miercuri, 12 mai 2010

Alternative energetice - experimente: introducere

Episodul 17 al seriei alternativelor energetice inceputa aici. Explicam in episoadele trecute conceptul de EROEI, de bani ca simpla eticheta a produselor obtinute cu ajutorul energiei, ca si de relatia dintre randament si cost. Am trecut apoi la variantele oficiale incercand sa atrag atentia asupra capcanelor subventiei, plimbatul costului energetic si furatul propriei caciuli. Am continuat cu alte aspecte ale problemelor energetice ce apar dupa momentul producerii acesteia, anume transportul si stocarea. Dupa nitzica teorie, am trecut sa detaliem problema stocarii in cazul bateriilor din autoturismele electrice, vorbind despre fabricarea si despre incarcarea acestora. Am adaugat apoi cateva completari si lamuriri la cele deja discutate, pentru ca ulterior sa trecem la un studiu de caz in ce priveste eolienele.

Spuneam apoi in articolul dedicat hidrogenului despre faptul ca am devenit la un moment dat pasionat de experimentari pe tema aceasta. Anume obtinerea hidrogenului din apa cu ajutorul electrolizei in vederea alimentarii unui motor cu aprindere interna cu acest combustibil. Redau mai jos o prima introducere la prezentarea pe care o voi face pe tema experimentelor de acest gen.

Românul care transformă apa în combustibil pentru mașini
Deși nu este de profesie inventator, Flavian Dumitrescu, un tânăr brașovean, lucrează de doi ani la un proiect prin care apa poate fi utilizată cu succes pe post de combustibil atât pentru mașini cât și pentru diferite motoare și chiar și pentru a suda metalul.

Experimentele au avut loc în ultimii 2 ani pe tema utilizării apei drept combustibil. Disocierea apei în hidrogen și oxigen este făcută prin electroliză, cu un randament ridicat, obținându-se cantități destul de mari de amestec gazos oxigen-hidrogen.

Primul experiment a fost realizat în vara lui 2008, când Flavian a reușit alimentarea unui mic motoraș pe benzină cu acest gaz numit și oxihidrogen sau HHO. Pentru ca motorașul să funcționeze 100% cu apă și electricitate, celula de electroliză furniza un debit de aproximativ 14 LPM (litri pe minut) amestec HHO. Alimentarea celulei de hidrogen cu energie electrică se făcea de la priză, iar cu gazul obținut s-a reușit alimentarea doar cu oxihidrogen a unui motoraș care în mod normal funcționa cu benzină. Acest motoraș era de la un generator electric. Care producea la rândul său electricitate, dar mai puțină decât cea consumată de la priză de către celula de HHO.

Se cunoaște și s-a demonstrat faptul că oxihidrogenul funcționează ca și un aditiv pentru motoarele cu ardere internă. Oxihidrogenul ajută la arderea mai completă a carburanților, le mărește astfel puterea de combustie, randamentul, și implicit ajută la scăderea consumului. Folosirea numai a oxihidrogenului drept combustibil implica însă anumite riscuri pentru motoarele existente. Cel mai mare ar fi riscul ruginirii care poate apărea datorită apei care apare dupa arderea oxihidrogenului, știindu-se că acestă ardere prin implozie se transformă înapoi în apa din care a fost produs.

O altă aplicație deosebită a oxihidrogenului este sudura. Oxihidrogenul fiind capabil să topească orice fel de material, de la cel cu punctul de topire cel mai mic până la cel cu punctul de topire cel mai mare. Oxihidrogenul poate să sudeze materiale diferite între ele fără ajutorul altor artificii și complicații tehnice așa cum se întâmplă la diversele feluri de suduri electrice sau autogen.

În vara lui 2009 am făcut și câteva experimente pentru sudarea cu gazul rezultat din electroliză. Oxihidrogenul arde cu flacăra concentrată, dar extrem de puternică.

