boez » 19 дек 2011, 13:33
Автокомпрессор - плохой пример, потому как он на десяток атмосфер расчитан, вот и тяжелый. Здесь нужно что-то наподобие аквариумного компрессора (подозреваю, в автоматическом тонометре примерно такой же внутри, токо мощностью поменьше). Такие компрессоры - мембранного типа.
Электролиз водорода даст нормальное давление, с этим проблем не будет. Проблемы будут с КПД - у электролиза как такового меньше 50%, и из обратного преобразования тоже много не выжмешь, даже на топливных элементах, не говоря уже про сжигание.
Так, пока размышлял насчет возможных внутренних давлений - нашел бяку в паровой области. Вода имеет известную зависимость давления насыщенных паров от температуры. При комнатной температуре это, к примеру, всего 0.03 атм. При превышении этого давления вода конденсируется. Даже при 60 градусах это всего 0.2 атм. А получить выше 60 градусов от солнца уже сложнее, плюс не любая пленка это выдержит. Т.е. остальные 0.8 атм надо добивать воздухом. И что мы получаем? Мы спускаем эту 1 атм в турбину, на другой стороне у нас холодильник. Даже если охладить до +20 - останется 0.83 атм воздуха с паром в газообразном состоянии. Что делать с этой смесью? А ее надо закачать обратно в оболочку. Другой турбиной. Затратив 83% от энергии пара и воздуха, израсходованной на первой турбине - поскольку энергия это объем умноженный на разность давлений, разность давлений у нас одинаковая - 0.17 атм, просто с разным знаком, а объем 83% от исходного. Т.е. надо иметь связку из двух турбин или компрессоров с суммарным КПД не ниже 83%, а реально выше - мы ж еще и электричество хотим получать! ИМХО нереально.
Т.е. непрерывная генерация не светит. Чтоб была непрерывная - надо делать концентратор, систему ориентации и выделенный котел с температурой выше сотни. А так - проще солнечные батареи и аккум.
Вот цикловая генерация возможна - утром солнышко начинает светить, температура и давление подымается, турбина работает, заряжает аккум или делает водород, паровой отсек сдувается. А ночью температура падает и можно воздух накачать обратно без проблем. Про давления ниже атмосферы можно забыть, т.е. работаем просто от разности давлений в паровой и воздушной областях. Но это, если раз в сутки, грустно и мало - больше 0.1 атм разности не получится, это и так тонна на квадратный метр оболочки - разорвет. А даже если мы сдуем паровую область на 10 кубов с 0.1 атм - это 100 килоджоулей, т.е. чуть менее 30 ватт-часов, маленькая СБ мощностью ватт 5 эту энергию наберет за день.
В общем, чего-то мне не нравится паровая область в аэростате, она еще и неустойчивая будет до жути - небольшое снижение аэростата вызовет повышение давления, конденсацию воды, падение объема и дальнейшее снижение... Придется компенсировать системой управления плавучестью.
А система управления плавучестью тоже хрень еще та. Пусть у нас 20 кубов водорода (это порядка 20 кг подъемной силы всего). Для повышения плавучести скажем на 5% надо выработать еще куб водорода - это 4-5 квт*ч электричества, это реально много, за день может и наберется если пол-аэростата батареями обвесить. И аккум такой емкости, даже литий, весит килограммов 10... Т.е. про активное маневрирование с помощью сжигания водорода и электролиза можно забыть. Вот нагревом - пожалуй можно. Но считать надо.
Короче, не вижу я ни малейших плюсов в такой сложной схеме аэростата, с паром и воздухом - проще сделать чисто водородный, с пополнением потерь водорода электролизом росы и энергией от солнечных батарей. Оболочку делать нерастяжимой, давление в ней выбрать выше наружного атмосферного, чтобы аэростат сам висел на определенной высоте, определяемой его весом и внешним давлением.
