Альтернативная энергетика и энергосбережение

Цитата: part_ya от 06.03.2013 18:34:24
Гидротурбина работает на относительно постоянной скорости потока=>оптимизированная под эту скорость проточная часть, а ветряк должен хотя-бы удовлетворительно работать в широком диапазоне скоростей и при этом не ломаться от порывов ветра=> компромиссные решения + потери энергии на регулировку.

А это что?

"Независимо друг от друга зарубежный ученый А. Бетц и наш Н. Е. Жуковский в начале 20 века определили максимальное значение коэффициента Cp равное 0, 593, то есть даже идеальная ветроустановка должна пропускать мимо себя примерно 40% энергии набегающего потока."

http://altenergetics…ov?start=5

Цитата: ЮВС от 06.03.2013 18:13:39
Подождите.
Я так понимаю, что КИЭВ, что бы ни означала буква "В" - ветер или воду - и есть, собственно, КПД движителя; КПД электрогенератора - это особь статья.
Ранее на этой ветке приводились данные, что КИЭВ для ветряков даже теоретический - максимум порядка 30 %; а вот читаю для ГЭС - уже достигнутый порядка 70-80 %.
Принцип действия одинаковый, разница только в плотности среды - теоретически КПД должен быть сопоставимым, как мне кажется. Вот и вопрос - чем объясняется разница?

В моём понимании КИЭВ не имеет физического смысла КПД. Т.е., конечно, за ветряком воздух потеплее, но в тепло переходить довольно малая величина от уменьшения кинетической энергии.

Реально изменения происходят с гораздо большими объёмами воздуха, чем определяется через "ометаемую площадь". Аналогом гидротурбины было бы устройство с узкой трубой-входом и широкой трубой-выходом, где одинаковы давления, но различны скорости.  

А аналогом ветряка для воды - т.н. безнапорные гидрогенераторы или вообще что-то эдакое, установленное в морском течении.

Цитата: НикВик от 06.03.2013 18:57:18
В моём понимании КИЭВ не имеет физического смысла КПД. Т.е., конечно, за ветряком воздух потеплее, но в тепло переходить довольно малая величина от уменьшения кинетической энергии.

Реально изменения происходят с гораздо большими объёмами воздуха, чем определяется через "ометаемую площадь". Аналогом гидротурбины было бы устройство с узкой трубой-входом и широкой трубой-выходом, где одинаковы давления, но различны скорости.  

А аналогом ветряка для воды - т.н. безнапорные гидрогенераторы или вообще что-то эдакое, установленное в морском течении.

Это - да; но есть всякие - ЕМНИП - конфузоры...
Но я, кажется, понял - часть энергии ветра неизбежно будет тратиться на сжатие воздуха, а жидкости несжимаемы.

Спасибо всем.

Цитата: ЮВС от 06.03.2013 20:17:18
Но я, кажется, понял - часть энергии ветра неизбежно будет тратиться на сжатие воздуха, а жидкости несжимаемы.

Сжатие воздуха "для ветряков" ничтожно и практически  не влияет на КИЭВ. Если "В" - вода, то  теория для воздуха даёт те же числа - для турбин в свободном потоке воды.

Цитата: НикВик от 06.03.2013 20:39:07
Сжатие воздуха "для ветряков" ничтожно и практически  не влияет на КИЭВ. Если "В" - вода, то  теория для воздуха даёт те же числа - для турбин в свободном потоке воды.

То-есть, если мы перед ветряком смонтируем трубу, длиной сопоставимую с диаметром винта, оканчивающуюся сразу за его плоскостью, мы можем получить КИЭВ, сопоставимый с КИЭВ водяной турбины?

Цитата: ЮВС от 06.03.2013 21:35:28
То-есть, если мы перед ветряком смонтируем трубу, длиной сопоставимую с диаметром винта, оканчивающуюся сразу за его плоскостью, мы можем получить КИЭВ, сопоставимый с КИЭВ водяной турбины?

Не так. Для "водяного пропеллера", стоящего на мачте на дне в морском течении,  КИЭВ такой водяной турбины будет столь же низким, что и для ветряка.
Вполне возможно, что используя две "трубы", тонкую на входе и толстую на выходе, можно (только зачем?) получить бОльший КИЭВ.