Flavian are 30 de ani, este căsătorit de trei ani, are un copil de un anișor și jumătate și lucrează ca IT manager pe parte de administrare la o companie din Brașov. El spune că experimentele sunt personale, un hobby, pe care și-l finanțează singur în limita posibilităților. Până în prezent pasiunea l-a costat aproximativ 4000 de euro. Prin aceste experimente el nu dorește să aibă un beneficu financiar ci pur și simplu face ceea ce îi place și de ce nu să pună umărul la descoperirea unui combustibil alternativ util societății.

”Nu am participat până acum la târgurile de inventică și nici nu am făcut această activitate în scopul patentării sau obținerii de profituri financiare. Din contră, toată activitatea mea și detalii despre experimentele realizate au fost puse la dispoziția oricui a dorit să încerce duplicarea lor”, a declarat pentru exclusivnews.ro Flavian Dumitrescu.

Cateva lamuriri: din 1 litru de apa se obtin cam 1800 litri de amestec gazos hidrogen-oxigen. Masurarea acestuia in LPM (litri pe minut) este una empirica deoarece ignora micile variatii de temperatura sau presiune. Este insa un mod destul de rapid de evaluare a randamentului obtinut. Cele mai bune generatoare de gaz din comert obtin in general 1LPM cu 150W energie electrica. Unii producatori de astfel de sisteme folosesc ca unitate de masura LPH (litri pe ora) ca strategie de marketing pentru ca numarul de litri sa para mai impresionant. Celula de generare a hidrogenului despre care se vorbeste in articolul de mai sus este construita de mine personal si voi reveni cu detalii tehnice despre ea intr-un post ulterior.

Pana atunci vreau sa fac o mentiune pentru cei care au mai auzit pe la televizor sau pe internet despre masini care merg cu apa. Pentru ca povestea e asemanatoare cu cea a masinilor electrice. Adica e destul de simplu sa faci o masina sa mearga cu apa, mai greu este sa o faci sa mearga DOAR cu apa. Adica fara electrozi scumpi sau membrane care se consuma la electroliza apei. Fara baterii scumpe din care sa fie extrasa electricitatea necesara electrolizei si fara aditivi chimici pentru obtinerea carora se consuma o gramada de energie. Rog asadar comentatorii sa mai aiba un pic de rabdare pana la finalul seriei alternativelor energetice si sa isi readuca aminte de rugamintea mea privind dimensiunea pietrelor... :)

P.S. Rog luati in considerare ceea ce spuneam AICI inainte de adaugarea unor eventuale comentarii. Va multumesc.

18 comentarii:

  1. Flavian iti place s-o iei incet :) Ai descoperit ceva interesat cu hidrogenul asta sau nu ? :)

    RăspundețiȘtergere
  2. Incet si cu rabdare. Nu reusesc mereu, dar asa e cel mai bine... :)

    In privinta concluziei, sa zicem ca... the jury is still out... ;)

    RăspundețiȘtergere
  3. No overunity yet?

    RăspundețiȘtergere
  4. Cred ca pe termen lung cel mai eficient o sa fie cate 1 motor electric pe fiecare roata, alimentate de la o sursa de energie, care poate sa fie (o sa vedem care):
    generator cu combustibil lichid/gaz,
    baterie de tip x,
    fuelcell cu hidrogen.
    Din pacate nu exista inca o tehnologie fiabila si cu cost redus pentru a stoca energie electrica. Desi o idee ar fi sa folosesti hidrogen pentru a alimenta un generator sau un fuelcell cand devin acestea mai fiabile.

    RăspundețiȘtergere
  5. Pe viitor propun o solutie alternativa motorului cu ardere interna pe care nimeni nu incearca sa il inlocuiasca! Dupa cum spunea un ilustru savant de la descoperirea focului nimeni nu a mai descoperit nimic esential pentru omenire! Fizica de baza are niste axiome de care nimeni nu trece si nimeni nu isi pune intrebari! Referitor la alternativa energetica,laudabil efortul!

