Стоимость 1кВт энергии от разного топлива. Сколько энергии в бензине


Стоимость 1кВт энергии от разного вида топлива

Приходя в наш магазин, клиенты часто задают вопросы:

- какой котел выбрать по виду топлива? - сколько будет тратиться денег,  в месяц, отопление? - сколько топлива понадобится для определенного дома? - и т.п.

Мне бы с великим удовольствием хотелось вывести какой-то простой расчет, но так не получается. И каждый раз что бы откровенно не врать клиенту, что есть «чудо» котёл который от одного полена (кг.; литра; м.куб) обогреет «всё» или будет гореть часами и выдавать огромное количество энергии, приходится объяснять, показывать, а иногда и доказывать, разрушать мифы что навязали людям в сети и по слухам. Если коротко: подбор котла (и вида топлива) в идеале должен проводиться после расчёта теплопотерь здания, сооружения. Данный расчёт выполнить бесплатно, индивидуально не представляется возможным! Как он выполняется? Его может каждый найти в интернете. Зная теплопотери здания, мы легко можем подобрать отопительный прибор клиенту. Но приходя в магазин, человек хочет быстро понять  расходы на отопление, выбрать котел, не платить за какие-то расчёты.  Все привыкли понимать что (очень усреднённое значение) – это 1 кВт мощности котла способен отопить 10м2 площади здания. Для некоторых зданий этих параметров может хватать, некоторым наоборот, всё зависит от теплопотерь здания! Мной была составлена таблица, в которой я попытался хоть как то сравнить виды топлива по получению от них энергии и сколько  в рублях полученный стоит 1кВт энергии. Оговорюсь сразу: все данные имеют примерное значение!!!!!! Спорить со мной, что я взял не правильные:  кКал; что существуют котлы с другими КПД – не стоит! Данные взяты как средние, из той информации что мной была проанализирована. Если кто-то не согласен, пересчитайте сами! Цены взяты реальные на сегодня для г.Новороссийск/Анапа. 05 декабря 2017г.

Стоимость 1кВт энергии от разного топлива   Даже имея такие примерные значения, понятно что сегодня природный газ самый выгодный для отопления, а дизельное топливо и электричество (тариф не предусматривающий отопления здания электрическим котлом) самые дорогие для вашего бюджета. Так же можно понять что одно и то же твердое топливо, имея разную влажность, может удорожать цену отопления.

Еще один вопрос, который «раздражает» своей постановкой: «на сколько часов мне хватит одной закладки топлива» (речь, конечно же, идёт о твердотопливном котле, но ее можно спроецировать и на газ, дизель, электричество). Как уже писал ранее, что бы это понять нужно, знать теплопотери здания! А вот, сколько при одинаковой загрузке мы получим энергии можно примерно рассчитать: Только нужно для упрощения расчетов сразу оговориться, допустим: а) топливо в котёл уложено идеально без воздушных просветов; б) КПД котла не будем учитывать, то есть оно у нас будет 100%; в) теплопотери здания будут взяты «пальцем в небо» и составили после (вымышленного)  расчёта 18кВт/час. Для каждого здания теплопотери считаются индивидуально!!!! с) Объём загрузки топлива возьмём на примере нашего котла. «Казак» КТС 26 =100л. д) Высушенная древесина (W=20%)=3,9кВт/1кг.; Уголь каменный (W=10%)=7,5кВт/1кг; Пеллета древесная=4,7кВт/1кг. Нам нужно пересчитать килограммы в литры, сделать это только можно примерно или подглядеть насыпную плотность в таблицах: Дрова 0,45кг – 1л Уголь каменный 0,9кг – 1л Пеллета древесная (сосна) 0,65кг – 1л.

