Бетонные батареи своими руками

Содержание

Новая бетонная батарея может позволить зданиям накапливать собственную энергию
Бетонный аккумулятор
Дом (все для дома из интернета)
пятница, 17 апреля 2015 г.
Бетонный теплоаккумулятор

Новая бетонная батарея может позволить зданиям накапливать собственную энергию

Одна из наиболее интересных областей исследования батарей связана с тем, как эти устройства могут не только хранить энергию, но и служить в качестве структурных компонентов.

Уже известно несколько впечатляющих примеров того, как структурные батареи могут быть использованы в электромобилях, а теперь ученые из Швеции применили этот тип мышления к большим зданиям, продемонстрировав новый тип батарей на основе цемента, с помощью которых можно строить большие сооружения из функционального бетона.

Бетонный аккумулятор

Исследование проводилось в Технологическом университете Чалмерса, где ученые работали над созданием более экологичных строительных материалов, уделяя особое внимание бетону. Поскольку бетон является самым распространенным в мире материалом, а его производство требует больших затрат энергии, мы видим множество исследований, посвященных тому, как можно уменьшить углеродный след бетона, и авторы нового исследования предложили интересное потенциальное решение.

Как и обычный бетон, он начинается с цементной смеси, но в нее добавляется небольшое количество коротких углеродных волокон для повышения электропроводности и прочности на изгиб. В смесь также включена пара сеток из углеродного волокна, одна из которых покрыта железом для работы в качестве анода батареи, а другая покрыта никелем для работы в качестве катода. Как два электрода батареи, они переправляют электроны туда и обратно при зарядке и разрядке устройства.

Эта конструкция была разработана после долгих экспериментов. Команда стремилась улучшить предыдущие конструкции батарей на основе бетона, которые, по их словам, плохо показали себя в ходе испытаний. Эта новая перезаряжаемая конструкция описывается как первая в мире концепция, и в первых экспериментах творческое мышление команды принесло свои плоды.

Было установлено, что плотность энергии батареи на основе бетона составляет 7 Вт-ч на квадратный метр материала, что, по словам команды, может оказаться в 10 раз больше, чем у предыдущих батарей на основе бетона. Тем не менее, это все еще намного ниже, чем у коммерческих батарей, но тот факт, что она сделана из бетона, который можно масштабировать для создания массивных структур, может помочь компенсировать ее ограниченную емкость.

Ученые предполагают всевозможные варианты использования их инновационной конструкции батареи, начиная от зданий, которые могут служить в качестве накопителей энергии. Их также можно использовать для питания светодиодов, обеспечения связи 4G в отдаленных районах или в паре с солнечными батареями для питания датчиков, встроенных в бетонные конструкции, например, вдоль шоссе и мостов.

«Мы представляем, что в будущем эта технология может позволить строить целые секции многоэтажных зданий из функционального бетона», — говорит автор исследования Эмма Чжан. «Учитывая, что на любую бетонную поверхность можно будет вмонтировать слой этого электрода, мы говорим об огромных объемах функционального бетона».

Команда отмечает, что исследование находится на очень ранней стадии, и некоторые технические проблемы еще предстоит решить. Некоторые из ключевых вопросов, на которые предстоит ответить, касаются срока службы батареи, поскольку бетонные конструкции обычно создаются на десятилетия и более. Поэтому ученым нужно будет придумать, как сделать так, чтобы батареи служили так же долго, или придумать способ их извлечения и замены после того, как они износятся. В любом случае, они с оптимизмом смотрят на открывающиеся возможности.

«Мы убеждены, что эта концепция вносит большой вклад в то, чтобы будущие строительные материалы смогут выполнять дополнительные функции, такие как работа с возобновляемыми источниками энергии», — говорит автор исследования Лупинг Танг. опубликовано econet.ru по материалам newatlas.com

Понравилась статья? Напишите свое мнение в комментариях.
Подпишитесь на наш ФБ:

Источник

Дом (все для дома из интернета)

пятница, 17 апреля 2015 г.

Бетонный теплоаккумулятор

Появилась идея использовать массу бетона под ногами для благих целей, ведь если сделать цементно-песчаную стяжку (плотность по СНиП 1800 кг/м3) толщиной 10 см, то например при площади пола 200 м2, то получится довольно внушительная масса бетона весом 36 тонн, причём 1 тонна при разнице температур 20 градусов запасает 4.8 кВт*ч энергии или 0.88 кВт*час на один квадратный метр такого пола.

