थर्मोइलेक्ट्रिक टेक्नॉलॉजी हार्वेस्ट एनर्जी टू इंटरनल कॉम्बिनेशन इंजन

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पृष्ठभूमि:
एक ऑटोमोबाइल में, केवल ¹ / ₃ ईंधन में संभावित ऊर्जा की यांत्रिक ऊर्जा और ऊर्जा का महत्वपूर्ण भाग में बदल जाती है गर्मी के रूप में खो दिया है।

इस खोई हुई ऊर्जा को पुनः प्राप्त करने के पिछले प्रयास हुए हैं। 1990 की शुरुआत में, पोर्श ने ऑटोमोटिव थर्मोइलेक्ट्रिक जनरेटर (ATEG) विकसित किया, जो पिछले प्रोटोटाइप चरण में नहीं गया था। वर्तमान में, पॉर्श मोटरस्पोर्ट्स अपनी लेमन सीरीज़ रेस कार में एक थर्मल ऊर्जा कटाई प्रणाली का परीक्षण कर रहे हैं।

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पोर्श के शोध के अलावा, जीएम फ्यूचर टेक, एलएलसी के साथ सहयोग में है। आंतरिक दहन इंजन से ऊर्जा की कटाई करने के लिए विषयगत प्रौद्योगिकी का उपयोग करने के विचार का पता लगाने के लिए। बीएमडब्ल्यू जैसे अन्य मोटर वाहन निर्माता भी इस तकनीक की खोज कर रहे हैं।

वर्तमान में एक में बिजली का उपयोग

छोटी कार लगभग 150 डब्ल्यू है
पूर्ण आकार का ट्रक लगभग 500 डब्ल्यू है

यदि इस तकनीक को सफलतापूर्वक लागू किया जा सकता है, तो रेडिएटर, पानी पंप और अल्टरनेटर जैसे घटकों को प्रभावी ढंग से काम का बोझ कम किया जा सकता है या सिस्टम से हटाया जा सकता है, इस प्रकार लोड को आंतरिक दहन इंजन में कम किया जा सकता है।

प्रश्न:
हरित प्रौद्योगिकी में बढ़ती रुचि के साथ, क्या दक्षता के बगल में प्रौद्योगिकी अवरोध हैं जो थर्मोइलेक्ट्रिक तकनीक का उपयोग करके आंतरिक दहन इंजन से ऊर्जा संचयन को रोक रहे हैं?

संदर्भ:

पाद लेख

सुझाव डुप्लिकेट अलग से संबंधित है, लेकिन अभी भी कर रहा है। आंतरिक दहन इंजन से उबरने के लिए उपलब्ध ऊर्जा के परिमाण का क्रम एक वीडियो कार्ड के GPU की तुलना में काफी अधिक है। जैसे, पैमाने की अर्थव्यवस्थाएं अलग हैं और इसलिए अलग-अलग समाधान संभव हैं।

mechanical-engineering electrical-engineering thermodynamics

— महेंद्र गनवार्डन
स्रोत

यह सिर्फ एक जंगली अनुमान है, लेकिन मुझे लगता है कि कटाई ऊर्जा वास्तव में इंजन को ऊष्मातापी प्रतिरोध को बढ़ाती है, जिससे इंजन का तापमान बढ़ता है। मुझे "रेडिएटर्स को कम करने या हटाने" के बारे में निश्चित नहीं है, क्या आपने इसे कहीं पढ़ा है या सिर्फ इसका अनुमान लगाया है? मुझे लग रहा है कि ठीक इसके विपरीत सच है।

— व्लादिमीर क्रावेरो

@ परीक्षण यदि आपके पास कोई सुझावित बाधाएँ हैं, तो मैं इस प्रश्न को उन विशिष्ट बाधाओं के साथ अद्यतन कर सकता हूँ जो गुंजाइश को कम करने में मदद करते हैं। अपनी टिप्पणी की सराहना करें

