Сообщений в теме: 458

[cezar]

Здесь можете найти данные по судам разных класов и типов http://www.meb.com.ua/dry.html
В судах размерами до 150 х 15 метров, как видно не проблемма заменить дизель имеющимися ТЭ, как правило мощности там до 3000 кВт.
В лизинг дают автомобили, электростанции продают, причём даже в России этой темой занимаются некоторые фирмы.
Хранение водорода на борту крупных судов не целесообразно, на эту тему есть разные мелкие научные работы, для судов прибрежного плавания небольшого водоизмещения пожалуйста, нет проблемм.
Самым перспективным вариантом является химическое производство водорода на борту судна. Предлагаю этот вариант рассмаривать, тем более, что уже есть подобные установки.

[cezar]

Химическая реакция воды с металламиВ 2007 году. Университет Purdue (США) разработал метод производства водорода из воды при помощи алюминиевого сплава.Сплав алюминия с галлием формируется в пеллеты. Пеллеты помещают в бак с водой. В результате химической реакции производится водород. Галлий создаёт вокруг алюминия плёнку, предотвращающую окисление алюминия. В результате реакции создаётся водород и оксид алюминия.Из одного фунта(0,45359237 кг) алюминия можно получать более 2 кВт·ч энергии от сжигания водорода и более 2 кВт·ч тепловой энергии во время реакции алюминия с водой. В будущем, при использовании электроэнергии атомных реакторов 4-го поколения, себестоимость водорода, получаемого в ходе реакции, станет эквивалентна цене бензина $3 за галлон. Автомобиль среднего размера с двигателем внутреннего сгорания с 350 фунтами (158 кг.) алюминия на борту может проехать 350 миль (560 км.). В будущем стоимость поездки составит $63, включая стоимость восстановления оксида алюминия на атомной электростанции 4-го поколения.
И здесь: http://nanohub.org/topics/SplittingWaterUsingAluminum
Т.е. для получения 2 кВт электрической энергии в 1 час нужно потратить 0.45 кг алюминия. Чтобы за час произвести 1000 кВт электроэнергии нужно в 500 раз больше алюминия т.е. 225 кг.(солярки для дизеля 160-180 кг) Если не ошибаюсь, то энергетической установке мощностью 1 МВт на 10 суток работы (240 часов) нужно 54 000 кг. На сегодняшний день алюминий стоит 2472 дол. за тонну http://news.yandex.ru/quotes/1500.html (тонна солярки примерно 900-1000 долл). Но что интересно, оксид алюминия готовы покупать за 100 руб (3.3 долл) http://www.pulscen.ru/predl/material/stuffservices/chemprod/aljuminij/85596 за 1 кг т.е. 1000 кг оксида алюминия будет стоить 3300 долл. Выходит работать на алюминии так выгодно, что можно зарабатывать деньги просто катаясь на пароходе.
Относительно галлия: Нахождение в природе. Галлий – типичный рассеянный элемент, иногда его также относят и к редким. Кларк (числовая оценка среднего содержания в земной коре) галлия в земной коре довольно велик и составляет 1,5·10^–3%(масс.). Таким образом, его содержание больше, чем молибдена, висмута, вольфрама, ртути и некоторых других элементов, обычно не относимых к редким. http://bruma.ru/enc/nauka_i_tehnika/himiya/GALLI.html
Сфера применения галлия достаточно специфична — производство смазочных и клеящих материалов, конструирование полупроводниковых лазеров, термоэлементов для солнечных батарей. Интересно, что мировая потребность галлия превышает его добычу. Стоимость галлия в настоящее время составляет около $1.3-1.5 тыс/кг. http://www.uaenergy.com.ua/c225758200614cc9/0/98c5a51b4f451721c22577cf00486af4
Наверняка содержания галлия в сплаве очень низкое, не больше 1-2%, т.е. из 1 тонны сплава 20 кг галлия это 3000 долл. Итого тонна сплава будет стоить : 3000 долл + 2400 долл = 5400 долл, если продать получившийся оксид алюминия за (думаю получим 1 000 кг оксида) за 3300 долл, то разница составит 2100 долл. против 1000 долл за солярку. Разница весомая тем более если учесть, что сплава требуется на 50% больше. Однако учитывая динамику роста цен на нефть и совершенство сплавов для получения водорода через 5-7 лет разница невелируется.

