Flüssigstickstoff-Generator-Motor

[Eric DUPONT]

Nach meinen Berechnungen beträgt die minimale Energie, um 1 kg flüssigen Stickstoff zu erhalten, 250 Wh, und umgekehrt kann 1 kg flüssiger Stickstoff 250 Wh / kg liefern.

[ABC2019]

Nach meinen Berechnungen beträgt die minimale Energie, um 1 kg flüssigen Stickstoff zu erhalten, 250 Wh, und umgekehrt kann 1 kg flüssiger Stickstoff 250 Wh / kg liefern.

Theoretisch können alle thermischen Maschinen reversibel sein, in der Praxis treten jedoch immer Verluste auf.

[Remundo]

Tatsächlich muss das flüssige N2-Reservoir als kalte Quelle und die Atmosphäre als heiße Quelle angesehen werden.

Es gibt dithermische thermische Maschinen, die nahezu Carnot-Wirkungsgrade erreichen können (z. B. Stirling-Zyklus). Man könnte über Heliumgasmaschinen nachdenken.

A) Eine erste Maschine fungiert als Kühlschrank und kühlt den Vorrat an flüssigem N2 (konkret verflüssigt dies N2).
B) Eine zweite Maschine fungiert als Dithermalmotor und erhitzt den N2-Vorrat (konkret verdampft sie N2)

Wenn Sie einen sehr großen, sehr gut isolierten N2-Tank haben, können die Wärmeverluste recht gering sein.

Theoretisch kann der Gesamtwirkungsgrad des Systems nahe bei 1 liegen.

Die Tatsache, dass ein verflüssigtes Gas durchströmt wird, ermöglicht es, das Volumen der Kältequelle erheblich zu reduzieren und auch ihre Temperatur zu stabilisieren, solange dort zwei Phasen koexistieren.

[Bardal]

Tatsächlich muss das flüssige N2-Reservoir als kalte Quelle und die Atmosphäre als heiße Quelle angesehen werden.

Es gibt dithermische thermische Maschinen, die nahezu Carnot-Wirkungsgrade erreichen können (z. B. Stirling-Zyklus). Man könnte über Heliumgasmaschinen nachdenken.

A) Eine erste Maschine fungiert als Kühlschrank und kühlt den Vorrat an flüssigem N2 (konkret verflüssigt dies N2).
B) Eine zweite Maschine fungiert als Dithermalmotor und erhitzt den N2-Vorrat (konkret verdampft sie N2)

Wenn Sie einen sehr großen, sehr gut isolierten N2-Tank haben, können die Wärmeverluste recht gering sein.

Theoretisch kann der Gesamtwirkungsgrad des Systems nahe bei 1 liegen.

Durch die Durchleitung eines verflüssigten Gases lässt sich das Volumen der Kältequelle deutlich reduzieren.

Aber die Carnot-Ausbeute bleibt gültig und erreicht selbst unter idealen Bedingungen (die im Übrigen nie erreicht werden) noch lange nicht den Wert 1.

[Eric DUPONT]

Die Verluste, die es ermöglichen, eine Ausbeute von 60 % zu erreichen, sind nur auf Reibung, Verluste durch die Wärmetauscher, die nicht perfekt austauschen, und Wärmeverluste durch Konvektion zurückzuführen. Andernfalls ist die Maschine zu 100 % reversibel. Die Produktion des flüssigen Stickstoffs erfordert genauso viel Energie, wie der flüssige Stickstoff wiederhergestellt wird. Wie Remundo sagt. Der Vorteil von flüssigem Stickstoff ist die hohe Energiedichte von flüssigem Stickstoff. Der andere Vorteil besteht darin, dass Wärmeverluste im Vergleich zur Wärmespeicherung einfacher reduziert werden können. da eine kalte Quelle nicht strahlt. Alle Energiespeichersysteme mit Heiß- und Kaltquelle dürften eine Ausbeute von 60 % erreichen.