— महेंद्र गनवार्डन

@MahendraGunawardena अच्छा उत्तर के लिए धन्यवाद। मैं प्रत्येक बाधा के लिए नए प्रश्न पूछने का सुझाव दूंगा, क्योंकि वे इस तरह से अधिक विशिष्ट हैं। लेकिन मुझे केवल इतना पता है कि एक दोस्त एक बड़ी कार कंपनी में काम कर रहा है। मुझे उससे पूछना पड़ सकता है कि क्या समस्याएं हैं। मुझे लगता है कि सामान्य रूप से थर्मोइलेक्ट्रिक रूपांतरण की कम दक्षता एक बाधा है।

— त्रिशूल

यह विचित्र लगता है कि आपने दक्षता को एक विचार के रूप में बाहर रखा है: फिर आप ऊर्जा कटाई को और क्यों देखेंगे?

— 410

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किसी भी नई तकनीक के साथ, लागत यहाँ बड़ा ड्राइवर है। इसके अलावा, ये उपकरण बिजली का उत्पादन करते हैं जो ऊर्जा का एक रूप है जो एक विशिष्ट आंतरिक दहन ऑटोमोबाइल केवल सहायक उपकरण के लिए उपयोग कर सकता है। यह प्रभावी रूप से ईंधन दक्षता में सुधार करेगा लेकिन लाभ अपेक्षाकृत मामूली होगा।

इंजीनियर आम तौर पर महंगी नई तकनीकों का उपयोग करने के लिए अनिच्छुक होते हैं जो लक्ष्य प्राप्त करने के लिए मौजूदा तरीकों के पर्याप्त होने पर अपेक्षाकृत अप्रयुक्त होते हैं। इस मामले में, अधिकांश वाहन निर्माता लागत-प्रतिस्पर्धी उत्पाद बनाने का प्रयास करते हैं। जो लोग ईंधन दक्षता से सबसे अधिक चिंतित हैं, वे एक मानक आंतरिक दहन इंजन द्वारा संचालित के बजाय एक हाइब्रिड (या सभी-इलेक्ट्रिक) वाहन पर विचार करेंगे। अधिकांश अन्य उपभोक्ता एक से अधिक महंगे वाहन खरीदना पसंद करेंगे जो उनकी ईंधन दक्षता को थोड़ा बढ़ा सके।

— ओलेक वोजनार
स्रोत

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कुछ अच्छे कारण हैं, हालाँकि आपके अधिकांश लिंक कई साल पहले से हैं, उनमें से बहुत कम ही आए हैं। अर्थशास्त्र और इंजीनियरिंग अभी अनुकूल नहीं हैं। एक इंजन की कला का हिस्सा गर्मी को जितनी जल्दी हो सके डंप कर रहा है; इसके अलावा, ऊष्मा ऊर्जा का एक निम्न-गुणवत्ता वाला रूप है, इसलिए एक बार जब आपकी ऊर्जा ऊष्मा होती है, तो आप इसके साथ और अधिक काम करने के अपने सभी बेहतरीन अवसरों को खो चुके होते हैं। आइए उन दो बातों को विस्तार से देखें।

गर्मी से जल्द छुटकारा पाना खेल का नाम है

निकास गर्मी और दहन के उत्पादों को इंजन से दूर ले जाने के लिए डिज़ाइन किया गया है। रेडिएटर गर्मी को हटाने और फैलाने का एक समान काम करता है।

गर्मी इंजन में डंपिंग गर्मी महत्वपूर्ण है, क्योंकि दक्षता ठंडे जलाशय के तापमान और डेल्टा के उच्च तापमान पर निर्भर करती है।