Реальные турбины ГЭС примерно половину мощности получают за счёт кин. энергии поступающей воды, половину - за счёт её  высокого давления.

В 2012 году ветряные электростанции Поднебесной сгенерировали на 2 процента больше электроэнергии, чем атомные. По мнению аналитиков, этот разрыв существенно увеличится в течение следующих нескольких лет. С 2007 года китайская атомная энергетика росла на 10 процентов в год, в то время как генерирующие мощности на базе ветряков ежегодно росли на 80 процентов.
До ядерной катастрофы в Японии, которая имело место в марте 2011 года, общая генерирующая мощность китайских АЭС составляла 10 гигаватт.
http://www.cleandex.ru/news/2013/02/27/vetrovaya_energetika_obognala_atomnuyu_v_kitae

Цитата: москвич от 07.03.2013 14:58:37
В 2012 году ветряные электростанции Поднебесной сгенерировали на 2 процента больше электроэнергии, чем атомные. По мнению аналитиков, этот разрыв существенно увеличится в течение следующих нескольких лет. С 2007 года китайская атомная энергетика росла на 10 процентов в год, в то время как генерирующие мощности на базе ветряков ежегодно росли на 80 процентов.
До ядерной катастрофы в Японии, которая имело место в марте 2011 года, общая генерирующая мощность китайских АЭС составляла 10 гигаватт.
http://www.cleandex.ru/news/2013/02/27/vetrovaya_energetika_obognala_atomnuyu_v_kitae

Чё-то с трудом верится, наверняка очередной журналист в размерностях запутался.

ЦитатаНачавшаяся интенсивная электрификация сельских районов с конца 70-х годов, рост благосостояния среднего класса также способствовали увеличению потребления энергии.
Китай на протяжении последних 30 лет характеризовался относительно низким потреблением энергии, которая, в основном, обеспечивалась за счет внутренних ресурсов.

Однако сегодня требуется значительно больше энергетических мощностей. Только за 10 лет (с 1995 по 2005 годы) энергетические мощности увеличились почти в 10 раз (с 66 ГВт до 622 ГВт). При этом сам прирост обеспечивается за счет ввода в эксплуатацию тепловых (угольных) электростанций. С 2005 года их стали строить значительно больше. При этом ежегодный энергетический прирост с 2006 года составляет 106 ГВт. Так уже в 2008 году вырабатываемая мощность составляла 797 ГВт, а к концу 2010 года – 950 ГВт. И хотя происходит развитие ядерной, гидроэнергетики, доля вырабатываемой электроэнергии тепловыми электростанциями составляет более 80%.

26.09.2011

Цитата: problemsolver от 07.03.2013 22:53:16
Чё-то с трудом верится, наверняка очередной журналист в размерностях запутался.

А у Китая АЭС практически отсутствуют пока что, 1% генерации.
Так что и не удивительно, что так вышло...

Другое дело, что ветряков уже сильно много дополнительных не понавтыкаешь, скоро место кончится, да и обслуживание этих изделий встанет слишком дорого.
А атомная генерация будет расти в десятки раз как минимум, и очень скоро.

В 2013 году Китай станет крупнейшим рынком солнечной энергии, обогнав Германию. Об этом сообщает Bloomberg со ссылкой на собственные расчеты.

На 2013 год в КНР запланировано введение мощностей по производству солнечной энергии на 10 гигаватт. К 2015 году страна планирует ввести в эксплуатацию мощности на 35 гигаватт.

Кроме того, в текущем году в Китае будет произведено солнечных электростанций суммарной мощностью на 34,1 гигаватт, что на 14 процентов выше результатов прошлого года. Показатель в 34 гигаватта сопоставим с мощностью восьми атомных электростанций.


http://www.lenta.ru/…hinasolar/

Цитата: problemsolver от 07.03.2013 22:53:16
Чё-то с трудом верится, наверняка очередной журналист в размерностях запутался.

Все верно

Цитата: Superwad от 01.03.2013 21:01:22
Тут один товарищ рассказывал про такие ЛЭП в России.  Там под такими ЛЭП идеальные травяные газоны нерукотворного происхождения, деревья вообще не растут сами по себе.