Идея соблазняет своей простотой, ведь достаточно просто забетонировать электронагревательный кабель, при этом отпадает необходимость в насосе, ёмкостей для хранения теплоносителя и трубопроводной арматуре, правда для сравнения нужно ещё учитывать стоимость дополнительного цементно-песчаного раствора.

Если принять расход тёпла для дома с ограждениями, утеплёнными до Rо=2.8 равным 50 Вт*ч на метр квадратный отапливаемой площади, то для покрытия теплопотерь, например, в течении 18 часов (интересно при 3-х зонном электросчётчике) нужно запастись 0.9 кВт*час. Из голого расчёта получается, что запасённого тепла хватит.

Из недостатков сразу очевидно, что для такой системы нужна довольно большая выделенная мощность, так для дома 200 м2, потребуется 40 кВт.

Этот подход верен, но имеет некоторые ньюансы:

2. Возникает вопрос как хранить это тепло ибо нагнать в бетон — легко, но удержать — невозможно. Вы не сможете разумно управлять процессом отдачи тепла в помещение и натолкнетесь на проблему «временных провалов» в отоплении.

В этом пункте я с Вами согласен.
Нужно более детально всё подсчитать, а то может так получиться, что такой простой бетонный теплоаккумулятор будет расходовать тепло слишком быстро и температура в течени суток будет гулять от + 35 до + 18.

В остальном, малая теплоёмкость компенсируется гораздо большей массой.
Только не совсем понял, почему такая система будет «не дешевой»?

Такую систему отопления мы применили в четырех построенных домах.

Спасибо за интересную информацию! 🙂
Вообще, перепад 2 градуса за сутки это очень мало, наверное потому что дом слишком сильно утеплён, для меня лично и 5 градусов вполне было бы комфортно.

.
Если же использовать ночной тариф 0.4, то стоимость энергии получается, примерно такая как и газа.
Купуйте украинське 😉

ну не особо, у читывая что на 1 м3 газа нужно 12 квт эл.энергии? 22*0,4=0,09 грн/квт *12 = 1.056 грн.
У меня 1 куб газа = около 0,52 грн. разница в 2 раза.
Расчет в грубых цифрах.
правда неизвестно что будет с ценой на газ после нового года?

Вы имеете ввиду, что при теплоёмких внутренностях трудно быстро регулировать температуру в широких диапазонах (например, быстро разогреть дом)?

Я имею ввиду то, что хоть и масса большая, но дельта запасаемых температур малая, а попытка «вкачать» тепла побольше приведет к «Ташкенту». У меня весь первый этаж

10 См бетона на ЭПС и с теплым полом. Хорошо чувствуется инерционность осенью-весной, при отключенном отоплении. Когда через большие окна днем дом набирает

2 градуса, а за ночь их отдает. Думаю, что в бумажным домике было бы не так.

Я имею ввиду то, что хоть и масса большая, но дельта запасаемых температур малая, а попытка «вкачать» тепла побольше приведет к «Ташкенту».
Это да. Обычную стяжку пола ведь не разогреешь до +90.

А у Вас теплый пол чем греется?

Это да. Обычную стяжку пола ведь не разогреешь до +90.

А у Вас теплый пол чем греется?

водой. У меня 5кВт лимит по 220.

Этот подход верен, но имеет некоторые ньюансы:

1. Теплоемкость бетона в отличии от воды весьма невелика
2. Возникает вопрос как хранить это тепло ибо нагнать в бетон — легко, но удержать — невозможно. Вы не сможете разумно управлять процессом отдачи тепла в помещение и натолкнетесь на проблему «временных провалов» в отоплении.
3. Аккумуляция на бетоне и конструкциях — далеко не такое дешевое удовольствие даже не смотря на видимую простоту и отсутсвие гидравлических примочек.
А почему удержать невозможно ? Еще как возможно — -теплоизоляция рулит — воду теплоизолом не удержать а бетон завернуть в несколько слоев качественной теплоизоляции -вполне реально. Я просто не представляю как энергию запасенную в бетоне потом назад возвращать. КПД — будет очень низкий и медленный..

А почему удержать невозможно ? Еще как возможно — -теплоизоляция рулит — воду теплоизолом не удержать а бетон завернуть в несколько слоев качественной теплоизоляции -вполне реально. Я просто не представляю как энергию запасенную в бетоне потом назад возвращать. КПД — будет очень низкий и медленный..