तो आपके द्वारा प्रस्तावित ऊर्जा कटाई यंत्र जैसे रास्ते में रखी गई कोई भी चीज, उस दर को धीमा कर देगी, जिस पर उष्मा इंजन को छोड़ती है। यह न केवल दक्षता को कम करता है (यह विचित्र लगता है कि आपने एक विचार के रूप में दक्षता को बाहर रखा है: आप किसी भी तरह से कटाई को क्यों देखेंगे?) यह कार के कामकाजी भागों के संतुलन के तापमान को भी बढ़ाएगा, जिससे उसका जीवन छोटा हो जाएगा।

यदि ईंधन इतना मूल्यवान है कि ऊर्जा संचयन आकर्षक लगता है, तो यह पहली जगह में कार को अधिक कुशल बनाने के लायक है, ताकि कम अपशिष्ट गर्मी हो: सबसे पहले, उच्च-मूल्य वाली ऊर्जा की खपत को कम करें, कम मूल्य पर पुनरावृत्ति करने की कोशिश करने से पहले ऊर्जा। और यह मुझे लाता है ...

ऊर्जा बनाम बाहरी

हीट, एक बेकार उत्पाद का एक बड़ा हिस्सा है। यह लगभग हमेशा ऊर्जा का कम से कम उपयोगी रूप है। यह वास्तव में कारनोट दक्षता सीमा आपको बता रहा है: कि किसी भी काम को निम्न श्रेणी की गर्मी से बाहर निकालने के लिए, आप केवल बहुत कम दक्षता के साथ ऐसा कर सकते हैं; यानी लगभग सभी गर्मी के रूप में रहेंगे।

जब गर्मी और ऊर्जा के अन्य रूपों के साथ इंजीनियरिंग कर रही है, यह के बीच अंतर करने के लिए एक अंतर्ज्ञान का निर्माण करने के लिए बहुत उपयोगी है ऊर्जा (बात जूल में मापा जाता है) और Exergy (बात यह है कि काम हो जाता है)। जिस रूप में ऊर्जा है, वह निर्धारित करता है कि वह कितना काम कर सकता है। रासायनिक ऊर्जा, जैसे कि ईंधन में, बड़ी मात्रा में कार्य कुशलता से कर सकती है - इसमें बहुत अधिक मात्रा में ऊर्जा होती है। लेकिन उतनी ही ऊर्जा जितनी गर्मी कम काम कर सकती है - इसमें बहुत कम मात्रा में एलर्जी होती है। आंतरिक दहन इंजन इसलिए अक्षम हैं क्योंकि वे ऊर्जा (रासायनिक) का एक उच्च-ग्रेड रूप लेते हैं, और तुरंत एक निम्न-ग्रेड एक (गर्मी) में परिवर्तित हो जाते हैं।

विनम्र अल्टरनेटर अपने काम में बहुत अच्छा है। सॉलिड-स्टेट थर्मो-इलेक्ट्रिक जनरेटर बस पास नहीं आते हैं, लागत में नहीं, प्रदर्शन में नहीं। एक कंडक्टर और एक चुंबक के सापेक्ष रोटेशन का उपयोग करना गर्मी को बिजली में बदलने का एक बहुत प्रभावी साधन है: यही कारण है कि इसका उपयोग बिजली स्टेशनों, कारों, बाइक डायनेमो, और कई अन्य उपयोगों में किया जाता है।

इसलिए यद्यपि ऊर्जा संचयन चतुर दिखता है, यह खराब इंजीनियरिंग है: इसके एक लक्षण को ठीक करने की कोशिश करना, बजाय अंतर्निहित कारण को संबोधित करने के।

यदि आप उन जूलों से अधिक काम चाहते हैं, तो उन जूलों को उष्मा के रूप में रखने से पहले उस काम को पूरा कर लें।

