Almacenamiento de energía.
Un gran problema para el usuario es depender de un sistema de energía externo. Cuando hay cortes de energía en general la vivienda queda sin servicios.
Es posible que alguien tenga iluminación de emergencia que consiste en dispositivos que guardan energía en una batería para el uso de una sola lámpara , generalmente de bajo consumo.
Pero en general no hay otra reserva sencilla. Es posible tener un generador de energía, costoso, que consume combustible fósil en general.
Formas de almacenamiento energético
En general, almacenar energía es un problema, dependiendo del tipo de energía que se trate.
Si es energía eléctrica puede almacenarse en baterías, bancos de capacitores, o por medio de transformarla momentáneamente en energía potencial (mecánica) para luego volverla a convertir a eléctrica.
En general los sistemas más económicos son los de almacenamiento en forma hidráulica o por medio de aire comprimido alojado en un recinto. Pero son sistemas para guardar grandes cantidades de energía.
Referencia:
Nociones de energía utilizada diariamente
El cuerpo humano es capaz de producir energía mecánica que es posible de almacenar. Veamos cuanta energía puede producir.
El cuerpo humano es una máquina bastante ineficiente respecto a la producción de trabajo mecánico.
Se estima que puede producir de un 20 a 25 % de la energía que dispone hasta llegar al agotamiento.
Si estimamos que una persona puede correr por dos horas , a 8km/hora( con 70 kG de peso propio), la persona consume 560x 2 = 1120 kCalorías (tabla de kCalorías gastadas en el trabajo)
Al extraer un 20 % de ese valor: 0,2x1120 =224 kCalorías.
Esto traducido a unidades más conocidas en electricidad es:
260 W-hora. Este valor es la energía neta que el cuerpo puede entregar en forma mecánica.
Este valor es suficiente para algunas aplicaciones generales en la vivienda. De acuerdo a como se almacene esa energía puede perderse una parte en la conversión de continua a alterna, si se almacena en baterías.
En general una vivienda consume unos 0,1 kW-hora de promedio, lo que es 0.1*24= 2.4 kW-hora por día.
Este cálculo no incluye aire acondicionado, sistemas de calefacción o planchas de resistencia. Tampoco lavarropas u equipos similares.
Se puede afirmar que aproximadamente se puede ahorrar el 10 % de la energía eléctrica de la vivienda, por medio del ejercicio físico aplicado a la generación eléctrica.
Es interesante notar que para entregar esta potencia mecánica el cuerpo pierde mucha más energía , por el trabajo muscular.
Las 224 kCalorías corresponden a una entrega real de energía del cuerpo de las 1120 kCalorías que aplica. Ello puede ser ineficiente desde el punto de vista de la ingeniería, pero para el cuerpo humano representa salud.
La perfecta combinación de acción saludable con generación de energía hace que el humano se retroalimente en sus necesidades.
Si la energía la gasta en otra actividad probablemente termine en calor ambiental. Si la realiza generando energía para sus necesidades se está avanzando a un punto óptimo del problema.
Referencias: el almacenamiento de energía. pdf
El almacén de energía potencial
Cómo visualizar la cantidad de energía diaria que utiliza una vivienda? Con el criterio antes adoptado, de utilizar 0,1 kW-hora diario (posible para dos personas en una vivienda) se puede tener idea de su magnitud imaginando que se eleva una carga por medio de un dispositivo mecánico.
100 Watts por hora, equivalen a 86 kCal que llevadas a 24 horas son 2064 kCal. Cambiando unidades a kGm son 879264 kGm.
La carga se eleva a 10 metros de altura. Para lograr almacenar la cantidad de energía usada en una hora (100 W-hora) se requiere elevar 3663,6 kG a 10 metros de altura.
Para cubrir un día completo la altura es: 240 metros.
Imaginar que cada día en nuestra vivienda, una carga semejante comienza a descender desde 240 metros hasta cero durante un día.
Es la energía que usamos diariamente en las condiciones que indiqué.
Realmente no tenemos mucha consciencia de la cantidad de energía que usamos, y eso sin entrar a considerar otros productos fuera de la vivienda.
Dispositivos de almacenamiento.
Por medio de un simple dínamo o generador de tensión continua es posible generar energía y almacenarla en baterías.
224 kCal corresponden a un 10,85% de la energía requerida diariamente en el ejemplo ,son casi 260 W-Hora.
Es fácil imaginar que con ese valor se pueden encender algunos dispositivos.
Por ejemplo un ventilador 60 W por 3 Horas. Además 2 luces de 20 W por dos horas.
Se debería conseguir artefactos que consuman directamente en tensión continua para evitar transformar a tensión alterna perdiendo parte de la energía en el proceso.
