תאגיד חשמל נקי
(יצירת דף עם התוכן "{{מידברן}} '''תאגיד חשמל נקי''' הוא אוסף ברנרים סביבתנים שמנסים להפחית את תביעת הרגל האקולוגי...") |
(פליטת פדח לקוטש בגנרטור 30KW וע"י חברת חשמל; ניתוח משקל לאנרגיה צבורה) |
||
| שורה 3: | שורה 3: | ||
'''תאגיד חשמל נקי''' הוא אוסף ברנרים סביבתנים שמנסים להפחית את תביעת הרגל האקולוגית של המידברן ואירועים נלווים, בכל הקשור לזיהום כתוצאה מייצור והולכת חשמל. | '''תאגיד חשמל נקי''' הוא אוסף ברנרים סביבתנים שמנסים להפחית את תביעת הרגל האקולוגית של המידברן ואירועים נלווים, בכל הקשור לזיהום כתוצאה מייצור והולכת חשמל. | ||
| + | =רקע: חשמל וזיהום= | ||
| + | * פליטת פחמן דו חמצני מייצור חשמל בתחנת כח פחמית, [http://www.greenco-energy.com/?p=2922 מוערכת ב 445 גרם CO2 לקילוואט-שעה חשמל]. | ||
| + | * פליטת פחמן דו חמצני מייצור חשמל בדיזל-גנרטורים, מוערכת ב 1.5 ק"ג CO2 לקילוואט-שעה חשמל. | ||
| + | ::חישוב: באופן בסיסי שריפת ליטר סולר מייצרת כ- 3.5 קילו 2CO. מה הבעיה? שכל גנרטור ויעילותו/צריכתו... בעקרון ככל שגנרטור יותר גדול - יעילותו גדלה; היעילות גדלה בערך ב-5-6% על כל הכפלה של ההספק. בהנחה שאנו עובדים עם גנרטור ברמת יעילות השווה לרמת היעילות של גנרטור 40KW (היו לנו כאלה בארוע מידברן 2016), שעובד ב ¾ הספק בממוצע, ולכן מפיק 30 קוט"ש, יצרוך בשעה כ- 13 ליטר סולר, כלומר כל 1 קוט"ש דורש כ- 0.43 ליטר סולר, ולכן ייצור של כל 1 קוט"ש חשמל יגרום לפליטת כ-1.5 ק"ג CO2. (''מקור: מייל מאילן בלומנטל לברוך אורן וערן מאירי, 21/9/2015'') | ||
| + | =אסטרטגיות אפשריות לחשמל נקי יותר= | ||
| + | * צמצום ייצור (התוצאה של צמצום הצריכה; צמצום הצריכה בפני עצמו אינו חוסך זיהום) | ||
| + | * צריכת עודפי ייצור חשמל - ההנחה היא שהברן מנצל חשמל בעיקר בשעות השפל של צריכת החשמל במשק | ||
| + | :*באמצעות חיבור ישיר לרשת החשמל | ||
| + | :*באמצעות הובלת מצברים טעונים בחשמל | ||
| + | * ייצור חשמל מבוסס גז | ||
| + | * ייצור חשמל מבוסס לוחות פוטו-וולטאיים (סולאריים) | ||
| + | =צריכת עודפי חשמל= | ||
| + | ==באמצעות הובלת מצברים טעונים== | ||
| + | ===חישוב טביעת רגל אקולוגית=== | ||
| + | * מצבר ליתיום-יון 100Ah 12v שוקל 12.7Kg ומחירו בארה"ב 959$ [http://store.starkpower.com/12V-100AhStarkPower-UltraEnergy-Lithium-Ion-Battery-LiFePO-Energy-Storage-Battery_p_24.html מקור]; בסין ברכישה כמותית המחיר 200-700$ ליחידה ומשקלו בין 9-14Kg [http://www.alibaba.com/showroom/12v-100ah-deep-cycle-lithium-ion-battery.html מקור] | ||
| + | * מצבר ליתיום-יון 100Ah 24v שוקל 28Kg ומחירו כמעט כפול - 800-1100$ בסין [http://www.alibaba.com/trade/search?fsb=y&IndexArea=product_en&CatId=&SearchText=24v+100ah++lithium+ion+battery מקור] | ||