В итоге при сжигании 100л. топлива получим кВт энергии:

  • Высушенная древесина (W=20%)=175,5кВт
  • Уголь каменный (W=10%)=675кВт
  • Пеллета древесная (сосна)=305,5кВт

Получается, полная загрузка топливом и его сжигание, способно компенсировать теплопотери (взятого здания 18кВт):

  • Высушенная древесина (W=20%)=175,5кВт/18кВт=9,75ч
  • Уголь каменный (W=10%)=675кВт/18кВт=37,5ч
  • Пеллета древесная (сосна)=305,5кВт/18кВт=16,97ч

В реальной жизни закладывая разной влажности топливо; разный объем и плотность закладки; увеличивая или уменьшая подачу воздуха; имея разные теплопотери одного и того же здания, в зависимости от погоды -  Время, за которое мы потратим полученную энергию от сжигаемого топлива, будет сильно разница от расчётных цифр! Самое главное, что при уменьшении подачи воздуха в наши твердотопливные котлы, мы увеличиваем срок сжигания топлива, НО мы теряем мощность котла тем самым. Не бывает такого чуда, уменьшив интенсивность сгорания - получаем столько же энергии в час!!! Ну и порадую еще: теплопотери здания в разное время даже дня или ночи разные. Каждый день теплопотери разные, при расчёте сразу задаются параметры по температуре воздуха как снаружи здания, так и внутри. Снаружи температура воздуха, сила ветра, интенсивность солнечного освещения итд. будут значительно  влиять на Ваши теплопотери. Так же внутренняя температура для каждого человека приятна разная. Лично для меня общепринятые нормы для жилого здания +21...+22 *С не комфортны, мне уютно в +24…+25*С. А кому то дома вполне комфортно и при +18?С. Это значит что я при всех одинаковых условиях сожгу топливо быстрее.

Поэтому я призываю всех:

  • Не «гоняйтесь» за рекламными цифрами по времени тления (горения) топлива в топках!!! (в этих режимах котёл не выдаёт заявленную мощность)
  • Уменьшайте теплопотери здания!
  • Подготавливайте (просушивайте) топливо!
Поделиться с друзьями:

Похожие материалы:

www.stroypech.ru

Сколько нужно электричества чтобы отказаться от бензина?: swg54

Ответ на часто возникающий на АШ вопрос: «Сколько нужно электричества чтобы отказаться от бензина?». На моей памяти этот вопрос обсуждался многократно и в последний раз тут  Тоже подсчитал как-то эту цифру. Увеличивать производство электроэнергии придётся в два раза. Об этом и моя статья.

Понимаю, что тема эта то по количеству комментариев весьма благодатная, может быть тему эту многократно поднимали в погоне за популярностью, но меня не количество комментариев волнует, а истина. Предлагаю в последний раз обсудить этот вопрос и зафиксировать результат.

Тезаурус:

КПД – коэффициент полезного действия, %

ДВС – двигатель внутреннего сгорания

ЭЭ – электроэнергия, кВт*часов

МТ – моторное топливо для ДВС

Т – потребление МТ в стране за год, тонн

ПЭ – годовое производство электроэнергии в стране за год, кВт*часов

Э – годовая выработка электроэнергии, требуемая для замены всего моторного топлива на транспорте в течении года с учётом КПД автомобилей с ДВС и КПД электромобилей, кВт*часов

Итак, представим, что власти обязали всех автомобилистов утилизировать свои автомобили с ДВС и приобрести вместо оных электромобили сопоставимой мощности в течении года. Тут и возникает вопрос о том сколько нужно дополнительно произвести электричества в стране чтобы полностью отказаться от использования бензина и дизельного топлива и обеспечить зарядку эквивалентного количества электромобилей.  Попробуем подсчитать это количество энергии Э. Наиболее точный способ подсчёта этого  количества электроэнергии – это метод энергетического баланса.

Действительно, во всех автомобилях с ДВС сжигается известное количество моторного топлива которое имеет известную теплотворную способность с известным КПД. Пришедшие на замену автомобилям с ДВС электромобили, в свою очередь, тоже имеют свой КПД использования электроэнергии затраченной на зарядку своих аккумуляторов.

Неоднократно наблюдались попытки рассчитать вышеупомянутое количество электроэнергии Э методом оценки годового среднего пробега автомобиля, его средней массы, степени гористости дорог в стране, количества пробок в городах страны и тому подобные данные.  Тут следует сказать, что данные по пробегам и массам автомобилей суть данные вторичные и неточные. Гораздо проще оценить количество электроэнергии по количеству сожженного моторного топлива, его теплотворной способности и КПД процессов.

