Koszty energii

[bimota]

Slyszy sie, ze samochody elektryczne sa bardzo tanie w eksploatacji. Ja mam piecyk gazowy i jest on o jakas polowe tanszy w eksploatacji niz elektryczny o podobnej mocy. Wiec o co chodzi... ? Czy az o tyle trudniej energie gazu zamienic na mechaniczna w porownaniu z cieplna ??

[alsor]

> Wiec o co chodzi... ? Czy az o tyle trudniej energie gazu zamienic
> na mechaniczna w porownaniu z cieplna ??

Może o to chodzi, że energia mechaniczna
auta jest wbrew pozorom bardzo malutka.

Np. żeby rozpędzić samochód o masie tony do 100 km/h,
wystarczy... szklaneczka ciepłej wody, błehehe!

Poza tym silnik elektryczny nie potrzebuje
smarów, olejów, filtrów, sprężarek, chłodnicy, turbin... i wielu innych duperel.
No i spala, czyli grzeje się, a tu nie o to nam chodzi.

Spalanie implozyjne wodoru - słyszałeś o czymś takim?
Wkładasz mieszankę H i O do cylindra, podpalasz i objętość znika -
robi się próżnia (tej odrobiny wody nie liczymy),
zatem atmosfera wciska tłok do cylindra - pracuje ciśnienie 1atm.

No i jest fajne, ale gdzie się podziała energia ze spalania tego wodoru?!

[bimota]

> No i jest fajne, ale gdzie się podziała energia ze spalania tego wodoru?!

Skad mam wiedziec ?

[stefan4]

bimota:
> Slyszy sie, ze samochody elektryczne sa bardzo tanie w eksploatacji.
[...]
> Czy az o tyle trudniej energie gazu zamienic na mechaniczna w porownaniu z
> cieplna ??

Nie znam się na blachosmrodach, ale sprobuję wykombinować powody takiego paradoksu. Jednak (to jest ostrzeżenie!) występuję tu jako adwokat diabła i niekoniecznie sam wierzę w to, co piszę.

• 1. Twój piecyk elektryczny dwukrotnie ponosi straty cieplne: raz w elektrowni, gdy spalają węgiel na poruszenie turbiny produkującej prąd, drugi raz u Ciebie w domu. Piecyk gazowy tylko raz ponosi straty cieplne (w domu); dlatego jest efektywniejszy. Jednak z silnikami jest inaczej. Spalinowy ponosi stratę cieplną raz, w samochodzie, który napędza; a elektryczny tym razem też tylko raz, w elektrowni. W samochodzie elektrycznym prąd już nie zamienia się w ciepło, w każdym razie nie na taką skalę, jak paliwo w spalinowym.
  
  
• 2. Sprawności silników spalinowych wynoszą między 25% a 40%. Sprawności silników elektrycznych raczej między 75% a 85%. Tego Twoje piecyki nie mogą wykazać. Gdyby doliczyć jeszcze straty w elektrowni przy wyprodukowaniu prądu, to porównanie nie wyjdzie aż tak bardzo na korzyść elektrycznych. Jednak:
  
  
• 3. Straty cieplne w dużej elektrowni mogą być znacznie lepiej kontrolowane niż w małym samochodzie, ciągle podlegającym wstrząsom.
  
  
• 4. Koszty eksploatacji to nie tylko opłata za paliwo. Również koszty corocznej obsługi i amortyzacji. Być może silniki elektryczne wymagają mniej tej obsługi niż spalinowe?
  
  

- Stefan

[bimota]

1. Ta 2 "strata" w piecyku to zysk, w samochodzie zysk mam w postaci energii mechanicznej.

2. To by bylo potweirdzeniem mego przypuszczenia. Czyli trudnosc z zamiana energii cieplnej w mechaniczna. Rozumiem, ze podobna trudnosc wystepuje przy zamianie w elektryczna, w przeciwnym razie w samochodachmontowanao by mala elektrownie i silnik el. zamiast spalinowego. Dlaczego wiec prad w gniazdku jest taki "tani" ? Poza tym sprawnosc silnika jest zapewne mierzona przez porownanie mocy pobranej z aku. z moca oddawana. A przy ladowaniu aku. nie ma strat ? Aku tyle samo pobiera i oddaje ?

3. Naprawde az tak znacznie ?

4. Tego nie rozpatruje. Przypuszczam, ze dzis glowna roznica to koszt zakupu.

[wobo1704]

>A przy ladowaniu aku. nie ma strat ?

No właśnie. Sprawność akumulatorów to ok. 50-60%.