— 410 गए
स्रोत

एक चीज जो मैंने लंबे समय से सोचा है: जब एक विशिष्ट कार क्रूर गति से चल रही है, तो थ्रॉटल के वैक्यूम डाउनस्ट्रीम को पंप करने में कितनी ऊर्जा खर्च होती है? मैं जो बता सकता हूं, उससे न केवल 99% ऊर्जा खर्च होती है, ड्राइंग वैक्यूम व्यर्थ हो जाता है (अधिकांश कारें पावर ब्रेक बूस्टर जैसी चीजों के लिए इसका थोड़ा सा हिस्सा काटती हैं), लेकिन इंजन कम सेवन तापमान पर अधिक कुशलता से काम करते हैं, इसलिए ऊर्जा से कटाई प्रेशर डिफरेंशियल को इंजन को और अधिक काम करने की आवश्यकता नहीं होगी।

— सुपरकैट

@ सुपर 5 साल पर: कभी कई गुना वैक्यूम संचालित वाइपर के साथ एक वाहन चलाया? :-) महान निधि, ज्यादातर। मैंने विश्वविद्यालय में एक बूढ़ा ड्राइविंग करते हुए एक बार फ़र्नीचर वितरण का काम किया था? वैन। घनघोर बारिश। मोटरवे। उपवास पर विप्र। आगे निकलने के लिए बाहर खींचो। तल थ्रोटल। मध्य स्क्रीन में वाइपर पूरी तरह से बंद हो जाते हैं। अंधा। ओवरट्रैकिंग तब तक होती है जब तक आप थ्रोटल के साथ तैरने की हिम्मत करते हैं, कभी-कभार पूरी तरह से बैक ऑफ करने के साथ वाइपर एक स्वीप की अनुमति देते हैं, फिर वापस थ्रोटल :-)

— रसेल मैकमोहन

@RussellMcMahon: वाइपर बहुत शक्ति नहीं लेते हैं, ज़ाहिर है; मुझे उम्मीद है कि यहां तक कि वाइपर पर भी, अधिकांश ऊर्जा खर्च की गई ड्राइंग वैक्यूम बर्बाद हो जाएगी। मैं उत्सुक हूं कि कितनी ऊर्जा है।

— सुपरकैट

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किसी भी विचार / प्रौद्योगिकी का उपयोग इसकी लागत प्रभावशीलता पर निर्भर है। दक्षता विश्लेषण का सिर्फ एक हिस्सा है। यदि मॉड्यूल स्वतंत्र थे और कभी खराब नहीं हुए थे, तो वे निश्चित रूप से उपयोग में होंगे। हालांकि, उच्च तापमान मॉड्यूल उत्पादित बिजली के लिए महंगे हैं; उन्हें वर्तमान में प्रभावी बनाने में कोई लागत नहीं है।

ऊष्मागतिकी में शामिल ऊष्मप्रवैगिकी को समझाने का अच्छा काम किया जाता है। Carnot की वजह से आप इस तरह से महत्वपूर्ण मात्रा में बिजली नहीं काट सकते। यही कारण है कि पेल्टियर मॉड्यूल के लिए पैसा बेहतर इंजन दक्षता / प्रदर्शन को बढ़ाने के बजाय खर्च किया जाता है। हालांकि, उच्च तापमान अपशिष्ट गर्मी की परवाह किए बिना होगा और जब थर्मोइलेक्ट्रिक लागत प्रभावी हो जाएगी, तो आप इसे उपयोग में देखेंगे।

लोग क्या विज्ञापन कर सकते हैं, इसके बावजूद कोई विचार / तकनीक "हरा" नहीं है, जब तक कि यह लागत लाभ विश्लेषण में अपना वजन नहीं खींच सकता। आपको पूरी तस्वीर को देखना होगा; कितने डॉलर और कच्चे माल ने इस "हरी" ऊर्जा प्रदान करने के लिए उपभोग किया।

यदि आप इसे अपने लिए खोजना चाहते हैं, तो यहां कुछ उच्च तापमान मॉड्यूल हैं जिनकी आप कीमत और मूल्यांकन कर सकते हैं। याद रखें कि सूचीबद्ध वाट खपत की गई शक्ति है न कि उत्पन्न शक्ति। tetech.com

— ericnutsch
स्रोत