Вопрос:

Сколько за один год понадобится дополнительной электроэнергии Э для замены всего транспорта в РФ или в США с потребляющих моторное топливо автомобилей с ДВС на электромобили типа Тесла?

Дано:

В РФ за 2016-й год произведено за год электроэнергии ПЭ = 1 триллион кВт*часов.

В РФ транспорт поглотил за 2016-й год примерно Т = 100 миллионов тонн моторного топлива (МТ), в каждой тонне которого примерно 12000 кВт*часа.

1 триллион кВт*часов = 1*1012 кВт*часов = 1*1015 Вт*часов = 1000 ТВт*часов = 1 ПВт*часов

1 кВт*час = 3,6 МДж

Таблица соотношения единиц измерения:

величина     название      обозначение

103 Вт          киловатт        кВт     kW

106 Вт          мегаватт         МВт    MW

109 Вт          гигаватт         ГВт     GW

1012 Вт        тераватт         ТВт     TW

1015 Вт        петаватт         ПВт    PW

Решение:

Автомобиль с ДВС вынужден прогревать двигатель перед началом движения и работать на холостом ходу когда он стоит в пробке. Оценочно примем долю бесполезной траты МТ на вышеперечисленные нужды в 10 % от потреблённого МТ, то есть КПД использования МТ в автомобиле с ДВС от прогревов и пробок составит 90 %.

Средний КПД транспорта с ДВС на МТ без учёта затрат на производство и транспортировку этого МТ:

КПД авто с ДВС = 30 % ( КПД ДВС 35 % * КПД трансмиссии 95 % * КПД от прогревов и пробок 0,90 % )

Оценочно допустим, что массы равных по мощности ДВС и электродвигателя примерно одинаковы, но электромобиль вынужден возить дополнительно большую массу аккумуляторов. В то же время в современных электромобилях реализована схема частичной рекуперации энергии при торможении. Оценочно примем, что сэкономленная энергии при рекуперации полностью потратится на перевозку дополнительной массы аккумулятора.

Средний КПД электромобиля без учёта затрат на производство и транспортировку этой ЭЭ:

КПД электромобиля = 60 % (КПД заряда-разряда аккумулятора 70 % * КПД электромотора 90 % * КПД трансмиссии 95 %   )

Составим энергетический баланс. Для замены сожженного моторного топлива в автомобилях с их КПД авто с ДВС = 30 % надо потратить Э в электромобилях с их КПД электромобиля = 60 %.

Из энергетического баланса  Т*30%*12000=Э*60%, где 12000 -- теплотворная способность МТ, следовательно:

Э=6000T кВт*часов, где:

Э -- годовая выработка ЭЭ, требуемая для замены моторного топлива на транспорте, кВт*часов

6000 -- коэффициент, зависящий от КПД транспортных средств и теплотворной способности жидкого топлива

Т -- годовое потребление жидкого топлива на транспорте, тонн

Ответ:

Подставляя полученные значения, для РФ полный переход на электромобили потребует:

Э=6000*100*10в6=6*1011=0,6 триллиона кВт*часов при годовой выработке в РФ в 1 триллион кВт*часов.

То есть для РФ переход полностью на электротранспорт потребует увеличения на 60% существующей в РФ генерации ЭЭ.

Что с США:

Для США так же надо взять годовую выработку ЭЭ и годовое потребление жидкого топлива. КПД для РФ и США одинаковые.

Автомобилей в РФ 280 авто на 1000 чел при населении 150 млн, что соответствует примерно 40 млн. авто.

Автомобилей в США 800 авто на 1000 чел при населении 320 млн, что соответствует примерно 250 млн авто.

Электроэнергии за год вырабатывается в РФ 1000 ТВт*час.

Электроэнергии за год вырабатывается в США 4300 ТВт*час.

Для РФ переход полностью на электротранспорт потребует увеличения на 60% существующей в РФ генерации ЭЭ.