    RăspundețiȘtergere
  6. Iar daca reusim sa lasam imaginatia sa zburde un pic si mai departe, poate reusim sa gasim o tehnologie de ecranaj anti-gravitational.

    In cazul ala nu mai e nevoie nici de motoare prea puternice, nici de roti prea multe... ;)

    RăspundețiȘtergere
  7. Am experimentat si eu cu electroliza apei , am observat ca exista o anumita capacitate la electrozi daca sint mai multe celule inseriate , am realizat un circuit rezonator legind generatorul de gaz la o punte de diode si o bobina formind un circuit rezonator , reglez fregventa din PWM pina incepe sa rezoneze circuitul , productia de gaz se dubleaza se tripleaza si consumul de curent la ampermetru scade la jumatate , nu am masina , fac asta din hobi , nu am destula aparatura de masura sicontrol , dar cei care aveti un osciloscop si aparatura pentru circuite oscilante merita sa incercati sa inseriati generatorul intro punte de diode si cu o bobina dimensionata corespunzator sa realizati un circuit rezonant.
    Sint sigur ca si BOB BOYCE tot un circuit rezonant a realizat de a reusit un randament foarte bun , nu se dau detali pe internet , dar se stie ca a folosit o bobina toroidala imensa pt o instalatie de masina .

    RăspundețiȘtergere
    Răspunsuri
    1. Da, circuitul rezonant este cheia dar pana in momentul e fata eu nu am prea reusit sa ajung acolo. Cu cat creste numarul de placi in celula, cu atat mai greu este sa atinga rezonanta. Poti sa dai ceva detalii suplimentasre apropo de PWM-ul folosit, forma de unda, numarul de placi si frecventa la care ai atins rezonanta ?

      Ștergere
  8. Generatorul de gaz era asemanator cu a lui Bob Boyce , dar mai mic , un acvariu de sticla in miniatura siliconat ,aproximativ 30x8x10 cm , in interior placute de inox taiate de la o masina de spalat , cu o suprafata de 8x8 cm , 31 de bucati , formau 30 de celule , electrolitul era apa de ploaie + soda caustica facuta la intimplare , bobina era un transformator toroidal ars de la un amplif audio pe care am bobonat sirma de cupru de 1,5 , inductanta 1,3 mH . capacitatea electrolizei am masurat 27 micro Farazi . fregventa de rezonanta nu stiu ca nu am avut cu ce masura , dupa auz prima la aprox 4000-5000 Hz , a doua 8000-10000 . La aceste fregvente toroidul incepea sa urle si electrolitul se facea spuma . PWM -ul era un 555 doua potentiometre , una pt fregventa si una pt umplere , si un tiristor IRF 630 . problema era ca la rezonanta urca tensiunea foarte repede si cu PWM-ul acela era greu de controlat . totul era facut la simpla intimplare si am reusit sa-l fac sa rezoneze . dar pentru putin timp , aveam un voltmetru la bornele electrolize , am apucat sa observ ca de la 60v a urcat la peste 120v , a cedat tiristorul , 555-ul si alimen de 12v care il alimenta , a supravietuit doar alimentarea de 60v .
    Din ce am scris e greu sa intelegeti ce am construit , nici nu mi-am facut notite atunci , siliconul din cauza solutiei sa desprinz si de pe placute si de pe sticla . de atunci am construit inca doua instalati de electroliza , alt PWM cu doua C.I. 555 , am incercat mai multe bobine dar nu am mai gasit fregventa de rezonanta . inca nu am cu ce masura inductanta si fregventa . ma ocup de electronica ca hobi , dar nu m-au interesat circuitele oscilante , rezonante , de abia acuma ma documentez .

    RăspundețiȘtergere
    Răspunsuri
    1. Am inteles destul de bine. Vad ca ai aplicat corect si principiile, 30 de celule la 60V se apropie de cei 2V pe celula ideali. Majoritatea incepatorilor fierb apa cu 2 electrozi cuplati la 12V. Este intr-adevar chestie de "noroc" sa atingi rezonanta. Cred ca te va impulsiona sa mergi mai departe. Un osciloscop de masurat frecvente nu mai e chiar asa scump. Din ce localitate esti ?