| + | *בהתחשב ביעילות המרה של 75% (ראה חישובי יעילות המרת מתח כאן למטה), מצבר 12v 100Ah יספק 900 וואט-שעה במוצאו, או 0.9 קוט"ש. משקלו של המצבר מוערך ב-13 ק"ג. בהתאמה, '''משקלו של קוט"ש מומר, הצבור במצבר ליתיום-יון, הוא 14.44 ק"ג'''. | ||
| + | * בקונטרה-ברן אספקת החשמל עמדה על 60 קילוואט למשך כל האירוע, שבשיאו היו 1000 איש (מקור: דו"ח צוות סביבתנות וחשל"ש, טרם פורסם). אקסטרפולציה לינארית תראה שעבור 12,000 איש בעיר המידברן תדרש אספקת חשמל של 720 קילוואט למשך כל האירוע, כלומר, למשך 4.5 ימים (האירוע מתחיל ב-08:00 בבוקר ומסתיים דה-פקטו בשעה 20:00 בערב האחרון שלו), יידרשו 4.5*24*720 = 77,760 קוט"ש. לאחסונם יידרשו כאמור 86,400 מצברי ליתיום-יון מהסוג שניתחנו, ומשקל תת-מערכת אחסנת-האנרגיה (ללא משקל הממירים הנדרשים) יעמוד על 1,123,200 ק"ג שהם 1,123 טון. | ||
| + | * '''והשאלה הפתוחה היא: כמה סולר נדרש כדי להוביל 1,123 טון מצברים מנקודת החיבור הקרובה לרשת החשמל ועד למידברן?''' לצורך השאלה, נניח שמדובר על מרחק של 10 קילומטרים. | ||
=בליל של מידע שטרם עשו בו סדר, לקראת יום כיפור 2015= | =בליל של מידע שטרם עשו בו סדר, לקראת יום כיפור 2015= | ||
| + | ==יעילות ממירי מתח== | ||
| + | * ישנם 3 סוגי ממירים: גל ריבועי, גל ריבועי מותאם וגל סינוס טהור. נתמקד בשני סוגים הרלוונטיים - TSW (גל סינוס טהור) ו-MSW (גל ריבועי מותאם). | ||
| + | * ישנם 2 סוגים עקרוניים של עומס צריכת חשמל: | ||
| + | :* עומס צריכה התנגדותי (resistive), הנובע מהתנגדות חשמלית - כגון: תנור חימום, רתכת, מטען סוללות. | ||
| + | :* עומס צריכה ריאקטיבי (reactive), הנובע מכך שחשמל הנע בסליל מייצר אנרגיה מגנטית. מכשירי חשמל העושים שימוש באנרגיה כזו הם מכשירים מבוססי מנוע - מקררים, מאווררים, מזגנים, ומכשירים מבוססי שנאי (טרנספורמטור) כגון מוצרי אלקטרוניקה בזרם נמוך - מחשבים, טלויזיות. | ||
| + | * ממירי MSW יוצרים צריכת-יתר של אנרגיה במכשירים מבוססי-סליל, כלומר, בעלי עומס צריכה ריאקטיבי. עבור אותה עבודה, המכשיר נדרש לצרוך 20% יותר הספק חשמל, כאשר הספק עודף זה נפלט בתור חום עודף [http://www.solar-facts.com/inverters/inverter-efficiency.php מקור]. דבר זה מביא גם לחישוב שונה של הספקי צריכה מול ממירי MSW, וגם לקיצור אורך חייהם של מוצרי חשמל כאלו. תופעה זו אינה קיימת בממירי TSW, המפיקים חשמל בעל גל סינוס הדומה לחשמל המסופק לנו ע"י חברת החשמל. בנוסף, הם עשויים ליצור זיהום-רעש בציוד הגברה. | ||