[Алексей Мошков]

Хорошая ссылка про судостроение, и суда там подходящей размерности. Большие трюмы, слабые движки... То, что надо. Теперь бы определиться, что будем переделывать. Если нам откуда - то привезут , правда не знаю откуда жидкий водород. Сможем мы заправить его в водородохранилище на борту в каком - нибудь районе для опасных грузов, или нас погонят? Если сможем, то нужно брать танкер, чтобы во время загрузки производить и дозаправку водородом. Но, по-моему, нас погонят. Не разрешат заправляться водородом одновременно с погрузкой.
В таком случае лучше взять сухогруз. Водород можно грузить в цистернах - контейнерах, электростанции - также. Таким образом, всё быстро, и обеспечивается возможность модернизации. Кто знает, есть - ли на флоте "Правила перевозки опасных грузов"? На жд , например, есть. Что там сказано про сжиженные легковоспламеняющиеся газы? Как их можно перевозить, и как грузить? Пока мы это не узнаем, мы не сможем начать "проектирование".
А с порошком этим придётся пока погодить. Пока в этой области - научные проекты, а не реальные предолжения на рынке.

[Алексей Сёмин]

Кто знает, есть - ли на флоте "Правила перевозки опасных грузов"? На жд , например, есть. Что там сказано про сжиженные легковоспламеняющиеся газы? Как их можно перевозить, и как грузить?

Конечно есть. Так называемые "Правила МОПОГ" - Международный кодекс по перевозке опасных грузов. Очень тяжелый трехтомник Есть даже "Правила ВОПОГ" - перевозки по внутренним водным путям. Только эти правила относятся к веществам, перевозимым именно как груз и не распространяются на топливо и технологические вещества принимающие участие в обеспечении деятельности судна.

[cezar]

А с порошком этим придётся пока погодить. Пока в этой области - научные проекты, а не реальные предолжения на рынке

Опять с вами не согласен. Вот здесь, например, более конкретные данные относительно алюминиевого сплава для производства водорода: http://www.gazeta.ru...a_2643259.shtml Как видно из статьи, разработан готовый к практическому применению сплав металлов.
Вот здесь есть интересная информация о получении водорода из силицида натрия http://translate.goo...u....php?t=4611
http://www.hydrogen...._2010_p_web.pdf

[Алексей Мошков]

Между словами "практически готов" и "предлагается к продаже" обычно есть разница в 2 - 3 года. Мы же проектируем судно будущего - сегодня (где - то я это уже слышал) Поэтому, пока ориентируемся на водород привозной. Будет продаваться чудо установка - выкинем ёмкости и поставим её.
Если правила жёстко разделяют перевозимый груз и собственные нужды судна, нам в грузовом порту никто не даст возможности заправить водородоход, используя ёмкости - контейнеры. Скажут - для бункеровки есть отдельный рейд, вон там и заправляйтесь. Понятно и то, что танкер нам не даст никакого выигрыша в скорости. Принимать одновременно груз и водород, пользуясь тем, что и дт и водород грузы опасные, им веселее вместе мы не сможем.
Жалко. Значит, остаётся только вариант - нам привезли водород уже на заправку. Но заправки наверное имеют право работать только с дт, мазутом, маслами, водой... У нас, в Москве на Химкинском вдхр заправка - это скопище танкеров, к которым причаливают все нуждающиеся - от яхт, до "пассажиров". Рейд вроде считается для опасных грузов. Значит, в принципе мы можем привести туда судно с опасным грузом сжиженного газа, и перекачать водород там. Кстати, как его перекачивать? Он же лёгкий, холодный и текучий. Может, принцип тут подойдёт тот же, что и в гидрофоре?
Впрочем, понятно, что с законностью заправки по-любому будут проблеммы. Но единственный более - менее реалистичный вариант - это, переоборудовать сухогруз, используя один из трюмов для размещения стационарных ёмкостей с водородом. Наполнять их будем от другого судна - газовоза на рейде для опасных грузов.
Остаётся выбрать судно для переоборудования. Нам нужна самая маленькая скорость, автоность и самые большие грузовые помещения. Будем смотреть. Кстати, та ёмкость для водорода с буксира - она самая большая, или есть ещё больше? Короче, если до завтра не найдутся ёмкости побольше, грузим эти, с буксира. Пока трюм пустой, давайте вспомним, какие там требования к хранению таких вещей. Понятно, что на улице держать ёмкости с водородом мы не сможем. Места не хватит. Давайте отталкиваться от того, как оборудовано помещение, где стоит ёмкость на буксире. Датчики там, вентиляция, взрывобезопасные лампочки... Что ещё?