[bimota]

A to juz nam sie mocno zbliza do spalinowca..., a roznica w kosztach jest chyba conjmniej dwukrotna na korzysc elektryka.

[wobo1704]

> A to juz nam sie mocno zbliza do spalinowca...

Sprawność elektrowni - ok. 0,4
sprawność akum. - ok. 0,6
0,4 * 0,6 = 0,24
Marnie.

[bimota]

Czyli wbrew Stefanowi sprawnosc elektrowni prawie tak samo slaba jak silnika. Uwzgledniles, ze uzyskane cieplo mozna wykorzystac np do ogrzewania wody ?

I zapomniales o stracie silnika el...

Czy az o tyle wiecej podatkow jest w gazie w porownaniu z pradem ? A moze ten gaz jest taki drogi bo ma cene rynkowa, a prad nie ?

[wobo1704]

>Uwzgledniles, ze uzyskane cieplo mozna wykorzystac np do ogrzewania wody ?
Nie uwzględniłem, bo nikła część e.el. wytwarzana jest w elektrociepłowniach.

> I zapomniales o stracie silnika el...
Zapomniałem. Jeżeli uwzględnimy jeszcze , że podane wcześniej sprawności (0,4 i 0.6) są b. optymistyczne, to całkowity bilans jest jeszcze gorszy.

[stefan4]

wobo1704:
> Sprawność akumulatorów to ok. 50-60%.

Szybki przegląd interśmiecia daje wyższe wyniki.

Polit.Wrocł, Typowe rodzaje akumulatorów:
Cytat
Sprawność akumulatora jest dość duża i wynosi około 80%.

Wikipedia:
Cytat
Typically, conventional gasoline engines effectively use only 15% of the fuel energy content to move the vehicle or to power accessories, and diesel engines can reach on-board efficiencies of 20%, while electric drive vehicles have on-board efficiency of around 80%.

Jeśli sprawność produkcji energii elektrycznej w elektrowni wynosi 0.4 (to na Twoją odpowiedzialność), a sprawność akumulatora wynosi 0.8 (wg opinii tych dwóch artykułów), to sprawność całości wychodzi

   0.4·0.8 = 0.32

To jednak wyraźnie lepiej niż 0.15 dla silnika benzynowego i niż 0.20 dla ropniaka.

- Stefan

[bimota]

Ale to sie zmienia... wczesniej podawales inne wartosci.

[asteroida2]

Coś tu się nie zgadza. Piecyki i grzałki są jedynymi urządzeniami, które pracują bez strat. Przecież "straty cieplne" polegają właśnie na tym, że jakaś część energii zamienia się w ciepło. A w piecyku to jest to użyteczne zastosowanie.

[bimota]

Czyli obojetnie jakiego pieca uzyje zawsze uzyskam takie samo cieplo gdy dam mu tyle samo pradu/paliwa ? NAwet jesli to tylko potwierdza me zdziwienie...

[stefan4]

asteroida2:
> Coś tu się nie zgadza. Piecyki i grzałki są jedynymi urządzeniami, które
> pracują bez strat.

Pewnie źle użyłem słowa ,,strata''. No to może jeszcze raz:

PIECYKI:
Gazowy nie ma żadnych strat; elektryczny ma stratę cieplną w elektrowni

[bimota]

A co przyspieszenia i "uderzenia' maja do tego ?

[wobo1704]

> Gazowy nie ma żadnych strat ...
Tylko w komorach gazowych. ;)

[losiu4]

"mechanika" - zużycie mniej więcej to samo, nawet na korzyść elektrycznego, bo np. skrzynia biegów w wydaniu "spalinowym" jest raczej zbędna. Jak dla mnie główny kłopot w : cenie za kWh i ładowaniu/magazynowaniu tychże kWh w samochodzie. Jak to się poprawi - elektrycznosć w samochodach zwycięży :) no chyba że ktos wymyśli jeszcze coś lepszego...

Pozdrawiam

Losiu

Nie wszystko można przeliczać na szmal

[ab.20.bc]

Nie wszystko można przeliczać na szmal.
Gaz bardziej truje środowisko.

Podobnie jest z mięchem.
Przejście na weganizm może zredukować negatywne skutki zmian klimatu aż o ok. 80%!

[bimota]

Co ? Gaz bardziej truje niz elektrownie weglowe ??

Zreszta.. nie na temat...