То, что они не растут есть результат сильнейших напрягов линейщиков - химобработка Арсеналом и Раундапом (после крайне геморройных процедур согласований с лесниками, утилизация засохшей растительности, удаление плодородного слоя (еще бОльшие геморрои с согласованием), или почти бессмысленный засев травой, раз в три года вырубка ДКР (Древесно-Кустарниковой Растительности), с кусторезом Хускаварна в руках и штанами в 5 мм толщиной на ногах в +30С (яйца в поту), ради интереса можете прикинуть как это обходится для средней линии длиной в 200 километров - ширину просеки можете брать в 30 метров, итого надо "скосить" 600 гектар растительности, не, косить конечно меньше, но надо подойти к каждому кустику на такой поляне. А на такую линию хорошо если человека три-четыре в штате. Если ничего специально не делать, то все зарастает в дику силу - открытый солнечный свет и электрическое поле, стимулирующее рост, как ни странно. А ведь еще надо и саму ЛЭП обслуживать и обихаживать - то изоляторы поменять, то грозотрос заменить, то бандаж на провод наложить, то оттяжки опор натянуть, то фундаменты откопать и ревизовать, то... в общем - им из без ДКР есть чем заниматься.

Цитата: Feral ArtRaz от 02.03.2013 16:47:45

Да, в отличие от 3-фазного кабеля (на фото 2-й справа - все 3 жилы внутри под 120 град.) напряженность поля поверхности обычно не равна нулю и самка мойвы, полизав такой кабель, вероятно может рехнуться, потерять ориентацию и возомнить себя самцом осетра?

На фото видно как минимум 4 слоя экранирующих поверхностей. Напряженность именно электрического поля на поверхности защитной оболочки будет равна нулю. Магнитного - не будет, "унулится" где-то на расстоянии в три-пять расстояний между фазами.

Цитата: ILPetr от 08.03.2013 23:39:53
Напряженность именно электрического поля на поверхности защитной оболочки будет равна нулю. Магнитного - не будет, "унулится" где-то на расстоянии в три-пять расстояний между фазами.

Да, это так (в теории) и "чуточку" не совсем так в реальности, особливо для 3-х кабелей, уложенных плоско на дне с непостоянным растоянием между фазами.
Наведенные напряжения в экранах присутствуют, что для расстояний более 20-50 км (?) требует установки дико дорогих подводных станций их транспозиции (вот те квадраты с ХХ-переключением экранов и разрядниками), как на схеме:



Внизу там М-образный график "Induced Screen Voltage" (Наведенное Напряжение Экрана) с пиками в несколько кВ, слои стальной проволоки мех. защиты конечно что-то экранируют, но явно не 100%.
То есть я вполне допускаю в нормальном режиме линии какие-то может даже миллиАмперы через солёную воду между кабелями, которую мойва может учуять?
Не говоря уже про килоАмперы в экране при 1-фазном к.з. - тут как бы мойва, неудачно оказавшись "в не том месте и в не то время" и не всплыла бы вверх брюхом?

Цитата: Feral ArtRaz от 09.03.2013 04:42:03
Да, это так (в теории) и "чуточку" не совсем так в реальности, особливо для 3-х кабелей, уложенных плоско на дне с непостоянным растоянием между фазами.
Наведенные напряжения в экранах присутствуют, что для расстояний более 20-50 км (?) требует установки дико дорогих подводных станций их транспозиции (вот те квадраты с ХХ-переключением экранов и разрядниками), как на схеме:

Помните из физики что такое "взаимная индукция"? Таки один контур - это токопроводящая жила кабеля, по которой течет фазный ток, а другой контур - заземленный с двух концов экран... Догадались? Транспозиции экранов делаются для уменьшения протекающего по экрану тока, в идеале - до нуля (геометрическая сумма токов основной последовательности в трехфазной системе равна нулю, а токов обратной и нулевой последовательности в нормальном режиме нет), тогда пропускная способность кабеля наибольшая, а потери наименьшие . Разрядники же или ОПНы предусмотрены для защиты оболочек кабеля в аварийных режимах, например, при однофазных коротких замыканиях в сети.
Кабели из сшитого полиэтилена традиционно укладываются "дельтой" и увязываются пластиковыми хомутами, это выравнивает электрические характеристики фаз, что опять же снижает потери. Укладка плоско с непостоянным расстоянием между фазами - это уже устаревшая технология, устаревшая в том смысле, что ей десятки лет и применялась она из-за малой вместимости тогдашних судов-укладчиков.