      Ștergere
  9. Sint de la sat , judetul Timis . Am facut rost de un program , SOUND CARD OSCILLOSCOP , acuma lucrez la bufer pt intrare la placa de sunet . Am sa incerc sa va explic idea pe care merg , FARADAY spune ca cu 1 amper se poate produce 0.627 litri HHO pe o celula , la o anumita temp si presiune, acest calcul a fost calculat la curent continu , cei care alimenteaza o celula la 12 v consuma 12W pt a produce 0.627 litri HHO pe celula . la 1A si 2.5V consuma 2.5W pentru aceeasi cantitate de HHO pe celula , la 1.7 sau 1.5V pe celula consumul de energie este si mai mic . dupa documentatile mele tensiunea minima ar fi 1.2V sau 1.25V , deci pt 1L de HHO este nevoie de ca 1.6Amp , un calcul 1.6A ori 1.2V egal 1.92W pentru 1 litru HHO pe celula in curent continu . pentru a depasi aceasta performanta de 1.92W/Litru trebuie pulsat curentul sa intre in rezonanta .
    Am observat ca o celula de la 0 la 1.2V se comporta ca un condensator , de exemplu prima celula a mea avea 27 microF la 30 celule inseriate , dupa formula legari in serie a condensatorilor se afla cit are o celula , inca nu am calculat , actuala are 190 microF la 22 de celule 8x16 cm in contact cu solutia ( dimen total 8x30 cm ). Cu cit sint mai multe celule inseriate capacitatea totala scade , scazind capacitatea creste fregventa . cu cit sint mai multe celule creste tensiunea de incarcare ( exemplu , 2cel 2.4v , 3cel 3.6v , 10cel 12v ) .
    Bob Boyce 100cel 120V , sau 150V pentru asta folosea inverterul , sa mentina incarcarea la limita , daca nu functiona PWM-ul nu trecea curentul ,( asta cred eu ). La pornirea PWM-ului impulsurile depaseau acel prag si incepe productia de gaz si implicit consumul de curent .
    In momentul atingeri fregventei de rezonanta o parte din curent si tensiunea din generator se descarca inapoi in bobina ( popular vorbind , incarca bobina ) PWM-ul adaugind urmatorul impuls se va descarca inapoi in generato cu acel impuls in plus ,prin generator va trece ce depaseste acei 120V sau acei 150V , si ciclul se repeta , ( ca si cind ai sparge un zid de cetate cu o bila de 5Kile ,cu bila in mina n-ai sanse , dar daca o ageti de o sfoara ca un pendul sint sanse ) ca si cind nu ai incarca celula cu 1.5-1.2 volti ci cu doar 1 sau 0.9 volti , prin rezonanta refolosesti acea tensiune de incarcare ( repet . asa cred eu ).
    La rezonanta tensiunea creste mult , din PWM se cauta fregventa de rezonanta si pastrind frecventa trebuie scurtate impulsurile , sau chiar intrerupte un interval de timp , folosind trenuri de impulsuri , pt asta e bun 2 oscilatoare , cu prima controlind a doa .
    Inca nu i-mi dau seama de ce folosea Bob 3 fregvente ( probabil erau armonici a uneia de baza ) .
    Am sa mai revin

    RăspundețiȘtergere
    Răspunsuri
    1. Andrei, ma bucur ca vorbim aceeasi limba. Ceea ce spui legat de voltaje stiam deja din materialele lui Bob Boyce si altii. Ai dreptate ca merge si cu 1.2V dar iti trebuie o concentratie mai mare de electrolit si celula se incalzeste mai greu ca sa ajunga la parametri optimi. De aceea Bob zicea ca pe la 1,6-1,8V ar fi ideal. Eu am mers cu 2V pentru simplificarea calculelor si o concentratie de soda caustica mai scazuta. Eu am auto-transformator si bag in prima faza chiar 3V pe ele pana se incalzeste un pic treaba.