[cezar]

Чё вы пристали к Москве. В странах СНГ нет инфранструктуры и нормативных документов чтобы строить и эксплуатировать такие суда. Нет жидкого водорода в свободной продаже, а значит ваша затея не менее фантастична чем применение для производства водорода сплава Вудолла или силицид натрия. Всё же к лучшему нужно стремиться, поэтому предлагаю рассматривать вариант производства водорода на борту судна.
А вообще велосипед нет смысла изобретать, есть готовый проект буксира, выкинем дизель-генератор, освободится куча места, поставим ещё блок ТЭ т.е. мощность составит 1200 кВт, аккумуляторы оставим, добавим ещё одну ёмкость с водородом (рядом с первой). Увеличим длину судна в 4 раза ширину 1.5 раза и получим судно такого вида с размерами 100Х15 метров:
 Безымянный.JPG   11,05К   5 Количество загрузок:
Это описание к картинке: Китайская ГК Sinopacific Shipbuilding занимается разработкой серии снабженцев для французской оффшорной компании Bourbon в рамках рамочного договора, подписанного в июне 2010 г. Следует отметить, что проект, над которым работает Sinopacific, является первым экспортным снабженцем Китая.
На данный момент заказано 20 судов проекта SPA 80: "SP" – Sinopacific, "A" – Anchor Handling Tug Supply, "80" – тяговое усилие на гаке в тоннах. Компанией также были созданы следующие проекты снабженцев: SPP 17 PSV, SPP 35 PSV и SPU 1000 Utility.
Главные размерения проекта: длина наибольшая – 65,75 м, ширина – 16 м, осадка – 4,3 м, высота борта – 6 м. Дедвейт судна – 1 800 т, эксплуатационная скорость – 12 уз.
Динамическая система позиционирования класса DP II обеспечивает дизайн SPA 80 отличными маневренными качествами, а также высокой способностью удержания на заданной позиции.
По заявлениям проектанта, модельные испытания показали снижение сопротивления на 13%, а расчет - потребления топлива на 25% по сравнению с существующими судами данного типа. Такие показатели были достигнуты благодаря установке дизель-электрической пропульсивной установки, и выполненной оптимизации формы обводов корпуса. Более того, снабженец характеризуется увеличенной на 30% грузоподъемностью: в отличие от традиционного решения, машинное отделение было устроено на верхней палубе.
В заключение, следует отметить, что проект получил высокую оценку в отношении экологических показателей. Его класс содержит отметки "Clean Ship" и "Oil Recovery Ship" от BV.
Устроем в кормовой части три трюма по: 15 м - длина, 14 м - ширина, метров 6 глубина, и вперёд.

[Алексей Мошков]

"Увеличим длину в 4 раза, ширину в полтора...." Это уже совсем другой корпус, меня пожалуйста на это дело не подписывайте. Но, если Вы можете увеличить длину - ширину, подсчитать сопротивление и потребную мощность, то результаты - в студию. "Глубину" ещё забыли и толщину обшивки. Тоже умножим на полтора? Или, сразу на 4? Очень интересный сухогруз получится, с увеличенным корпусом буксира. Зато, трюмы окажутся очень глубокими и вместительными.
Велосипед изобретать конечно надо. Надо для того, чтобы собрать его, покататься, понять, на что он способен. И тогда, увидев рекламу иностранного велосипеда, который "Везёт двух человек, развивает скорость до 50 км/ч, и может так ехать 4 часа", мы скажем: "Здесь что-то не так. Или 2 человека, или 50 км/ч, или 4 часа. Но всё вместе - нереально. Сбросьте цену в 4 раза - возьмём". Ещё нам нужно изобрести свой велик для того, чтобы когда купленный за доллары буржуйский велик поломается, мы бы быстро поняли, отчего, и отремонтировали его своими силами.
"В странах СНГ нет инфранструктуры и нормативных документов чтобы строить и эксплуатировать такие суда. Нет жидкого водорода в свободной продаже....".
Значит-ли это то, что мы ответили на вопрос, почему на данный момент строительство, а, самое главное коммерческая эксплуатация водородоэлектроходов не представляется возможной? Кстати, не всё так грустно. Россия скоро вступит в ВТО, и тогда нам будут глубоко по-барабану требования РРР. Мы сможем зарегестрировать судно где угодно, и свободно перемещаться на нём по внутренним водным путям. Вот, уже неоднократно упомянутый "Зеемсшип" где зарегестрирован? И мы туда. Вот, только где брать водород - действительно проблема. В жидком виде его и в самом деле не продают, а эта передвижная заправка от Зеемсшипа наверное нам не подойдёт. От неё нормальных размеров судно будет месяца два заправлятся. Товарных образцов установки для получения водорода на борту тоже нету. Товарный образец - это тот, который мне по звонку привезут и установят на судно.
Короче, с водородом, наверное придётся пока повременить. Но вот идея с топливными элементами неплоха.
У меня с химикой плохо, подскажите - есть такой газ, который сжижается, и делается не из нефти? Я имею в виду подходящий как топливо. Если такой есть, то можно попробовать использовать вместо водорода его. Использовать газ, полученный как продукт переработки нефти нет смысла по определению. Ведь мы хотим уйти от невозобновляемых источников питания. Использовать сжатый метан - не совсем хорошая получится дальность и автономность. Надо решить вопрос с топливом для ТЭ. Без него какой смысл сравнивать веса? Лучше обеспеченный солярой неэффективный дизель, чем совершенный и миниатюрный ТЭ без топлива.
В общем, несмотря на все трудности, будет интересно продолжить "проектировать" электроход на ТЭ. Только вот, на чём он будет ездить? Варианты принимаются только из того, что есть в продаже.