| + | * צריכה עצמית (Die off current) היא צריכה של ממיר גם כאשר אין עומס של צרכני אנרגיה במוצאו. צריכה עצמית של ממיר MSW מעורכת ב-1w ל-1Kw מומר. צריכה עצמית של ממיר TSW מוערכת ב20W ל-1Kw מומר. [http://www.solarpaneltalk.com/showthread.php?6460-Inverter-efficiency&s=f5965d7e2a99e8495f1af390a4ca88ef&p=41128&viewfull=1#post41128 מקור]. בשל צריכה עצמית זו, היעילות של הממיר תלויה מאוד בגובה הצריכה בפועל: היעילות תעמוד על כמעט 50% כשעומס הצריכה הוא שבריר מההספק הנקוב של הממיר, ותגיע לכמעט 90% כאשר העומס יתקרב מאוד להספק הנקוב של הממיר [http://www.solar-facts.com/inverters/inverter-efficiency.php מקור] | ||
| + | * יעילות ממירי MSW נאמדת ב-90%. עם זאת, יעילות זו נבחנת מול עומס צריכה התנגדותי (resistive) ולא ריאקטיבי (reactive). בנוסף, יעילות זו נמדדת כאשר מול הממיר עומדת צריכה של כמעט 100% מהספקו הנקוב. [http://www.solarpaneltalk.com/showthread.php?6460-Inverter-efficiency&s=f5965d7e2a99e8495f1af390a4ca88ef&p=41101&viewfull=1#post41101 מקור] כאשר הצריכה ההתנגדותית יורדת לסביבות 50% מההספק הנקוב ומטה מכך, יעילות הממיר מוערכת ב70-75%. [http://www.solarpaneltalk.com/showthread.php?6460-Inverter-efficiency&s=f5965d7e2a99e8495f1af390a4ca88ef&p=41131&viewfull=1#post41131 מקור] כאשר הצריכה היא ריאקטיבית ועומדת סביבות 50% מההספק הנקוב ומטה מכך, היעילות היא גרועה אפילו יותר, משום שכאמור נדרשת תוספת הספק של 20%. | ||
| + | * הפתרון האידיאלי היה ממיר-מודולרי-אוטומטי שיודע לשנות את ההספק-הנקוב שלו בהתאם לעומס-הצריכה. ובהתאם, גם הצריכה העצמית הייתה מינימלית. מערכות כאלו קיימות אך נדירות בשוק הממירים בשל מחיריהם. לכן, נניח שהיעילות של ממיר שההספק הנקוב שלו תואם לכ-200% מהספק הממוצע המשוער של עומס הצריכה, ולפיכך, יעילותו הממוצעת נאמדת ב-75%. | ||
==מחנה סטרייט פרנדלי כמקרה מבחן== | ==מחנה סטרייט פרנדלי כמקרה מבחן== | ||
צורך: פתרון חשמל ל-6 שעות עבודה, שיספיק להגברה בערב יום כיפור 2015 כלומר, יפעיל 2 רמקולים מוגברים 500W, לפטופ לDJ ותאורת LEDים. | צורך: פתרון חשמל ל-6 שעות עבודה, שיספיק להגברה בערב יום כיפור 2015 כלומר, יפעיל 2 רמקולים מוגברים 500W, לפטופ לDJ ותאורת LEDים. | ||
גרסה מתאריך 14:30, 21 בספטמבר 2015
זהו דף הקשור למידברן. דפים נוספים הקשורים לנושא ניתן למצא כאן.
תאגיד חשמל נקי הוא אוסף ברנרים סביבתנים שמנסים להפחית את תביעת הרגל האקולוגית של המידברן ואירועים נלווים, בכל הקשור לזיהום כתוצאה מייצור והולכת חשמל.
תוכן עניינים |
רקע: חשמל וזיהום
- פליטת פחמן דו חמצני מייצור חשמל בתחנת כח פחמית, מוערכת ב 445 גרם CO2 לקילוואט-שעה חשמל.
- פליטת פחמן דו חמצני מייצור חשמל בדיזל-גנרטורים, מוערכת ב 1.5 ק"ג CO2 לקילוואט-שעה חשמל.