      De ce folosesti doar jumatate din dimensiunea placilor ? Daca tot le ai de 8X30 ideal ar fi sa le intorci invers si sa folosesti 7,5X30 din suprafata lor. Din cate stiu, daca inaltimea trece de 15mm la o distanta intre placi de 3mm cum recomanda Bob, se degaja tot mai greu gazul. Tu ce electrolit folosesti si cam ce concentratie ? Eu dizolv intr-un borcan cam doua-trei linguri cu varf de soda caustica pe care ii adaug la vreo 6-7 litri de apa cat intra in celula mare. Torn treptat, cate putin, si verific voltajul plus amperajul pana ating valorile dorite.

      Da, Bob folosea 3 frecvente ca armonici, de fapt gasea una si apoi celelalte le obtinea prin impartirea la 2 si la 4. Daca o sa mergi pe varianta lui nu stiu daca placa de sunet te poate ajuta cu frecventa de 44.000 Hz si daca este suficient de precisa pentru ce ai nevoie. Eu am o jucarie de genul ASTA de la Velleman dar n-am mai avut timp de experimentat cu ea. Daca eram mai aproape ne intalneam sa mai stam de povesti si ti-o putem eventual imprumuta o vreme.

      Ștergere
  10. Eu am construit in stil DRY CELL , dar am gaurit placile doar intrun colt pt evacuarea gazului , nu am facut gaura de jos sa nu scurtcircuitez placile prin electrolit, de folosit il folosesc pe orizontala , distanta intre placi e de 2mm , momentan , am sa folosesc 2 garnituri si pot sa fac 4mm ,planul meu momentan este sa incerc sa reduc capacitatea totala a celulelor , prin departarea placilor sau apropierea placilor , prin marirea sau micsorarea concentratiei solutiei , marirea sau micsorarea suprafetei de contact a solutiei , vreau sa invat cind ce se modifica .
    Programul de oscilloscop pe placa de sunet functionaeza ca , osciloscop , spectrometru , voltmetru c.a. , fregventmetru , LC metru , generator de semnal sin drep tiun , si contor de impulsuri , dar numai pina la 20 KHz . Abia astept sa experimentez , m-am interesat si de osciloscop , dar intii vreau sa incerc programul .
    Ai incercat sa-ti masori capacitatea generatorului de gaz si inductanta bobinenei ? Cu formula rezonantei sa vezi ce fregventa se potriveste ? Ma intereseaza si pe mine cam ce capacitate electrica ai la al tau , ai grija , sa se descarce electric intii si dupa acea sa pui capacimetrul . Eu cind prepar electrolitul masor soda cu un cintar de bucatarie electronic ( 0-2000 g)si un vas de 1/2 litri , inainte preparam 10 grame la 0.5 l sau 20gr la 0.5 litri , acuma folosesc 50gr la 0.5 litri, la preparare scufund doua placute de 8x8 cm departate la 3mm si alimentat la 3.3V si adaug soda cite putin pina la concentratia dorita , si urmaresc placutele sa nu oxideze ,( am patit inainte ca sau oxidat ori din cauza apei ori de la concentratie prea mare )
    Acuma nici eu nu prea am timp de experimentat , am mult de lucru , e frig si la lucru si in atelier
    I-mi place generatorul tau de semnal . Poti jongla forma si durata impulsurilor ?

    RăspundețiȘtergere
    Răspunsuri
    1. Da, buna treaba, eu pe dry cell n-am apucat inca sa ma joc, desi mi se pare cea mai buna varianta pentru celule mici si medii. Din ce ai confectionat garniturile, la mine asta a fost principala piedica. Sau ai gasit o sursa de achizitionare direct la dimensiunile dorite ? Nu sunt prea apropiate la 2mm placile ? Cam cati LPM maxim ai obtinut si la ce putere consumata ?