По пропорции 40 -- 1000 -- 60% и 250 -- 4300 -- Х%

Х = (250*1000*60%)/(40*4300) = 87,2% = примерно 90 %

Для США получается, что, переход полностью на электротранспорт потребует 90% от существующей в США генерации ЭЭ.

Дополнительные соображения:

Следует учитывать потери на передачу энергии по проводам для электромобилей и соответствующие потери при производстве и транспортировке МТ для автомобилей с ДВС.

Рассмотрим два пути сожжения нефти.

Первый путь – существующий. Из нефти произвели МТ, доставили его до заправки Дальнейший процесс энергопотребления посредством автомобиля с ДВС уже рассмотрен в этой статье.

Второй путь – альтернативный. Нефть сожгли на электростанции, выработали ЭЭ, передали её по проводам к электромобилю и зарядили аккумулятор последнего. Дальнейший процесс энергопотребления посредством электромобиля тоже рассмотрен в этой статье.

Автор знаком со способами производства ЭЭ на атомных, гидро, приливных, угольных тепловых, ветряных и солнечных электростанциях, но здесь эти способы не рассматриваются.

Оценочно примем:

КПД производства и доставки МТ к авто с ДВС =  90 % ( КПД производства МТ из нефти = 95% * КПД транспортировки МТ = 95% )

КПД транспортировки ЭЭ к электромобилю = 80% ( КПД транспортировки и трансформации ЭЭ = 85 % * КПД преобразования ЭЭ на зарядной станции = 95 % )

КПД электростанции на нефти = 50 %

Сравним, где выгоднее сжечь нефть, по первому или по второму пути. Итак:

Затраты на добычу и перевозку нефти на нефтезавод или электростанцию оценочно примем одинаковыми.

КПД первого пути = 27 % (КПД производства и доставки МТ к авто с ДВС =  90 % * КПД авто с ДВС = 30 % )

КПД второго пути = 24 % (КПД электростанции на нефти = 50 % * КПД транспортировки ЭЭ к электромобилю = 80% * КПД электромобиля = 60 % )

То есть нефть немного выгоднее сжигать в автомобилях с ДВС, чем производить из нефти ЭЭ для электромобилей.

Выводы:

1) Нефть выгоднее сжигать в автомобилях с ДВС, чем производить из нефти ЭЭ для электромобилей. Суммарный КПД использования энергии нефти в автомобиле с ДВС 27 %, а в электромобиле 24 %.

2) Замена автомобилей с ДВС на электромобили потребует кратного увеличения мощностей генерации ЭЭ. Для РФ потребуется увеличить годовую выработку ЭЭ на 70 %, а для США такая замена потребует увеличения годовой выработки ЭЭ на 90 %. Кратное увеличение мощности генерации в РФ и в США потребует десятилетий упорного труда.

3) Массовые электромобили потребуют ещё не существующего в данный момент количества лития и РЗМ для своих аккумуляторов и электромоторов. Месторождения лития и РЗМ ещё только предстоит найти и разведать.

4) Массовые электромобили потребуют большое количество меди для своих электромоторов и кратного увеличения пропускной способности линий электропередач, трансформаторов и преобразователей, что потребует дополнительного производства меди, алюминия и стали, которое в свою очередь потребует дополнительных мощностей генерации ЭЭ. Таким образом, можно принять, что в РФ и США для перехода на массовый электромобиль потребуется увеличение мощности генерации в 2 ( два ) раза.

)

Недавно на АШ было опубликовано интервью президента Курчатовкого института Ковальчука. Один из его тезисов звучал так дословно: "Если сегодня все автомобили, которые ездят на земле, перевести на электричество, завтра утром, ну, чего не возможно сделать, нам надо удвоить, или, кажется, утроить энергетические мощности. Ранее на АШ эту тему разбирали и пришли к схожим выводам. 

swg54.livejournal.com

40. Удельная теплота сгорания топлива » ГДЗ (решебник) по физике 7-11 классов

1033. Какие дрова — березовые, сосновые или осиновые — при полном сгорании выделяют больше теплоты, если все они одинаково высушены и массы их равны? (Удельная теплота сгорания осины около 1,3 • 107 Дж/кг.)Удельная теплота всех этих дров одинакова, поэтому при их сгорании выделится одинаковое количество теплоты.

