Регистрация Войти
Вопрос

Использование старого автомобиля в качестве генератора

Это очень общий вопрос, требующий конкретных ответов. По сути, я хотел бы взять автомобиль, разобрать его и превратить в генератор. Я хотел бы использовать трансмиссию для повышения эффективности генератора (переходить на соответствующие передачи в зависимости от нагрузки), а также использовать несколько генераторов на ремне, чтобы обеспечить достаточную мощность для разных частей дома, используя один двигатель. Что мне нужно знать, чтобы лучше сформулировать этот вопрос или ответить на него?
Авто и транспорт

Перевод вопроса с Mechanics Stack Exchange
Лицензия: CC BY-SA (2.5–4.0)
Оригинальный вопрос: https://mechanics.stackexchange.com/questions/52842/using-an-old-car-as-a-generator
1
+ Читать

27 Комментариев

  1. Одно из правил гласит: не делайте этого (если только вам не нужно резервное питание по требованию)



    Двигатель автомобиля стоит около 8000 евро, если покупать его отдельно. Его мощность составляет около 100 кВт. Это 80 евро за кВт. (Если покупать двигатель вместе с автомобилем, его стоимость, вероятно, будет намного ниже, возможно, даже 40 евро за кВт).



    Мощные двигатели внутреннего сгорания, такие как у Wärtsilä (отказ от ответственности: я владею акциями Wärtsilä), стоят намного дороже: около 400 евро за кВт, несмотря на то, что они намного больше и, следовательно, выигрывают за счёт эффекта масштаба. Обычно можно ожидать, что эффект масштаба приведёт к снижению цен, но в этот раз цены выше. Двигатели Wärtsilä и аналогичные им также тяжелее на ватт, поскольку они стационарные или устанавливаются на огромные суда.



    Почему разница в цене почти на порядок больше? Причина в коэффициенте использования мощности и сроке службы.



    Автомобильные двигатели рассчитаны на периодическое использование. 95 % времени автомобиль стоит на парковке. Таким образом, коэффициент использования мощности составляет всего 5 %. Однако 95 % времени (или, я бы даже сказал, 100 % времени) вам нужны электричество и тепло.



    Автомобиль может прослужить 20 лет только потому, что 95 % времени он стоит на парковке. Некоторые люди утверждают, что это неэффективно, потому что коэффициент использования слишком низкий. Они представляют себе автомобиль совместного пользования, который используется более чем на 50 % времени и стоит на парковке менее чем на 50 % времени. На самом деле автомобиль совместного пользования не прослужит 20 лет, как при обычном использовании.



    Если вы постоянно держите двигатель автомобиля включённым, то срок его службы не превысит года. Возможно, двух. При условии замены масла два раза в месяц! Чтобы обеспечить желаемый срок службы в 20 лет, вам понадобится гораздо более дорогая и тяжёлая силовая установка от Wärtsilä или аналогичной компании.



    Ваша маленькая электростанция, сделанная из автомобильного двигателя, прослужит недолго. Я бы рассмотрел вариант с солнечными батареями и аккумуляторами. В условиях распределённой генерации во многих солнечных регионах это фактически самый дешёвый вариант получения энергии. Если вы действительно хотите сжигать ископаемое топливо, обратите внимание на генераторы, рассчитанные на требуемый коэффициент мощности.



    Если вам нужно резервное питание с перебоями, обратите внимание на небольшие инверторные генераторы от Honda и других производителей. Вы можете приобрести небольшой генератор менее чем за 1000 евро / долларов США / ${ВАЛЮТА, ПОХОЖАЯ НА ЕВРО И ДОЛЛАР США}. Однако имейте в виду, что они предназначены только для периодического использования. Тем не менее они идеально подходят для дополнения солнечной системы в качестве резервного источника питания в периоды, когда солнце не светит.
  1. Интересно. Как долго прослужил ваш двигатель? Вы эксплуатировали его достаточно долго, чтобы можно было определить срок его службы? Как часто вы меняли масло?
  1. Использование автомобильного кондиционера не бесплатно. Возникает интересный вопрос: что эффективнее — вырабатывать больше энергии и использовать большой (тяжелый, не обязательно портативный или легкий) внутренний кондиционер или автомобильный кондиционер? Я не утверждаю, что один способ лучше другого, просто ответ на этот вопрос может быть неочевидным.
  1. Я бы с удовольствием это сделал, но дом, с которым я работаю, закрыт, и для того, чтобы сделать что-то подобное, потребуется много усилий. Однако, учитывая размеры дома, возможно, удастся просто пустить принудительную подачу воздуха по воздуховодам с помощью вентилятора, работающего от генератора. Хотя это не совсем то, что мне нужно, этого может быть достаточно.
  1. Почему бы не подумать о дизайне дома: в Австралии один человек установил подвесную крышу над жилым пространством, чтобы обеспечить свободную циркуляцию воздуха над ним и вокруг него. Оказалось, что кондиционер им вообще не нужен...