Цитата: Feral ArtRaz от 09.03.2013 04:42:03
Внизу там М-образный график "Induced Screen Voltage" (Наведенное Напряжение Экрана) с пиками в несколько кВ, слои стальной проволоки мех. защиты конечно что-то экранируют, но явно не 100%.
То есть я вполне допускаю в нормальном режиме линии какие-то может даже миллиАмперы через солёную воду между кабелями, которую мойва может учуять?
Не говоря уже про килоАмперы в экране при 1-фазном к.з. - тут как бы мойва, неудачно оказавшись "в не том месте и в не то время" и не всплыла бы вверх брюхом?

Сначала подумаем над четырьмя экранирующими структурами, две внутренние "сплошные" и имеют малое сопротивление, поскольку выполнены из меди или алюминия. Первая из трехсот киловольт жилы делает "несколько кВ", а вторая эти "несколько кВ" превращает в ничто. Два повива стальной проволоки, тоже заземленные, превращают это "ничто" в полный нуль. Вот магнитное поле - вылезает за защитную оболочку, из-за того, что ток в экране примерно десятая часть от фазного и компенсировать магнитное поле фазы не может.

Стоимость пункта транспозиции совсем не так велика, как принято считать, точнее, себестоимость совсем не так велика, как АББ-шникам хочется их продавать. Это примитивная коробка из коррозионно стойкого материала (алюминиевый сплав, варится из листа), внутри которой расположены не дорогие элементы конструкции - три отрезка кабеля, три ОПНа с напряжением перелома ВАХ где-то около 20-30 кВ, плюс связи для экранов и шесть разъемных кабельных муфт. Все это "богатство" заполнено силиконовым маслом или силиконовым герметиком, дабы легкий корпус не раздавило давлением воды.

Цитата: Фёдор144 от 05.03.2013 20:27:35
энергобаланс земли это разница между тем, сколько на нее упало от солнца и тем, сколько ушло обратно в космос.

ветряки находятся в системе и просто перераспределяют энергию внутри нее.

в одном месте (там где стоят ветряки) локальная температура падает, а в другом месте (там где выработанная электроэнергия совершает работу в технических системах) локальная температура повышается.

т.е. на энергобаланс не влияют.

В нулевом приближении так и есть, проблемы начинаются когда учитываются климатологические обратные связи...А тут места как для глобального роста так и глобального падения хоть отбавляй...И особое место о влиянии ветряков на движение влажных воздушных  масс в центр континента...

Цитата

можно теоретически предположить систему ветряков, которые направлены вверх и придают молекулам воздуха вторую космическую. таким образом они действительно будут способствовать выводу энергии из системы.

так же можно выработанную электроэнергию использовать в тех. процессах, связывающих энергию. временное снижение энергии в экосфере. пример - различные аккумуляторы, водород, залежи угля, нефть, газ, сланцы, древесина, сено.

так же можно предположить систему суперконденсаторов гигантской мощности для галактических кораблей, которые будут запасать электроэнергию, выработанную ветряками и СЭС, и затем улетать в глубокий космос.

Цитата: Фёдор144 от 08.03.2013 12:46:26
В 2013 году Китай станет крупнейшим рынком солнечной энергии, обогнав Германию. Об этом сообщает Bloomberg со ссылкой на собственные расчеты.
На 2013 год в КНР запланировано введение мощностей по производству солнечной энергии на 10 гигаватт. К 2015 году страна планирует ввести в эксплуатацию мощности на 35 гигаватт.

Угу ... как будто кто-то серьезно доверяет субъективизму одесского нью-йоркского еврея Миши Блюмберга (который бодро пишет про выздоровление зеленых ростков экономики США и как рынок возликовал и вырос на "отличных новостях с рынка труда" - в США потеряли работу за неделю не 440 тыс. человек, как предсказывал сам Миша, а всего то 436 тыщ! Ура! и населения на продовольственных карточках всего-то 48 миллионов ...) и такой же Ленте-Вру - все эти Гигаватты панелей на экспорт или для "внутренней" установки? Дьявол то всегда в мелочах ...
Да тот же Китай вводит гигаватную угольную станцию каждые 7-10 дней с уже утвержденными на постройку 363 станциями !
А в это время ...

