Как стать автором
Обновить

Комментарии 36

Добрый день.

Скажите пожалуйста, как вы оцениваете перспективы накопления электроэнергии от солнечных батарей за счет использования гидроаккумуляторов по принципу ГАЭС
Я лично не пробовал :) На самом деле, отличная идея — КПД 70% при полном отсутствии какой-то дорогой и вредной химии и батарей, только вода и насосы.

Но как я понимаю, построить такое можно только в горах, для равнин решение не подойдет.
Для дома? Никак. Для промышленных систем — малорентабельно и малоприменимо. Тут есть несколько нюансов:
1) Не везде есть возможность создать искусственный бассейн(точнее два — снизу и сверху) с серьезным запасом воды, расположив его достаточно высоко относительно точки сброса.
2) Большой процент потерь на закачку воды на большую высоту электричеством, а потом преобразование этой энергии в генераторах обратно в электроэнергию.
3) потери воды на испарение
4) Там где много солнца и тепло, вода, обычно, весьма дорогой продукт.
5) Строить еще одну систему, использующую генераторы и насосы, весьма не дешевые, и весьма не дешевую в обслуживании — не лучшая идея.
Короче, не то чтобы совсем неприменимо, но ограничения по условиям и возможностям создания весьма сужают «ареал обитания» данного вида ЭС.
Я думаю, идея в использовании естественных перепадов высот, понятно что строить такое специально экономического смысла нет.
Там где есть такие перепады гораздо выгоднее ставить ветрогенераторы, на высоких точках, у верхнего бассейна, где почти всегда есть ветровые потоки высокой интенсивности, как раз из за перепада высот. Ну и в силу возвышенности как таковой, известный факт что на определенных высотах(от усредненного уровня поверхности в некотором регионе) ветер стабилен и постоянен.
Высота плотины ГЭС в среднем около 40м, для сравнения это примерно как 14 — 15 этажный дом. Это нехилая такая скала, аля Ниагарский водопад(51м). Много ли таких мест естественного происхождения?

А что если поднимать электродвигателем через домкрат что-нибудь тяжёлое? Например, бетонную или стальную пластину.

почитайте-посмотрите работы Нурбея Гулиа. у него вся жизнь посвящена кинетическим накопителям.
механические накопители очень выгодны, но они очень непросты (если имеют высокий кпд; чтобы был высокий кпд, нужен не самый простой — хотя бы в изготовлении — накопитель).
подъём плиты через домкрат — это потери на трение, насколько я понимаю, и кпд уже на этом этапе будет потерян. как преобразовать обратно без значительной потери на трение, я тоже не знаю. а вот маховик — это другое, тут может получиться. см. хотя бы ups для датацентров на маховиках.
здесь немаловажно то, что аккум продаётся в любом магазине, в вот механику надо делать своими руками. порог входа другой.
Идея гравитационного / кинетического накопителя проста как мычание, и используется сотни лет(те же часы ходики с гирьками, большие башенные часы, приводы ворот замков, и еще много подобного). Большой плюс — практически отсутствует саморазряд :), в отличие от того же маховика. Большой минус — громоздко и малоэффективно. На подъем 1 кг на 1 метр тратится ~10 Дж(ну и получается обратно при опускании). 1.000.000 Дж = примерно 270 Wh. Это как поднять 1 тонну на 100 метров, или 10 тонн на 10 метров. Для сравнения обычный автомобильный аккумулятор «вмещает» около 1000 Wh. Выгодно только если совсем ничего другого нет. Если ошибся в расчетах — поправьте кто в теме, давно не рассчитывал.
С КПД у схемы запасания энергии путем поднятия каких-нибудь тяжестей на высоту особых проблем нет, все достаточно неплохо.

Практически единственная проблема этого подхода в том, что для сколько-нибудь значимого объема запасаемой энергии получаются либо неприлично большие массы грузов либо нужна очень большая высота. И это уже никакие технологии изменить не в силах — фундаментальные физические ограничения.

ThunderCat выше правильно пример привел.
Если взять даже такую «игрушечную» установку как DmitrySpb79 у себя на балконе собрал, то в ясные летние дни эти 2 солнечные панельки порядка 2 МДж энергии выдавать будут. Чтобы запасти эту энергию полученную всего за один день в поднятом на высоту грузе, придется поднимать например 10 тонн на высоту 20 метров (как c земли на 6-7 этаж примерно).