- חישוב: באופן בסיסי שריפת ליטר סולר מייצרת כ- 3.5 קילו 2CO. מה הבעיה? שכל גנרטור ויעילותו/צריכתו... בעקרון ככל שגנרטור יותר גדול - יעילותו גדלה; היעילות גדלה בערך ב-5-6% על כל הכפלה של ההספק. בהנחה שאנו עובדים עם גנרטור ברמת יעילות השווה לרמת היעילות של גנרטור 40KW (היו לנו כאלה בארוע מידברן 2016), שעובד ב ¾ הספק בממוצע, ולכן מפיק 30 קוט"ש, יצרוך בשעה כ- 13 ליטר סולר, כלומר כל 1 קוט"ש דורש כ- 0.43 ליטר סולר, ולכן ייצור של כל 1 קוט"ש חשמל יגרום לפליטת כ-1.5 ק"ג CO2. (מקור: מייל מאילן בלומנטל לברוך אורן וערן מאירי, 21/9/2015)
אסטרטגיות אפשריות לחשמל נקי יותר
- צמצום ייצור (התוצאה של צמצום הצריכה; צמצום הצריכה בפני עצמו אינו חוסך זיהום)
- צריכת עודפי ייצור חשמל - ההנחה היא שהברן מנצל חשמל בעיקר בשעות השפל של צריכת החשמל במשק
- באמצעות חיבור ישיר לרשת החשמל
- באמצעות הובלת מצברים טעונים בחשמל
- ייצור חשמל מבוסס גז
- ייצור חשמל מבוסס לוחות פוטו-וולטאיים (סולאריים)
צריכת עודפי חשמל
באמצעות הובלת מצברים טעונים
חישוב טביעת רגל אקולוגית
- מצבר ליתיום-יון 100Ah 12v שוקל 12.7Kg ומחירו בארה"ב 959$ מקור; בסין ברכישה כמותית המחיר 200-700$ ליחידה ומשקלו בין 9-14Kg מקור
- מצבר ליתיום-יון 100Ah 24v שוקל 28Kg ומחירו כמעט כפול - 800-1100$ בסין מקור
- בהתחשב ביעילות המרה של 75% (ראה חישובי יעילות המרת מתח כאן למטה), מצבר 12v 100Ah יספק 900 וואט-שעה במוצאו, או 0.9 קוט"ש. משקלו של המצבר מוערך ב-13 ק"ג. בהתאמה, משקלו של קוט"ש מומר, הצבור במצבר ליתיום-יון, הוא 14.44 ק"ג.
- בקונטרה-ברן אספקת החשמל עמדה על 60 קילוואט למשך כל האירוע, שבשיאו היו 1000 איש (מקור: דו"ח צוות סביבתנות וחשל"ש, טרם פורסם). אקסטרפולציה לינארית תראה שעבור 12,000 איש בעיר המידברן תדרש אספקת חשמל של 720 קילוואט למשך כל האירוע, כלומר, למשך 4.5 ימים (האירוע מתחיל ב-08:00 בבוקר ומסתיים דה-פקטו בשעה 20:00 בערב האחרון שלו), יידרשו 4.5*24*720 = 77,760 קוט"ש. לאחסונם יידרשו כאמור 86,400 מצברי ליתיום-יון מהסוג שניתחנו, ומשקל תת-מערכת אחסנת-האנרגיה (ללא משקל הממירים הנדרשים) יעמוד על 1,123,200 ק"ג שהם 1,123 טון.
- והשאלה הפתוחה היא: כמה סולר נדרש כדי להוביל 1,123 טון מצברים מנקודת החיבור הקרובה לרשת החשמל ועד למידברן? לצורך השאלה, נניח שמדובר על מרחק של 10 קילומטרים.
בליל של מידע שטרם עשו בו סדר, לקראת יום כיפור 2015
יעילות ממירי מתח
- ישנם 3 סוגי ממירים: גל ריבועי, גל ריבועי מותאם וגל סינוס טהור. נתמקד בשני סוגים הרלוונטיים - TSW (גל סינוס טהור) ו-MSW (גל ריבועי מותאם).
- ישנם 2 סוגים עקרוניים של עומס צריכת חשמל:
- עומס צריכה התנגדותי (resistive), הנובע מהתנגדות חשמלית - כגון: תנור חימום, רתכת, מטען סוללות.