  1. Несколько лет назад я задумывался о чём-то подобном. Дьявол кроется в деталях. Я хотел использовать автомобильный дизельный двигатель и отводить отработанное тепло для обогрева дома.



    К счастью, я сделал несколько прототипов. Первое, что я обнаружил, — это то, что в довольно эффективном двигателе сжигается недостаточно топлива, чтобы получить достаточное количество отработанного тепла для обогрева дома, если только я не вырабатываю много энергии.



    Аналогичным образом кондиционер выдавал около 5000 БТЕ эквивалентного охлаждения, чего было слишком мало для охлаждения моего скромного дома. Я бы охладил комнату, но не дом. (Конечно, если бы компрессор кондиционера работал, тепла было бы немного больше, сами понимаете.)



    Выработка электроэнергии напряжением 240/120 В не представляла проблемы, поскольку дизельный двигатель мощностью 48 л. с. потенциально мог приводить в действие довольно большой генератор переменного тока. Кроме того, можно было регулировать частоту в достаточно широких пределах, адаптировав круиз-контроль для управления частотой.



    Но без использования инверторов или, возможно, вариатора или аналогичной трансмиссии двигатель работал бы практически на одних и тех же оборотах, что было бы шумно.



    Современные автомобильные двигатели — довольно эффективные системы. А дизельный двигатель мощностью 48 л. с., который расходовал 52 мили на галлон, просто не выделял много тепла при частоте вращения около 1200 об/мин, что было бы хорошей точкой на кривой мощности для выработки электроэнергии для дома.



    Сегодня я бы, возможно, задумался об использовании гибридного автомобиля с инвертором, подключённым к аккумулятору. Тогда автомобиль мог бы автоматически управлять запуском/остановкой двигателя и циклами зарядки.
  1. В итоге я не стал использовать автомобильный двигатель для выработки электроэнергии и тепла. Поэтому я запускал его только для того, чтобы провести несколько тестов и получить несколько точек данных. Для двигателя IDI, с которым я работал, было доступно множество графиков зависимости крутящего момента от частоты вращения и мощности, поэтому подобрать параметры двигателя было несложно. Я знаю по крайней мере одно предприятие на Аляске, которое использовало аналогичную установку. Дизельный двигатель, который я собирался использовать, в некоторых случаях без капитального ремонта проезжал от 640 000 до 1 300 000 километров. Долговечность не казалась проблемой. Сегодня гибридный двигатель с инвертором выглядит гораздо проще.
  1. Хорошо, а идея с кондиционером заключается в том, что я просто пытаюсь избежать необходимости компенсировать потребление электроэнергии для работы центральной системы кондиционирования, так как это значительно увеличивает нагрузку. Я прочитаю их, как только появится возможность, потому что там, где я сейчас нахожусь, интернет работает довольно медленно, но когда я вернусь домой, я смогу это сделать. Кроме того, есть ли какие-то альтернативы электрическому кондиционеру, которые можно было бы внедрить в эту систему?
  1. ... а также использовать тепло выхлопных газов для обогрева воздуха. Насколько это возможно и не слишком ли я увлекся этой идеей?
  1. @fred_dot_u хорошо, я очень признателен, я займусь этим
  1. @Pᴀᴜʟsᴛᴇʀ2 общая цель состоит в том, чтобы обеспечить автономную подачу электроэнергии, воды и других ресурсов для использования в чрезвычайных ситуациях.
  1. @SolarMike, хорошая мысль, я перейду на экологичные решения.
  1. @fred_dot_u что касается двигателя, то я жду, когда соберу все факты, прежде чем решить, какой двигатель мне нужен, чтобы не тратить впустую деньги и время. Скорее всего, это будет двигатель 2000–2003 годов выпуска с местного автомобильного рынка.

  1. Единственный момент, который вам следует учесть, но который вы пока не учли, — это использование отработанного тепла двигателя для нагрева воды в доме.



    Радиатор охлаждения можно легко направить в бак с горячей водой, но для повышения эффективности преобразования необходимо установить теплообменник, который будет отбирать тепло у выхлопных газов.



    Что касается генератора, то его расчётная частота вращения должна соответствовать точке максимальной мощности двигателя, то есть оптимальному расходу топлива (известному как удельный тормозной расход топлива BSFC). Это не то же самое, что максимальная мощность...



    Если вы правильно подберёте генератор, то сможете либо отказаться от генератора переменного тока и заряжать аккумулятор от основного генератора, либо оставить его, но вам не понадобится несколько генераторов переменного тока, так как потери снижают общую эффективность.