Тут сразу советский Ералаш вспоминается (серия про новые электронные часы и батарейки в чемодане к ним). Только тут в роли часов пара СБ на балконе весом в несколько килограмм, а к ним в добавок «аккумулятор» массой больше 10 000 кг и высотой с весь дом.
Батарея «Литий-ионная батарея 3S1P» — не очень удачное решение. Имеет достаточно высокий саморазряд. И не высокое количество циклов. Её основное достоинство — относительно быстрый заряд и разряд очень высокими токами. Такая батарея хороша в летающей/ездящей модельной технике. А выступать в роли «хранилища» — не её задача. Она «заточена» под другое.
Совершенно верно, батарея была поставлена временно, только для теста bms. Кстати саморазряд у них небольшой, у меня такие по 2 года лежат, раньше на моделях как раз использовал.
Однако у нее количество РЕАЛЬНЫХ циклов измеряется десятками — единицами сотен, не тысячами как с стандартных батареях. Это тяговая батарея, лучше ее не ставить больше чем на пару дней.
Если правильно хранить, то саморазряд у Li-ion и LiPo минимальный. К тому же у подобных хранилищ нет задачи «удерживать» накопленную энергию годами. Обычный цикл заряда-разряда около 1-2 суток для небольших СЭС.
Как минимум для поиграться пойдет.
DmitrySpb79, знаешь, я тут собрал вело генератор из мусора…
Тебе бы такой-же, в пасмурную погоду.
И вот у меня там как раз проблема, что энергию запасать не получается.
image
Кстати, подобные штуки в 30х годах в армии использовали:
Фото
image
А я планшет заряжать хотел)
Но не судьба
А какую мощность мотор выдает?
Это генератор от машины.
На оборотах, порядка 1200-1500 он выдает чуть больше 100 ватт.
20 ватт идет на его работу обратно.
И того мощность около 80 ватт
В конце 80-х у нас такое было на командном пункте. Я даже честно пробовал, сорокаваттная лампочка вполне светилась. Но недолго, педали крутить тяжело.

@kreosan уже такое делал

Чтобы самому не крутить педали, надо делать так:
Фото
image

Будете смеятся, но реальную эксплуатацию грызунов тоже встречал на "просторах"
Суть была в том, что владелец ночных бегунов решил измерить пробег — 10 км получилось вроде, и решил, что корм не должен пропадать. Генератор — движок из двд привода, ватты не помню

Как-то попалось в Леруа на распродаже светильник садовые по 50 ру.б Пару взял.
Расковырял. 4-5 кв.см. батареи+схемка от дяди Лю+обычный АА АКБ от другого дяди.
Поменял АКБ на тот, что помощнее и получше. И тестировал лето.
В саду стояли. За день что-то набиралось. На ночь на автомате включались. вечер горели. А дальше спать.
Если пасмурно — то и вечер не горели.
С утра — потухшие. Как пятое-седьмое дополнение к основному свету — да, как самостоятельно — нет.
По автору. Скорее всего существует минимум площади, от которой стоит заморачиваться и ждать результатов. У меня по прикидкам выходило от 30м2. Но давно считал — электроника дешевеет.
Ну так 4-5 кв.см ни о чем конечно. Тоже такую расковырял ради интереса, почерпнул хорошую китайскую идею — датчиком освещенности (когда пора зажигать светодиод для освещения) работает сама солнечная батайка — электроника отслеживает остаточное напряжение на ней и по нему оценивает освещенность уже после того, как зарядка аккумулятора окончена.

А тут площадь СБ минимум в 1000 раз больше чем в таких игрушечных садовых фонариках — уже есть чем заняться. Ну от 30м2 это уже очень серьезные варианты, в которых полностью на самообеспечение солнечно электроэнергией переходить можно.
Пора велотренажеры выпускать с генератором, чтоб не так просто крутить.
А почему не пак из ионистров? Как я понимаю такая штука несколько интереснее чем аккумулятор и в теории долговечнее.
У ионисторов саморазряд высокий. Да и по деньгам гораздо больше выходит, при сравнимой емкости.
А если сравнивать количество циклов зарядки?
У ионисторов все грустно. Блок ионисторов ценой в 200$ имеет емкость 600мАч, если не ошибаюсь.
У мелких высокий, пробовал на 100 и 200 фарад, месяц пролежали и заряд нормальный.
Но эффективность накопления заряда очень невыгодна — слишком низкая плотность хранения заряда, высокая удельная стоимость милиампер-часа…
И бадаааамммм — ионистор деградирует под воздействием накопленного заряда даже в статике — речь идет о 5000-10000 часов.