- עומס צריכה ריאקטיבי (reactive), הנובע מכך שחשמל הנע בסליל מייצר אנרגיה מגנטית. מכשירי חשמל העושים שימוש באנרגיה כזו הם מכשירים מבוססי מנוע - מקררים, מאווררים, מזגנים, ומכשירים מבוססי שנאי (טרנספורמטור) כגון מוצרי אלקטרוניקה בזרם נמוך - מחשבים, טלויזיות.
- ממירי MSW יוצרים צריכת-יתר של אנרגיה במכשירים מבוססי-סליל, כלומר, בעלי עומס צריכה ריאקטיבי. עבור אותה עבודה, המכשיר נדרש לצרוך 20% יותר הספק חשמל, כאשר הספק עודף זה נפלט בתור חום עודף מקור. דבר זה מביא גם לחישוב שונה של הספקי צריכה מול ממירי MSW, וגם לקיצור אורך חייהם של מוצרי חשמל כאלו. תופעה זו אינה קיימת בממירי TSW, המפיקים חשמל בעל גל סינוס הדומה לחשמל המסופק לנו ע"י חברת החשמל. בנוסף, הם עשויים ליצור זיהום-רעש בציוד הגברה.
- צריכה עצמית (Die off current) היא צריכה של ממיר גם כאשר אין עומס של צרכני אנרגיה במוצאו. צריכה עצמית של ממיר MSW מעורכת ב-1w ל-1Kw מומר. צריכה עצמית של ממיר TSW מוערכת ב20W ל-1Kw מומר. מקור. בשל צריכה עצמית זו, היעילות של הממיר תלויה מאוד בגובה הצריכה בפועל: היעילות תעמוד על כמעט 50% כשעומס הצריכה הוא שבריר מההספק הנקוב של הממיר, ותגיע לכמעט 90% כאשר העומס יתקרב מאוד להספק הנקוב של הממיר מקור
- יעילות ממירי MSW נאמדת ב-90%. עם זאת, יעילות זו נבחנת מול עומס צריכה התנגדותי (resistive) ולא ריאקטיבי (reactive). בנוסף, יעילות זו נמדדת כאשר מול הממיר עומדת צריכה של כמעט 100% מהספקו הנקוב. מקור כאשר הצריכה ההתנגדותית יורדת לסביבות 50% מההספק הנקוב ומטה מכך, יעילות הממיר מוערכת ב70-75%. מקור כאשר הצריכה היא ריאקטיבית ועומדת סביבות 50% מההספק הנקוב ומטה מכך, היעילות היא גרועה אפילו יותר, משום שכאמור נדרשת תוספת הספק של 20%.
- הפתרון האידיאלי היה ממיר-מודולרי-אוטומטי שיודע לשנות את ההספק-הנקוב שלו בהתאם לעומס-הצריכה. ובהתאם, גם הצריכה העצמית הייתה מינימלית. מערכות כאלו קיימות אך נדירות בשוק הממירים בשל מחיריהם. לכן, נניח שהיעילות של ממיר שההספק הנקוב שלו תואם לכ-200% מהספק הממוצע המשוער של עומס הצריכה, ולפיכך, יעילותו הממוצעת נאמדת ב-75%.
מחנה סטרייט פרנדלי כמקרה מבחן
צורך: פתרון חשמל ל-6 שעות עבודה, שיספיק להגברה בערב יום כיפור 2015 כלומר, יפעיל 2 רמקולים מוגברים 500W, לפטופ לDJ ותאורת LEDים.
מצברים
1000 ש"ח = 100 אמפר שעה 12V למשך 3 שנים.
כלומר שש שעות עבודה = 6000 ש"ח לפני בקר ומטען.
צריך לבנות למצברים זיווד נגד טילטול ופגיעות
נדרש מקום אחסנה לא חם ועם חשמל כי חום גומר את המצברים.
לכאורה לא נראה ירוק ונכון.
אלא אם משכירים כאלו מערכות.
סביר שכל השכרה תהיה בעלות של גנרטור.
- בקר טעינה - ניחוש - 1000 ש"ח.
- ממיר/מטען - ניחוש - 1000 ש"ח.