1034. Можно ли рассчитать, какое количество теплоты выделится при полном сгорании соснового полена? Если можно, то как это сделать, что необходимо знать?Можно. Для этого надо знать удельную теплоту сгорания и массу полена.

1035. Вычислите, сколько энергии выделится при полном сгорании древесного угля массой 15 кг; керосина массой 200 г.

1036. Какое количество теплоты выделится при полном сгорании бензина массой 5 кг; каменного угля массой 10 кг?

1037. Какое количество теплоты выделится при полном сгорании пороха массой 25 г; торфа массой 0,5 т; каменного угля массой 1,5 т?

1038. Сколько теплоты выделится при полном сгорании сухих березовых дров объемом 5 м3?

1039. Сколько теплоты выделится при полном сгорании керосина объемом 0,25 м3; спирта объемом 0,00005 м3; бензина объемом 25 л; нефти объемом 250 л?

1040. На сколько больше теплоты выделится при полном сгорании бензина массой 2 кг, чем при сгорании сухих березовых дров той же массы?

1041. Во сколько раз больше выделится теплоты при полном сгорании водорода массой 1 кг, чем при полном сгорании сухих березовых дров той же массы?

1042. Смешали бензин массой 2 кг и керосин массой 3 кг. Какое количество теплоты выделится при полном сгорании полученного топлива?

1043. Смешали бензин объемом 1,5 л и спирт объемом 0,5 л. Какое количество теплоты выделится при полном сгорании этого топлива?

1044. В печи сгорели сухие сосновые дрова объемом 0,01 м3 и торф массой 5 кг. Сколько теплоты выделилось в печи?

1045. К зиме заготовили сухие сосновые дрова объемом 2 м3 и каменный уголь массой 1,5 т. Сколько теплоты выделится в печи при полном сгорании в ней заготовленного топлива?

1046. а) При полном сгорании антрацита (твердое топливо) массой 10 кг выделяется 2,9 • 107 Дж энергии. Чему равна удельная теплота сгорания антрацита?б) В лифте высотного здания Московского университета студент поднялся со спортивным грузом (4 спортивных молота). На какую высоту был поднят груз, если его потенциальная энергия относительно пола первого этажа здания стала эквивалентна энергии, выделяемой при полном сгорании 1 г нефти? (Сведения о грузе смотри в таблице 17.)

1047. На какой высоте над поверхностью океана летела в самолете команда футболистов в то время, когда потенциальная энергия их футбольного мяча в самолете была эквивалентна количеству теплоты, которая выделяется при полном сгорании 1 г нефти? (О мяче смотри таблицу 17.)

1048. Сколько нужно сжечь каменного угля, чтобы выделилось 1,5 • 108 Дж энергии; 1,8 • 105 кДж энергии?

1049. В топке котла парового двигателя сожгли торф массой 20 т. Какой массой каменного угля можно было бы заменить сгоревший торф? (Удельную теплоту сгорания торфа принять равной 1,5 • 107 Дж/кг.)

1050. Сколько каменного угля нужно сжечь, чтобы получить столько же энергии, сколько ее выделяется при сгорании бензина объемом 6 м3?

1051. Сколько спирта надо сжечь, чтобы изменить температуру воды массой 2 кг от 14 до 50 °С, если вся теплота, выделенная при горении спирта, пойдет на нагревание воды?

1052. Сколько воды, взятой при температуре 14 °С, можно нагреть до 50 °С, сжигая спирт массой 30 г и считая, что вся выделяемая при горении спирта энергия идет на нагревание воды?

1053. На сколько изменится температура воды объемом 100 л, если считать, что вся теплота, выделяемая при сжигании древесного угля массой 0,5 кг, пойдет на нагревание воды?

1054. На сколько изменится температура воды, масса которой 22 кг, если ей передать всю энергию, выделившуюся при сгорании керосина, масса которого равна 10 г? 

kupuk.net


Смотрите также