[speedy13]

Hej

bimota napisał:

> Slyszy sie, ze samochody elektryczne sa bardzo tanie w eksploatacji. Ja mam pie
> cyk gazowy i jest on o jakas polowe tanszy w eksploatacji niz elektryczny o pod
> obnej mocy. Wiec o co chodzi... ?

Jest to związane z ceną poszczególnych nośników energii, ta zaś zależy od polityki fiskalnej państwa i od cen ustalanych przez dystrybutorów. Nie dopatrywałbym się tu jakichś wielkich różnic o charakterze fizycznym.
Spróbujmy to udowodnić obliczeniami. Ciepło właściwe wody wynosi ok. 4,2 kJ/(kg*K). Załóżmy że woda w kranie ma temp. 10 st. C a więc by ją zagotować, potrzebujemy 90*4,2 = 378 kJ czyli ok. 0,38 MJ. 1 kWh energii elektrycznej kosztuje około 0,4 zł. 1 kWh = 3,6 MJ. W pierwszym przybliżeniu pomińmy straty energii. Potrzebujemy więc około 0,11 kWh co będzie kosztowało 0,04 zł (4 gr).
Teraz gaz. Wartość opałowa to około 30 MJ/m3. Zużyjemy więc 0,38/30=ok.0,013 m3. Cena gazu to około 2,4 zł/m3 a więc zapłacimy ok. 0,03 zł (3 gr) - o 25% taniej niż przy gotowaniu prądem, co potwierdza to, co pisze bimota.
A teraz wyobraźmy sobie hipotetyczną kuchenkę opalaną benzyną silnikową. Wartość opałowa benzyny to około 38 MJ/l. Tu rachunek jest prosty, zużyjemy 0,01 l benzyny. Cena benzyny wynosi 4,5 zł/l a więc zapłacimy 4,5 gr - o 11% więcej niż przy gotowaniu na prądzie i o 50% więcej, niż przy gotowaniu na gazie.
Gotowanie wody nie jest jednak z różnych względów dobrym modelem jeżdżenia samochodem. Do tego celu lepiej będzie posłużyć się Fiatem 126p. Ma on silnik o mocy 24 KM czyli ok. 18 kW. Wg tego co sobie znalazłem na forach samochodowych, zużycie paliwa dla 'malucha" wynosi ok. 6l/100 km, a prędkość ekonomiczna 80 km/h - daje nam to spalanie 7,5 l/h. Po cenie 4,5 zł/l taka ilość benzyny kosztować nas będzie 33,75 zł.
Teraz wyobraźmy sobie hipotetyczny samochód elektryczny z silnikiem takiej samej mocy. 1 godz. pracy silnika o mocy 18 kW to oczywiście 18 kWh; przyjmując cenę prądu 0,4 zł/kWh zapłacimy więc za godzinę jazdy tylko 7,2 zł.

[bimota]

W silniku el. pomyliles moc pobierana z oddawana. No i nie bardzo rozumiem co twe wywody udowodnic mialy...

No i jeszcze takie pytanko... Jako parametr piecyka gazowego podaje sie moc. Jak ona sie ma do tego parametru w piecykach elektrycznych ? JAk piecyk gazowy ma 4kW to grzeje porownywalnie do piecyka el. o mocy 4 kW ?

[speedy13]

Hej

bimota napisał:

> W silniku el. pomyliles moc pobierana z oddawana.

Zgadza się; i parę jeszcze innych uproszczeń zrobiłem, żeby nie komplikować rachunku. Generalnie jednak zauważ, że mały Fiat z mojego przykładu, jadąc z prędkością ekonomiczną, z pewnością nie wykorzystuje pełnej mocy silnika, tych swoich 24 KM czyli 18 kW - na pewno pracuje z jakąś mniejszą mocą, nie mam pojęcia, czy będzie to np. 50 czy 80% pełnej mocy, ale jak mówię z pewnością mniej niż 18 kW. Tak samo więc hipotetyczny samochód elektryczny wzięty do obliczeń też nie będzie potrzebował 18 kW, tylko mniej - można więc przyjąć te 18 kW za moc pobieraną, a oddawana będzie ta mniejsza.

>No i nie bardzo rozumiem co twe wywody udowodnic mialy...

No jak to - zadałeś pytanie, dlaczego gotowanie na gazie jest tańsze niż za pomocą prądu elektrycznego, a zarazem jazda samochodem benzynowym jest droższa, niż samochodem elektrycznym. A ja odpowiedziałem (popierając to obliczeniami, owszem, mocno uproszczonymi), że ta sama ilość energii sprzedana w postaci benzyny silnikowej jest droższa, niż w postaci elektryczności czy gazu.