פאנלים פוטו וולטאיים(סולאריים)
פאנל - יודע לייצר 300W. אתה צריך פאנלים שייצרו 1000W. כלומר 3 של 300W. אני מניח שהפאנל בשמש 12H. כלומר פאנלים על ציר. כדי לתת נצילות מקסימלית. או שמגיעים עם מצברים טעונים או שהיה יום לטעון. עוד 2500 ש"ח על פאנלים.
בערך 10,000 ש"ח לפני עבודה,
עלות רכישת הפתרון~15,000ש"ח
עלות השכרה חד יומי 2000 שח
עלות השכרה שבועית 4000 שח.
גנרטור - 250 ש"ח לפני דלק עוד 250 ש"ח.
עלות גנרטור קיבוצי - 1קילוואט לכל האירוע - 1000-2000 ש"ח.
כלומר הוצ' חשמל של קמפ ממוצע הם 3000 ש"ח לפסטיבל.
שווה להתייעץ עם ??? ארז בן קיקי - הוא מכיר את הנושא ויש לו פתרונות. אולי לאביעד יש.
זה רלוונטי גם לאירועים בטבע, חתונות וכו'.
שווה גם להתייעץ עם גבריאל סולאריקה.
סיכום שיחה עם דיויד
יש 800W ייצור
תיאורטית יספיק. התעסקות - הנגרר וכו.
הכיוון השני - צמצום צריכה
האתגר הוא האגירה. המצברים כבדים. לכן מתאים לשימוש ארוך טווח.
אחד - פשיסטי . אם יש משאב משותף אז משתמשים עד שהמצבר נגמר. ואם המצבר נגמר אז הוא נגמר לגמרי.
ויספיק להם לשנתיים - ואללה דיינו. ממיר גל סינוס. זה גם יקר.
אולי יש ממיירים שתוכל לכוון את המתח כיבוי. אבל זה לא ליניארי, כי זה כימי. מצבר של 100 אמפר שעה, אתה יכול לקחת ממנו 50 אמפר שעה.
לדיויד יש 8 פאנלים ועגלה.
יש פאנלים חצי גמישים. ואז הם פחות שבירים ויחסית קלי משקל. לברר על זה.
מאוד יקר ומאוד מסובך. מערכת עם הזנה כפולה - מצברים ואם יש תקלה זה גנרטור.
הפנטזיה שלי היא מודולרית.
יש לוח חילופי אספקות.
לברר באופן עצמי על פאנלים. בקר טעינה וממיר. המערכות היותר משתלמות זה מערכות של 24V ומעלה.
לפנות לחברות שעושות התקנות גדולות.
לקנות חשמל מחברת חשמל - הכי אקולוגי. ופחות עופרת וחומצה. להביא פאנלים וגנרטורים - חיבור חשמל של חברת חשמל זה הכי עדיף.
200 אלף שקל חברת חשמל לסחוב כבל. 5 קילומטר של כבל. האם זה מיליונים.
כיוון שני - סולר להובלת מצברים
לשעה 1000W לחלק ל-12 - 83 כדי להפעיל במצבר 12V - אז צריך מצבר 160Ah כדי להפעיל שעה אחת 1000W. כמה שוקל ? בערך 45 קילו ומעלה.
ככל שעובדים במתח יותר גבוה, הכבלים והמוליכים יותר פשוטים לעבודה. 50% כדי לשמור על המצבר שיעבוד 4-7 שנים.
בניצולת של 70% מחליפים כל שנה-שנתיים. בעגלה של דיוויד 240Ah - מספיק ל-4-5 שעות. אבל אז צריך להחליף. פריקה עמוקה ג'ל - עופרת חומצה. AGM. עלה 1500+מע"מ למצבר אחד ויש לדיויד 2.
גבריאל מסולאריקה.
500-1700 ש"ח ליום. המצבר 35 קילו ממיר 25 קילו משקל של 100 קילו בערך. שכירות - 500 ליום.
פטפטים - ימהה - מושתק - 1000W - עולה 2000 שח ומשכירים אותו ב-200 ש"ח. לא טוב למידברן. סולארי בסולר אפשר. בנזין יותר מסוכן. יקר, לא משתלם. וגם יעצבן את המשטרה.
ליתיום זה חצי משקל ופי 10-40 מחזורי טעינה אבל רגיש יותר לחום ופיצוצים.