Удержать практически невозможно — отток тепла неконтролируемый. Ну попробуйте нагреть пол и заставить его не остыть хотя бы сутки.

А про КПД — помилуйте, он почти 100%ный. Сколько пол запас тепла — столько и отдаст за минусом потерь через ограждения. Это вопрос просто времени, и на этот процесс Вы повлиять никак не можете (кроме накрыть пол ковром)

Эти системы отлично работают в установленном режиме, но при динамических изменениях входных условий: резкое похолодание, мороз, потепление — они почти неконтролируемы и выбиваются из графика в огромных рамках.
Верю Вашему опыту. Но как же Вы будете отбирать назад тепло ?

Эти системы отлично работают в установленном режиме, но при динамических изменениях входных условий: резкое похолодание, мороз, потепление — они почти неконтролируемы и выбиваются из графика в огромных рамках.
Резкое потепление заметьте не самый страшный вариант, если конечно, жаба не удавит киловатты в форточку выкинуть.

А вот с резким похолоданием дела действительно плохи. По моим прикидкам, 50-ти тонный кусок бетона, дня три будет входить в стационарный режим.

Теплотворная способность метана в наших бытовых трубах 35000-37000 кДж/м3.
Тогда при КПД котла 0.85 из одного куба получится в среднем 8.5 кВт*час, что будет стоить 6 коп. за кВт*час.
Тариф для частных домов с электрическим отоплением 18.72 коп. кВт*час, или 7.5 коп. кВт*час при 3-х зонном ночном тарифе.
Как видите разница незначительная.

Именно на такие расчеты я опирался, когда рассчитывал систему эл. отопления с аккумуляцией.
И, думаю, не ошибся. Хотя газ проходит с упомянутыми мною домами совсем рядом, мы посчитали, что отопление на газу не будет дешевле (учитывая затраты по установке).
По поводу резкого похолодания: такого-же резкого перепада температуры внутри дома НЕ БУДЕТ. Т.к. все таки и дом утеплен (не коробка из-под ТВ), и если начнется интенсивное охлаждение пола (ТА), то датчик, который расположен близко к поверхности, среагирует быстрее (чуствительность 0,5градуса), чем вы почувствуете разницу.

То Менделеев:
перепад температуры в 5градусов, думаю, многовато,- будет сильно ощущаться, ИМХО. (Я настолько привык к терморегулятору, что ощущаю перепад в 1градус)
И еще: не помню, чей пост,- теплоизоляцией ТА по бокам (со стороны цоколя не надо пренебрегать, как поступил я в своем доме,- теперь зимой прогреваю отмостку.

Резкое потепление заметьте не самый страшный вариант, если конечно, жаба не удавит киловатты в форточку выкинуть.

Все зависит от мощности системы: 28т бетона при мощности отопления в 12,5 кВт «входят в режим» около суток, примерно за такое-же время нагревается моя банька,- 12т бетона при 6,2кВт.
Напомню: речь идет о каркасных конструкциях.

Все зависит от мощности системы: 28т бетона при мощности отопления в 12,5 кВт «входят в режим» около суток, примерно за такое-же время нагревается моя банька,- 12т бетона при 6,2кВт.
Вы конечно абсолютно правы, если мощность отопления будет достаточно большая, то и разогреть плиту можно сравнительно быстро.

Не могли бы Вы поделиться своими знаниями и опытом – как проще всего автоматизировать такую систему отопления, то есть, какие именно для этого нужны устройства?

. тем более у водяного суммарная площадь (а значит дешевле утеплить) и объём значительно меньше.

Во-во!:Bravo: Медленно подходим к самому интересному вопросу. (для меня, по крайней мере)

можно сделать водяной ТА:
ПЛЮСЫ: меньше обьем, а значит, и кол-во утеплителя
МИНУСЫ: надо кипятиь, ШОБ не завонялась, и ваще, может сбежать вся ТА в землю :):o

а можно и бетонный с совмещением функции фундаментной плиты и ТА:
ПЛЮСЫ: подходит для любой почвы, экономия на фундаменте, никуда не убежит (типа, в землю)
МИНУСЫ: бетон дороже, чем вода (хотя если посчитать стоимость емкости под 10-20-30 кубов воды. \»\»: в общем, не даром будет), система менее инерционна, чем водяная, такой-же теплоемкости.

