжение на каждую пару пластин рекомендовано для работы промышленных ионисторов.)

При напряжении более 1,2 В ионистор превращается в газовый аккумулятор. Это интересный прибор, тоже состоящий из активированного угля и двух электродов.
Но конструктивно он выполнен иначе.
Обычно берут два угольных стержня от старого гальванического элемента и обвязывают вокруг них марлевые мешочки с активированным углем. В качестве электролита употребляется раствор КОН.
(Раствор поваренной соли применять не следует, поскольку при ее разложении выделяется хлор.)
Энергоемкость газового аккумулятора достигает 36 000 Дж/кг, или 10 Вт-ч/кг.
Это в 10 раз больше, чем у ионистора, но в 2,5 раза меньше, чем у обычного свинцового аккумулятора. Однако газовый аккумулятор — это не просто аккумулятор, а очень своеобразный топливный элемент.
При его зарядке на электродах выделяются газы — кислород и водород. Они «оседают» на поверхности активированного угля.
При появлении же тока нагрузки происходит их соединение с образованием воды и электрического тока. Процесс этот, правда, без катализатора идет очень медленно.
А катализатором, как выяснилось, может быть только платина… Поэтому, в отличие от ионистора, газовый аккумулятор большие токи давать не может.
Тем не менее, Московский изобретатель А.Г. Пресняков успешно применил для запуска мотора грузовика газовый аккумулятор.
Его солидный вес — почти втрое больше обычного — в этом случае оказался терпим.
Зато низкая стоимость и отсутствие таких вредных материалов, как кислота и свинец, казалось крайне привлекательным.
Газовый аккумулятор простейшей конструкции оказался склонен к полному саморазряду за 4-6 часов.
Это и положило конец опытам. Кому же нужен автомобиль, который после ночной стоянки нельзя завести.
И все же «большая техника» про газовые аккумуляторы не забыла.
Мощные, легкие и надежные, они стоят на некоторых спутниках.
Процесс в них идет под давлением около 100 атм, а в качестве поглотителя газов применяется губчатый никель, который при таких условиях работает как катализатор.
Все устройство размещено в сверхлегком баллоне из углепластика.
Получились аккумуляторы с энергоемкостью почти в 4 раза выше, чем у аккумуляторов свинцовых.
Электромобиль мог бы на них пройти около 600 км. Но, к сожалению, пока они очень дороги.
Интересные ссылки по теме:
kk.htm
hnuyu/
r_cars


Получение водорода, используя электролиз
Схема для получения водорода. При разделенных камерах, разложенные газы (кислород и водород) не смешиваются.

iz.jpg


Все устройство размещено в сверхлегком баллоне из углепластика.
Их рабочие поверхности следует очистить от окислов. При этом желательно воспользоваться крупнозернистой шкуркой, оставляющей царапины.
Электроника (управление системой)
Центральным звеном электроники является микропроцессор типа Pic16x84 Это позволяет настраивать систему программным способом.


Всего просмотров: 562




Добавить комментарий:

[5849] Солнечная панель батарея 6В 1Вт 66909/ 28.12.2020
[5568]
Развернуть комментарий
Цена на солнечные батареи сегодня (30 ВТ - 1046.00 грн.) (200 Вт - 5769.00 грн.) 27.08.2019
[5547] Солнечная панель - но цена не радует. _D_BwE 29.07.2019
[5294] 37.jpg
28.11.2018
[5186] Еще интересные идеи m=2004 17.09.2018
[4965] 6d.jpg
24.04.2018
[4926] Ветро винт d7.jpg
23.03.2018
[4319]
Развернуть комментарий
Электроника (электрооборудование) 11.02.2017
[4291]
Развернуть комментарий
Интересный пример 435862 05.02.2017



ПЛАНИРОВАНИЕ ПРОЕКТА



Уже реализовано

05.08.2015 Подготовка текста общего описания проекта.

03.10.2015 закупка магнитов

11.02.2017 Корректировка описания проекта




Участники проекта


i D

Агора © .