Что такое вообще эти 200 фарад? это ни больше ни меньше 200 ампер-секунд на каждый вольт рабочего диапазона напряжений. 55 миллиампер-часов! Теперь берём диапазон эффективного использования ионистора 0.7В — 2.7В и получаем ёмкость в 110мА*ч на одну банку в 2-3 раза большую по объёму чем пальчиковый аккумулятор и стоимостью 20$.
Да за такие деньги можно взять несколько комплектов обычных никель-кадмиевых аккумуляторов ёмкостью 1800мА*ч и сроком службы под 5 лет.

Внимательно слежу. У нас тут (в Израиле) солнца ж… й ешь не хочу… Сколько ватт на метер можно снять я не знаю, но подозреваю, что больше чем у вас.
Потому все это весьма интересно…
В идеале хотелось бы запитать от солнца+батареи всю маломощьную технику (телевизоры, компьютеры и т.п.)
Особенно интресует возможность запитать NAS, который жрет 150-200 ватт (пиковое 320) но не выключается (кроме профилактики апгрейдов и т.п.) вот уже лет 10 или больше…
И того он за 10 лет сожрал (скажем 150 ватт возьмем) = 13 мегеватт, что по нашим ценам примерно 2200 долларов.


Интересно можно ли сэкономить, с учетом панелей, аккумуляторов и т.п. (учитывая, что за 10 лет их придется не раз менять (или я ошибаюсь?), да и панели наверное тоже 10 лет не будут эффективно работать).


Или же это просто игрушка для дежурного освещения и не более ?

Несложно посчитать. Самые дешевые сейчас 200-ваттные панели, грубо можно прикинуть что за 10-часовой световой день ее средняя мощность 30%, т.е. 60Вт, значит за день выработается 60*10 = 0.6кВт*ч. Цена панели допустим 150$, цена инвертора чтобы отдавать в сеть, 100$, дальше уже считайте как быстро окупится по Вашим ценам на электричество. Ну и не все дни ясные, разумеется.

Вообще, в южных регионах панели вполне быстро окупаются, 2-4 года имхо.
Добавлю, заявленный срок службы панелей около 30 лет, так что можно не волноваться. Аккумуляторы не нужны, проще сразу в квартирную электросеть отдавать (ищите по слову grid tie convertor).
Отсутствие второй фазы CV приведет лишь к тому, что батарея будет заряжена примерно на 80%, однако прочих параметров батареи это не ухудшит. Вреда для батареи от недозаряда также нет, скорее наоборот.


А почему 2й фазы то не будет? Если DC-DC преобразователь настроен как написано выдавать напряжение на 3 ячейки исходя из 4.2*3 Вольта, то 1я фаза автоматически перейдет во 2ю (зарядку при постоянном напряжении и снижающемся токе) как только уровень заряда аккумулятора достигнет уровня, когда мощности связки из батарей + DC-DC (по слабому звену конечно) начнет хватать для поддержания этого выставленного на dс-dc напряжения без его просадки.
Собственно ваш же первый тест это и показал:
Наконец, где-то через 3.5 часа напряжение на индикаторе достигло 12.5В, а потребляемый ток стал равен нулю — BMS отключила батарею от заряда. Для тех кто не верил в возможность работы BMS за 8$ — измеренное мультиметром напряжение на ячейках составило 4.18, 4.18 и 4.18В.

Ток постепенно снижался при постоянном напряжении (как раз CV фаза), пока BMS не отключила зарядку при снижении тока ниже настроенного в схеме порога. А аккумуляторы оказались заряжены практически на 100% (плюс минус погрешность по наряжению у BMS и DC-DC).

Оставшееся после отключения напряжение на ячейках батареи составляло 3.18, 3.51 и 3.45В соответственно, что опять-таки, укладывается в нормы. Как можно видеть, BMS отключила батарею, как только напряжение хотя бы на одной ячейке опустилось ниже нормы.

Это батарея какая-то нестандартная или BMS? Обычно в качестве нижней границы напряжения служит диапазон от 2.5 до 3.0 Вольт в зависимости от разновидности аккумулятора, а тут 3.18-3.51 В на ячейках еще осталось.

Хотя возможно одна из ячеек(на которой 3.18 показало измерение) уже сильно «убитая» и даже под небольшой нагрузкой от светодиодной ленточки напряжение на ней просело ниже 3.0 Вольт и из-за этого BMS отключила нагрузку. А уже без нагрузки немного полежав напряжение на этой ячейке поднялось обратно до 3.18 В к моменту проверки.
Хотя тогда интересно почему BMS обратно не дала нагрузке подключиться…
Только полноправные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.