Вы конечно абсолютно правы, если мощность отопления будет достаточно большая, то и разогреть плиту можно сравнительно быстро.

В наш «стандартный» набор входят:
-Многотарифный счетчик, запрограмированный на ТРИ тарифа (ДВА тарифа не выгодно), само собой, если большая мощность, то ТРЁХфазный.
-Кабельная система отопления («теплый пол») с термостатом, имеющим возможность работать с датчиком температуры пола
-Магнитный пускатель (контактор) соответствующий суммарной мощности кабелей (дабы не ставить на каждый кабель отдельный термостат)
-Укладку кабеля производим по армосетке (поверх теплоизоляции пенопластом лучше сделать черновую стяжку, а потом класть сетку, чтоб предотвратить перегрев пенопласта в случае выхода из строя датчика температуры пола)
-шаг укладки кабеля от 5 до 10 см (в среднем 7,5). шаг можно увеличить, но упадет мощность системы, => и увеличится время прогрева.
-Стяжка по ТП, естественно, делается «плавающая».

Вы применяли в системе датчик учитывающий температуру на улице?

Нет, не применял. Объясню почему.

Во-первых, я с таким датчиком достаточно много «поизвращался», подключив его к своему газовому котлу, который у меня также работает на ТП.
Две недели испытаний от этого дачика сходили с ума и котел, и я. Хоть датчик и был расположен в тени, не на ветру и т.д. (по Инструкции), систему постоянно от него «колбасило»: днем чуть потеплело, котел вырубился,- вечером похолодало, а полы холодные.
По всей видимости, наружный датчик есть смысл использовать при радиаторной системе отопления (+ в том, что датчик зачастую идет нахаляву с котлом)

Во-вторых, при установке комнатного термостата сразу почувствовался комфорт (термостат реагирует на изменения температуры в доме на 0,5градуса)
Что интересно, появился еще и комфорт душевный: котел стал меньше «жрать» газа.

И еще, забыл добавить очень существенное дополнение к своему предпоследнему посту:

-очень существенной экономии эл.энергии при многотарифном учете можно добиться с помощью ЧАСОВ. Это типа такой контактор, который подает напругу на потребителей в строго установленное ему время.
Для ГВС в коттеджах мы пару раз использовали 300-литровые эл.бойлеры, которые, естественно, дешевле нагревать в ночное время.
Реально, 300л воды в 80градусов хватает с запасом на семью из 3-4чел.

. дополнительно взял фальги 0,05 мм.

А это уже лишнее: фольга имеет свойство отражать ИК лучи только на границе двух сред (т.е. если она висит в воздухе). При непосредственном контакте с бетоном получается непосредственная теплопередача.

Если собираетесь заливать ТА бетоном из миксера, то насчет пластификатора не беспокойтесь,- он там уже будет: на ЖБИ его добавляют по рецептуре. Единственное, что нужно указать при заказе бетона — его подвижность, чтобы была возможность его хорошо уложить.

Про армирующую сетку, надеюсь, не забыли?

Трубу, я так понимаю, ф20 взяли, раз контура по 100м.п. будут?

И вся эта плита, наверное, будет выполнять роль фундамента?

в максимально термоинерционном доме жил в черногории. каменные стены в пол метра создают идеальную прохладу летом. и ни в одном доме построенном таким образом не видел кондиционеров. их роль выполняет плющ или просто деревья, затеняющие фасад. кроме отопления надо думать о прохладе летом. на юге украины это весьма актуально. я согласен что камень далеко не экономный вариант. допустим односторонние термоблоки, утепленные кирпичные дома, утепленные дома из ракушечника могут помочь выполнить задачу теплоемкости. я думаю что заливка большого бетона в фундамент и перекрытия имеют достаточно сильные ограничения прежде всего здравым смыслом. аккумулироваться в стенах тепло будет косвенным способом. а в полу можно и с использованием нагревательных кабелей либо труб.

ведь даже ytong производит не только газобетон плотностями примерно 400-600. он производит также теплоизоляционные блоки мультипор и конструкционные силикатные блоки силка. присутствие таких материалов в рамках одной компании приводит к мысли что это имеет серьезный смысл.
жаль что у нас не производят что то подобное. я думаю это имеет право на жизнь так как обеспечивает большую термоинерционность чем газобетон марки 400 при одинаковой теплоизоляции

извините что не в теме про стены, но я так думаю

Источник