[cezar]

Вот, нашёл вам хранилище для водорода, газообразного: http://www.hbank.com.tw/fuelcell.html
 Безымянный.JPG   101,27К   6 Количество загрузок:
Ёмкость 16500 литров при массе в 190 кг и размерами 38х55х55 см.
Если за основу взять эти данные:  Безымянный_1.JPG   81,37К   15 Количество загрузок: То на час работы нужно 42 таких установки, а это 7980 кг и 5 м.куб простанства.

[Алексей Мошков]

Маловаты баллончики. Не 5, не 40 литров объём каждого, а не поймёшь, что. Для судна нужно что-то покрупнее. Но вот ценные данные: 1 МВТ - 63 кг/ч. Запомним это. А мы подсчитали раньше, что 35 - в примере с машинкой. Предупреждали Вас - не верить рекламным проспектам. Как может машинка, где маленький и менее экономичный ТЭ кушать вдвое меньше водорода по сравнению со стационарной электростанцией? Только, если в общую ёмкость включили ещё ёмкость буферной аб. Итак, на судно, мощностью в 3000 лошадей (вместе с собственными нуждами - 2 мв) - 126 кг/ч. Делим на плотность жидкого водорода (0,071), получаем 1400 литров жидкого водорода в час, или, если возить газ в стандартных 40 литровых баллоонах по 160 атмосфер, 0,5 кг газа в баллоне - 250 баллонов в час - порядка 5000 баллонов в сутки. Газообразный водород по этой причине можно не рассматривать. Жидкий получше, но он не поставляется. Надо искать другое топливо, или область применения. Как насчёт аварийного источника энергии? Электростанция на ТЭ не зависит от работы циркуляционных насосов, и будет работать в аварийной ситуации до момента затопленния судна, либо, в случае простой "обесточки" сможет вместо аккумуляторов обеспечить электроусилитель руля, локатор, освещение, АИС заодно из соседней ветки. Сейчас же, в случае незапуска аварийного ДГ судно переходит на аккумуляторы, а их надолго не хватит. Насколько быстро заводится электростанция на ТЭ? Мождем мы ею заменить и аккумуляторы, и аваринный ДГ?
Может, время запуска небольшое?

[cezar]

Маловаты баллончики. Не 5, не 40 литров объём каждого, а не поймёшь, что. Для судна нужно что-то покрупнее.

Вы плохо читает или вообще не читаете - это не просто баллоны это металлогидридные ёмкости для хранения водорода. Ёмкость одного такого комплекта 16500 литров водорода. Сколько литров водорода потребляет 1 МВт ТЭ ?? Плотность водорода - 0.096246 грамма на литр (или 0.000096246 г/см³), Значит, если не ошибаюсь в одном комплекте запасается 1584 гр (1.584 кг) водорода. Для 2 МВт в час нужно 126 кг водорода или 79 комлектов. Короче до хрена. Поэтому как я раньше и говорил (писал) для получения топлива нужно рассматривать процесс производства водорода на борту судна или использовать ТЭ работающие на природном газе.

[Алексей Мошков]

Извиняюсь, недопонял. Думал, что речь идёт о композитных баллонах, а оказалось, что газ там храниться наподобие того как ацетилен. Но, по-любому, видимо придётся с водородом завязывать. Предлагайте не нефтяной газ. Я пока знаю только сжатый метан. Он частично делается из угля, а частично - вообще добывается. Давайте определятся с новым топливом для ТЭ и приступать, наконец к рассмотрению состава электрооборудования.