[ABC2019]

Die Verluste, die es ermöglichen, eine Ausbeute von 60 % zu erreichen, sind nur auf Reibung, Verluste durch die Wärmetauscher, die nicht perfekt austauschen, und Wärmeverluste durch Konvektion zurückzuführen. Andernfalls ist die Maschine zu 100 % reversibel. Die Produktion des flüssigen Stickstoffs erfordert genauso viel Energie, wie der flüssige Stickstoff wiederhergestellt wird. Wie Remundo sagt. Der Vorteil von flüssigem Stickstoff ist die hohe Energiedichte von flüssigem Stickstoff. Der andere Vorteil besteht darin, dass Wärmeverluste im Vergleich zur Wärmespeicherung einfacher reduziert werden können. da eine kalte Quelle nicht strahlt. Alle Energiespeichersysteme mit Heiß- und Kaltquelle dürften eine Ausbeute von 60 % erreichen.

Ich habe nicht im Detail darauf geachtet, aber ich denke, dass der Wirkungsgrad von 60 % hauptsächlich auf die Tatsache zurückzuführen ist, dass beim Komprimieren die überschüssige Wärme nach außen abgeleitet wird, anstatt in „heißer“ Form gespeichert zu werden, um dann bei der Entspannung wieder zurückgewonnen zu werden – was auch immer Natürlich würde der Vorteil Ihrer Kühllagerung zunichte gemacht. In Wirklichkeit wird die Wärme bei Umgebungstemperatur nach außen abgegeben und anschließend in der Umgebung zur Verdunstung aufgenommen, was ebenso viele Verluste und die Irreversibilität des Prozesses mit sich bringt.

[Remundo]

Aber die Carnot-Ausbeute bleibt gültig und erreicht selbst unter idealen Bedingungen (die im Übrigen nie erreicht werden) noch lange nicht den Wert 1.

Das ist kein Problem, denn wir profitieren dabei von der Kühleffizienz. Sei TC die Temperatur der heißen Quelle und TF das der kalten Quelle.

Effizienz eines dithermalen Motors (QF wird als Wärmeübertragung zur kalten Quelle und QC als Wärmeübertragung zur heißen Quelle bezeichnet):
* RmC=W/QC=1-TF/TC=(TC-TF)/TC
* RmF=W/QF=(TC-TF)/TF

Effizienz der dithermischen Kühlung Ef = TF / (TC – TF)

Beachten Sie, dass RmF x Ef = 1

Wenn wir anrufen QF thermische Probenahme im N2-Tank

(D) Beim Lagerabbau ist die wiederhergestellte Arbeit so, dass: Wrecup/QF = RmF

(S) und auch bei der Speicherung ist die Arbeit der Speicherung so, dass: QF / Wstock = Ef

Indem wir die letzten beiden Beziehungen (D) x (S) Mitglied für Mitglied multiplizieren, finden wir, dass Wrecup / Wstock = RmF x Ef

Gold mit Carnot-Zyklen oder ähnlichem (Stirling, Ericsson...): RmF x Ef = 1

Unter Berücksichtigung verschiedener Verluste werden wir natürlich unter, aber wahrscheinlich über 50 % und vielleicht sogar bei etwa 70 % liegen.

Auf jeden Fall gibt es das kein theoretisches Hindernis für eine sehr gute Ausbeute (Grenze 100 %) durch diese kryogene Lagerung.

[Eric DUPONT]

Tatsächlich ist es möglich, einen theoretischen thermodynamischen Speicherwirkungsgrad von 110% zu erreichen, wenn zum Zeitpunkt der Wiederherstellung der Energie mit flüssigem Stickstoff eine heiße Quelle von 70 ° C anstelle von 15 ° C vorhanden ist, z. B. eine Abweisungs-Wärmeanlage, ein Recyclingzentrum.

[Eric DUPONT]

Im Gegensatz zu High View Power speichert Nterk Kompressionswärme in der Umgebung. highviewpower liegt bei 60 % Rendite und hat gerade 140 Millionen Euro eingesammelt. NTERK braucht lediglich 80000 Euro. Sobald der Beweis dafür erbracht ist, dass NTERK 140 Millionen Euro für die Spitzenleistung aufbringen kann, wird sich der Wert von NTERK verhundertfachen...zumindest.

[Exnihiloest]

Der thermodynamische Zyklus ist zu 100% reversibel. Die Wärme wird während der Kompression in Richtung der Umgebung abgeführt und dann während der Expansion zurückgewonnen.

Kompression ist mechanische Arbeit, die von Wärmeableitung begleitet wird. Infolgedessen führt das komprimierte Gas bei der Expansion weniger mechanische Arbeit aus als bei der Kompression, und das Delta kann nur teilweise aus der Wärme zurückgewonnen werden.