      La partea de capacitoare si bobine recunosc sincer ca nu stapanesc suficient de bine treaba si de aceea nu m-am bagat in calcule sau masuratori pe partea asta. Pe generatorul Velleman poti testa diferite forme de unda: triunghiulara, patrata sau sinusoidala. Poti regla frecventa pana la 2MHz sau factorul de umplere (duty) in procente.

      La concentratia solutiei se pare ca pui intr-adevar mai mult ca mine ca sa poti cobora voltajul. O lingura mare este cam 30 grame, deci eu pun doar vreo 10-20 grame la litru, cam cat puneai si tu la inceput. De oxidat oxideaza doar cand este inoxul nou, pana se rodeaza placutele, dupa aia nu mai ai treaba. Bine, depinde si de calitatea inoxului, dar eu asa am observat.

      Ștergere
  11. Garniturile le-am confectionat dinntrun fel de covov de silicon sau ceva guma transpsrenta de 20x300 cm , care se folosesc la intrarea in hale pt motostivuitor , se poate trece printre ele dar protejeaza hala de curent si vint . Si le-am taiat cu un cuter pupa o matrita . Am vazut asemenea covoare si la DEDEMAN ( sint cam piperate la pret ) .
    La 2 mm am avantajul ca terce acelasi curent la o tensiune mai mica . asta am observat din experinte precedente .
    Cel mai bun randament pina acum a fost , un flacon PET de 1L umplut la limita in timp de 1min si 5sec la un consum de 300W dela priza ,( am un aparat care indica puterea electrica care trece prin el , amperajul , si indica tensiunea si fregventa retelei ) , la bornele celulelor 47-50 V si 4-4.3 A la 22 de celule .
    La oxidare nu m-am referit ca se ingalbenesc sau maroni , ci coji negre care se desprind de placuta pozitiva si nu degaja aproape de loc oxigen , asa se intimpla si la aluminiu , am experimentat si cu Cupru si Alama , nu sa oxidat de loc spita de bicicleta SHIMANO nici la 12V , ( am auzit ca ar fi facute di alij de CROM ), au fost incercari intrun pahar .
    Mersi pt idea sa-mi incalzesc la inceput electrolitul , acuma nu am posibilitate ca nu rezista sursa mai mult de 4 A , la 4.5 A sa infierbintat transformatorul .

    RăspundețiȘtergere
    Răspunsuri
    1. Curios ca 4A la 50V inseamna 200W si tu zici ca ai consumat 300W. Ai pierdere pe transformare atat de mare ? Oricum mi se pare consum mult pentru 1 LPM. Partea cu cojile negre nu am patit-o la inoxul pe care l-am folosit eu pana acum.

      Ștergere
  12. Nu am inteles mare lucru din discutiile de mai sus ... Concret :eu vreau sa folosesc panouri solare ( fotovoltaice ) ... 1 ... 2... sau mai multe , sa produc astfel un current electric continuu cu ajutorul caruia , prin electroliza apei, sa obtin hidrogen. Acest hidrogen intentionez sa-l folosesc in gospodaria personala ( incalzire in sobe de teracota , aragaz ... ) Vreau detalii precise : dimensiuni vas pt. electroliza ( probabil un "acvariu" din sticla lipita cu silicon ) , material pt. electrozi ( probabil grafit ) , dimensiunile acestora ( suprafata ) , concentratia (dilutia ) de acid sulfuric sau soda caustica sau sare de bucatarie ( ce e de preferat ?) , tensiune si amperaj necesar ... ... ... etc. In functie de asta pot aprecia numarul de panouri fotovoltaice care , in conditii de cer acoperit pot produce o cantitate suficienta de hidrogen. Pot face si un calcul economic ... de genul ... : cam in cat timp s-ar amortize investitia .

    RăspundețiȘtergere
    Răspunsuri
    1. Citeste materialele de la GALERIE si te vei lamuri. In special articolul cu constructia celulei si abecedarul HHO-ului scris de Bob Boyce in documentul BB-D9.

      Ștergere