Las baterías exigen mantenimiento y también son nocivas para el ambiente. Si no se consiguen artefactos de continua, se deben transformar a alterna perdiendo energía.
Aire comprimido
Es una solución que se aplica para guardar energías de gran magnitud. Se inyecta el aire en recintos enterrados. Esa energía se usa cuando hay picos de consumo.
No obstante se me hace interesante plantear el alojar energía en forma de aire comprimido por medios similares al del dínamo, solamente que haciendo trabajo mecánico se comprimiría aire.
De esa manera también se podría almacenar sin pasar por elementos contaminantes.
La liberación del aire comprimido a través de rotores que generen electricidad es una posibilidad. La otra es que lo hagan directamente a dispositivos mecánicos como ventiladores u otros que requieran giro de ejes, como motores accionados directamente por energía mecánica.
( en edición…)
Energy storage.
A big problem for the user is dependent on external power system. When power outages housing is generally no services.
Someone may have emergency lighting devices which consists of energy stored in a battery for the use of a single lamp, generally of low consumption.
But in general there is no simple energy reserve. You may have a power generator, expensive fossil fuel consumed overall.
Forms of energy storage
In general, energy store is a problem, depending on the type of energy concerned.
Electric power can be stored in batteries, capacitor banks, or temporarily transforming potential energy (mechanical) and then re-convert into electricity.
In general the systems are more economical storage hydraulically or by compressed air housed in an enclosure. But are systems for storing large amounts of energy.
reference:
Notions of energy used daily
The human body is capable of producing mechanical energy that can be stored. Let's see how much energy the body can produce.
The human body is a machine rather inefficient compared to the production of mechanical work.
It is estimated that one can produce 20 to 25% of the energy that has to exhaustion.
If you believe that a person can run for two hours, 8km/hora (with 70 kg of weight), the person consumes 560x 2 = 1120 kilocalories (table kilocalories expended at work)
Removing 20% of that value: 0,2 x1120 = 224 kilocalories.
This is translated to eléctricasconocidas units:
260 W-hours. This value is the net energy that the body can deliver mechanically.
This value is generally sufficient for some applications in the home. Based on how that energy is stored, you can lose a part in the DC-AC conversion, if stored in batteries.
Generally a home consumes about 0.1 kW-hour average, which is 0.1 * 24 = 2.4 kW-hours per day.
This calculation does not include air conditioning, heating or resistance plates. Neither washing machines or similar equipment.
Arguably, it can save about 10% of the electricity of the house, through the exercise applied to power generation.
Interestingly, this mechanical power to deliver, the body loses more energy by muscular work.
The 224 kilocalories delivery correspond to actual energy of 1120 kilocalories body that applies. This can be inefficient from the point of view of engineering, but to represent the human body health.
The perfect combination of healthy action with power generation human makes the feed back on your needs.
If the energy is spent in another activity probably end in ambient heat. If done generating energy for your needs is advancing at an optimal point of the problem.
References: energy storage. pdf
The potential energy store
How to display the amount of energy used by a home daily? With the approach taken before, using 0.1 kW-hours daily (possible for two people in a house) can get an idea of its magnitude rises imagining a load through a mechanical device.
100 Watts per hour, equivalent to 86 kcal which carried 24 hours are 2064 kCal. Changing KGM units are 879,264 kgm.
The load is lifted to 10 meters high. To achieve store the amount of energy used in one hour (100 W-hours) is required to raise 3663.6 kg to 10 meters high.
To cover a full day's height: 240 meters.
Imagine that every day in our house, like a load begins to drop from 240 meters to zero for a day.
It is the energy we use every day under the conditions indicated.
I really do not have much awareness of the amount of energy we use, and that without considering other products outside of the home.
Storage devices.
By means of a simple dynamo or generator may generate DC voltage and stored energy in batteries.
224 kCal correspond to 10.85% of the daily energy required in the example are almost 260 W hour.
It is easy to imagine that with that value can turn some devices.
For example a fan 60 W for 3 hours. Furthermore two 20 W lamps for two hours.
It should get consumed directly artifacts to avoid DC voltage to AC voltage transforming part of the energy lost in the process.
Batteries also require maintenance and are harmful to the environment. If you do not get artifacts continuous transform alternating be losing energy.
compressed Air
It is a solution that applies to large-scale energy saving. Air is injected into the enclosure buried. That energy is used when consumption peaks.
However I find it interesting to consider the house as energy by means of compressed air similar to Dynamo, only that doing mechanical work would be compressed air.
That way you could also store energy, bypassing contaminants.
The release of compressed air through electricity generating rotor is a possibility. The other is to do so directly to mechanical devices such as fans or others requiring rotation axes and motors powered directly by mechanical energy.
(In editing ...)
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