"Дэйли Мэйл". Великобритания , 9 марта 2013.
"Экологическое безумство и как наше будущее вылетает дымом в трубу, в то время, как мы платим миллиарды за замену угля на опилки на крупнейшей электростанции Британии"
http://www.dailymail…z2NB9VDGZX

"Трудно найти лучший символ безумства энергетической политики Британии, чем то, что происходит сейчас на гигантской и крупнейшей в Британии электростанции "Дрэкс" (Drax) в графстве Йоркшир. В самом деле, эта одна из крупнейших и эффективных угольных станций в мире [мощностью с 1986 в 6х660=3960 МВт].



Её почти 300-метровая труба и 12 градирен [с их выбросом безобидного пара и их фото против солнца - любимый сюжет "зеленых фотографов на тему "загрязнения" планеты] доминируют на мили плоский ландшафт сельского Йоркшира:



Каждый день "Дрэкс" сжигает 36 тыс. тонн угля [из месторождения Селби, на котором прямо сверху и стоит - на фото видет угольный разрез прямо под ногами], доставляемого 140 составами в неделю и одна поставляет 7% всей электроэнергии Британии. Но по новым правилам английского правительства, инициированным директивами Евросоюза, начиная со следующего месяца на "Дрэкс" начнется переделка стоимостью в 700 млн. фунтов ( $1,04 миллиарда) её 6 бойлеров на сжигание ... миллионов тонн древесных опилок в год.
Большинство этих опилок поступит из спиленных деревье лесов, покрывающих 4600 кв.миль (1,2 млн. га) в США и доставленных за 4800 км через Атлантику.
Причина этих чудовищных расходов то, что "Дрэкс" должна стать ключевым компонентом "Зелёной Революции" энергетической политики английского правительства уменьшения СО2 и борьбы с "глобальным потеплением" ...."

Там еще 424 комментария англичан, на 99% составленных из слов типа "полный идиотизм ... кретины ... бред ... доколе?!!". Если честно - ну х@уле, англичане,   .... мне их не жалко.

ПМСМ в этой забаве в миллиард $ можно выделить плюсы:
-  в отличие от угля, "деревья на дрова/опилки" в принципе действительно возобновляемое топливо (хотя у меня и есть сомнения насчёт площади лесов на дрова и скорость их роста?);
- резкое снижение выброса серы, урана, ртути и.т.д. в "выхлопе" электростанции (что впрочем и так давно и хорошо решается высокольтными фильтрами FGD перед трубой)

и минусы:
- исходя из того, что теплотворность опилок более чем в 2 раза (?) меньше угольных 22-27 МДж/кг, для поддержания той же мощности в ~4 ГВт им вероятно придется завозить на станцию >80 тыс. тонн опилок каждый день или 29-30 млн. тонн в год;
- учитывая расход соляры на спил деревьев, их обработку, производство щепы/опилок, перевозку кораблями из США в Англию и затем по жел. дороге, никакого суммарного снижения выброса СО2 и близко не будет;
- бойлеры на опилках могут не достичь номинальных значений температуры/давления пара + проблема сажи;
- по сравнению с шаровыми мельницами угля и впрыском угольной пудры почти как бензина в инжекторах автомобиля, опилки не дадут такой "гибкости" сгорания и управления мощностью бойлера в течении суточных пиков/спадов нагрузки?

Цитата: stranger1234 от 10.03.2013 20:08:59
В нулевом приближении так и есть, проблемы начинаются когда учитываются климатологические обратные связи...А тут места как для глобального роста так и глобального падения хоть отбавляй...И особое место о влиянии ветряков на движение влажных воздушных  масс в центр континента...

какое отношение внутрисистемный энергообмен имеет к выводу энергии из системы?

Цитата: Фёдор144 от 11.03.2013 20:50:29
какое отношение внутрисистемный энергообмен имеет к выводу энергии из системы?

Прямое. Теплоотдача излучением пропорциональна ЧЕТВЕРТОЙ степени температуры, поэтому распределение т-ры по поверхности (а не средняя по больн поверхности т-ра) определяет ухходящий тепловой поток).