[cezar]

Извиняюсь, недопонял. Думал, что речь идёт о композитных баллонах, а оказалось, что газ там храниться наподобие того как ацетилен. Но, по-любому, видимо придётся с водородом завязывать. Предлагайте не нефтяной газ. Я пока знаю только сжатый метан. Он частично делается из угля, а частично - вообще добывается. Давайте определятся с новым топливом для ТЭ и приступать, наконец к рассмотрению состава электрооборудования.

Отлично, значит будет метан.

[cezar]

http://translate.goo...4CqaRPPAYYbiMIA
 Безымянный.JPG   41,5К   12 Количество загрузок: В приведённой статье довольно хорошо описаны выгоды от применения электродвижения. при этом стоимость возрасла всего на 8% по сравнению с классическим вариантом на дизеле, но выиграли в обьёме для полезного груза.
Норвежская компания придумала дешёвые и эффективные топливные элементы на дизельном топливе, так что смею предположить, что на судах все же будет использоваться дизельное топливо.
http://www.mk.ru:808...m-toplivom.html
 Безымянный.JPG   25,65К   5 Количество загрузок:
Итальянцы тоже развивают подобную технологию: http://www.youris.co...eaner_Coasts.kl

[cezar]

Каквыше где-то писалось одним из видов топлива для ТЭ может служить метиловый спирт. Одна из западных фирм занимающаяся производством подобных топливных элементов предлагает серийно выпускаемые метаноловые ТЭ которые ставят на погрузчики. http://www.oorjaprot...oduct_Sheet.pdf
Правда не совсем ясно, что такое 20 кВт*час/день. В переводе на русский можно предположить, что это просто 20 кВт. Если 12 литровой ёмкости хватает минимум на 12 часов работы, то 1 литр в час на 20 кВт очень не плохой результат. судя из этого объявления http://www.petrochem..._...&b_folder=2 метиловый спирт очень дешёвый = 9.15 руб за 1 кг. почти даром.

[Евгений Блохин]

В переводе на русский можно предположить, что это просто 20 кВт. Если 12 литровой ёмкости хватает минимум на 12 часов работы, то 1 литр в час на 20 кВт очень не плохой результат.

Сжигание 1 литра метанола - это 4.36 кВт*ч. Даже если КПД 0,5, получим два с небольшим кВт*ч полезной работы, что несколько меньше, чем 20.
Для получения эквивалентной работы надо сжечь в 2,2 раза больше метанола, чем дизтоплива...

[cezar]

что такое 20 кВт*час/день

Если дословно, то получается, что ТЭ производит (вырабатывает) в 1 час 20 кВт электроэнергии т.е. если ТЭ будет нагружен устройством мощностью 20 кВт то, как я понимаю, запаса топлива хватит на 12 часов работы.

Сжигание 1 литра метанола - это 4.36 кВт*ч

Какое сжигание ? На открытом воздухе с большим выделением теплоты ? Если так, то это не та химическая реакция которая происходти в ТЭ.

[Алексей Мошков]

что такое 20 кВт*час/день

Если дословно, то получается, что ТЭ производит (вырабатывает) в 1 час 20 кВт электроэнергии т.е. если ТЭ будет нагружен устройством мощностью 20 кВт то, как я понимаю, запаса топлива хватит на 12 часов работы.
[

Не хватит. Разные понятия - "хватит на выработку 20 квт/час в течении 12 часов", и "хватит механизму с двигателем 20 квт на 12 часов работы".
Погрузчик же не всё время работает на полной мощности.
Ещё хочу сказать, что мы взялись "спроектировать" судно на альтернативных источниках питания, и пока не смогли продвинуться дальше первичного источника электроэнергии. До её преобразования, силовых и управленческих схем, до выбора электрических машин, расчёта веса силовой установки и разработки вариантов размещения её элементов, т/б и экономики пока как до Луны пешком. А тема, между прочим - про электроходы. Может, переместим подобные первичные вопросы в "Силовую установку будущего"?

[Евгений Блохин]

Сжигание 1 литра метанола - это 4.36 кВт*ч

Какое сжигание ? На открытом воздухе с большим выделением теплоты ? Если так, то это не та химическая реакция которая происходти в ТЭ.

Та самая... 4СН₂ОН + 5О₂ --> 4СО₂ + 6Н₂О. И 4.36 кВт*ч/л - то количество энергии (всё равно - электрической, механической, тепловой или какой другой), которое выделяется при этой реакции. ТЭ всего лишь с наименьшими потерями преобразуют выделяющуюся энергию в электрическую. Или, если точнее, не дают изначально электрической энергии окислительно-восстановительной реакции переходить в тепловую форму.
Законы сохранения не обойти

[Ivan90]

Та самая... 4СН₂ОН + 5О₂ --> 4СО₂ + 6Н₂О.

Это что такое?