    Для получения дополнительной информации ознакомьтесь с материалами о ТЭЦ (теплоэлектроцентралях) и микроТЭЦ
    Вот несколько ссылок:
    http://www.greenspec.co.uk/building-design/micro-chp/
    http://www.cogeneurope.eu/medialibrary/2015/05/19/d6648069/miro-CHP%20study_merged.pdf
    https://www.rural-energy.eu/solutions/8/366/Micro-combined-heat-and-power-micro-CHP#.Wrf3I2aQ0UE



    дополнительные интересные ссылки:
    http://www.icrepq.com/icrepq%2712/839-kadar.pdf
    https://www.theguardian.com/environment/2014/jun/13/golf-vw-car-power-plant-germany
    https://www.bnl.gov/isd/documents/74453.pdf
  1. Кондиционер из машины для охлаждения дома: серьёзно — вы что, не понимаете, что автомобильная система рассчитана на охлаждение объёма автомобиля, который составляет около 4 кубических метров, и вы думаете, что этого будет достаточно для дома, который может быть в 40 или более раз больше... Вам следует прочитать все ссылки, которые я предоставил, и провести тщательное исследование, поскольку извлечение тепла из выхлопных газов возможно... И это не так уж сложно — это помогает максимально повысить общую эффективность системы.
  1. Мне это нравится, но не могли бы вы рассказать подробнее? Например, я бы хотел использовать автомобильный кондиционер для охлаждения всего дома, и мне бы хотелось, чтобы весь дом работал от одной или нескольких последовательно соединённых аккумуляторов глубокого цикла. Мне очень нравится идея использовать радиатор для нагрева воды, и я бы, вероятно, использовал уже установленную систему отопления для обогрева дома. Я бы также поместил всё это в помещение с вытяжкой и притоком воздуха, выведенными наружу. Однако есть ещё один момент...
  1. @fred_dot_u Я хорошо разбираюсь в бортовых компьютерах, так как работаю в сфере компьютерного программирования/безопасности/криминалистики, поэтому дополнительный комплект может быть как необходим, так и нет, но насчёт датчика спидометра вы правы, так как он откалиброван для реальной езды.
  1. Задумывались ли вы об общей эффективности двигателя, который собираетесь использовать? Какой конечный результат вы хотите получить? Если вы хотите снизить затраты в целом за счёт использования генератора, а не подключения к электросети, то обнаружите, что построить/запустить/обслуживать генератор гораздо дороже, чем просто использовать то, что есть.
  1. Я голосую за то, чтобы закрыть этот вопрос как не относящийся к теме, потому что он не о техническом обслуживании автомобилей, а о возобновляемых источниках энергии и дизайне жилых помещений.
  1. Из какой модели автомобиля был взят ваш двигатель? Какая модель двигателя?
  1. Подумайте о том, чтобы поискать на вторичном рынке круиз-контроль, который подойдет вам по характеристикам. Вам понадобится стандартная коробка передач, чтобы избежать потерь энергии в гидротрансформаторе автоматической коробки передач. Обратите внимание на круиз-контроль, который не подключается к разъему OBDII или компьютерной панели под правой частью приборной панели. Я нашёл это amazon.com/Rostra-250-1223-Universal-Electronic-Control/dp/…, в комплект которого входит магнитный датчик, обеспечивающий полную совместимость независимо от выбранного двигателя.
  1. Вам придётся немного посчитать, чтобы определить, в каком месте двигателя нужно установить датчик «спидометра». Чаще всего они устанавливаются на коробке передач, и если в вашем проекте есть коробка передач, то вы уже на полпути к цели! Остальная часть «мозгов» находится в бортовом компьютере. Возможно, вам удастся найти комплект круиз-контроля для вторичного рынка, который будет совместим с датчиком и избавит вас от сложностей с бортовым компьютером.
  1. @fred_dot_u, можно ли установить датчик скорости на генераторе, чтобы отслеживать его скорость, а затем автоматически компенсировать снижение скорости из-за возросшей нагрузки, активируя генератор на оптимальной скорости?
  1. Обычный генератор имеет достаточно жёсткую регулировку частоты вращения. Необходимо создать своего рода контур обратной связи для двигателя. Когда частота вращения снижается из-за увеличения нагрузки, обратная связь увеличивает подачу топлива, и наоборот. Однако это не по моей части. Самый простой подход — создать этот контур с помощью круиз-контроля, поскольку он может быть довольно чувствительным.
  1. @fred_dot_u, а что я могу сделать, чтобы автоматически повышать эффективность в зависимости от нагрузки?
  1. Также учтите, что генератор должен работать с постоянной частотой вращения как под нагрузкой, так и без неё. Возможно, вы сможете использовать редуктор для подбора правильной частоты вращения, но вам не придётся переключать передачи, чтобы добиться баланса в зависимости от нагрузки.
  1. Добро пожаловать в компанию по техническому обслуживанию и ремонту автомобилей!
Вы уже ответили на этот вопрос