Альтернативная энергетика и энергосбережение

Цитата: Мимохожий от 24.02.2009 12:45:54
Именно как "основных" аккумуляторов (т.е. энергонакопителей с характерным сроком хранения от недель и выше, имеющих как можно бОльшую ёмкость) - практически отсутствуют, из соображениий элементарной физики.

Спасибо за пояснение. Если я правильно понимаю "соображения элементарной физики" это потеря энергии вследствие трения в подшипниках и о воздух? Или есть иные причины потерь? Предположим маховик расположен в вакууме на неких идеальных подшипниках. Эдакий вращающийся сферический конь в глубоком космосе . За счёт чего он будет терять энергию? Есть какието неустранимые потери внутри самого маховика?

Цитата: Мимохожий от 24.02.2009 12:45:54
Почему сей девайс всегда будет проигрывать химическим "конкурентам" по количеству запасённой энергии на грамм веса? А потому, что максимальная теоретически достижимая прочность его ротора определяется всё теми же химическими связями, только вот спроектировать равнонагруженный (причём на всех рабочих режимах) ротор крайне сложно, а у всяческих топливных ячеек используемые для накопления химические связи задействуются "поровну" (точнее - "по полной") автоматически...

Ага. Значит таки Гулиа ничего и не изобрёл. И его "витые" супермаховики серьёзных преимуществ (в смысле энергоёмкости) перед "сплошными", изготовлеными из тогоже материала, не имеют? Жаль. Возможно появление новых материалов что-то изменит. На основе нанотрубок каких-нибудь. Хотя сам Н.В.Гулиа утверждает, что супермаховики уже сейчас от такого "аккумулятора" как бензобак не сильно отстают (особенно если учесть что ДВС и сам по себе имеет изрядную массу), другие его опровергают. Вобщем не совсем понятно, кто там прав...

зы. В комментарии с цитатой из википедии, насчёт приливных электростанций, пмсм, изрядный косяк. Там говорится что работа приливных электростанций приводит к дополнительному замедлению вращения Земли. Думается мне это примерно тоже самое что обвинить человека, устанавливающего солнечную батарею, в том что он отбирает лишнюю энергию у Солнца. И что Солнце от этого, дескать, быстрее потухнет. Впрочем от этих "зелёных" всего можно ожидать ...

------
ппс. "В Исследовательском центре имени Гленна и Космическом центре Джонсона создана маховичная энергетическая установка для МКС, заметно превосходящая использовавшиеся ранее никель-водородные аккумуляторы."

хм... а может Гулиа и не гонит. уж в космических-то делах килограммы считать должны уметь.

Цитата: ffe от 23.02.2009 19:15:47
На ветке МЭК попытался опровергнуть мнение что "автомобиль на аккумулляторах = бред". Был справедливо зарезан за оффтоп, заодно выхватив рекордное (для себя) количество минусов.

Бред в контексте экономии ресурсов относительно бензина. Именно так это там рассматривалось. Как таковые же электромобили уже давно эксплуатируются на заводах и базах (электрокары, электропогрузчики).

Цитата: ffe от 24.02.2009 17:02:50
В комментарии с цитатой из википедии, насчёт приливных электростанций, пмсм, изрядный косяк. Там говорится что работа приливных электростанций приводит к дополнительному замедлению вращения Земли. Думается мне это примерно тоже самое что обвинить человека, устанавливающего солнечную батарею, в том что он отбирает лишнюю энергию у Солнца.

Факт, что работа гидроэлектростанций замедляет вращение Земли на секунду в год установлен уже давно астрономами. А вот механизм точно не помню. Что-то очень значительно быть должно, может уровень водохранилищ? Или работа сил Корреолиса?

Цитата: ffe от 24.02.2009 17:02:50
ппс. "В Исследовательском центре имени Гленна и Космическом центре Джонсона создана маховичная энергетическая установка для МКС, заметно превосходящая использовавшиеся ранее никель-водородные аккумуляторы."

Аккумуляторы - тяжелые т.к. емкость (энергия) - пропорциональна массе (объему).
Энергия маховика пропорциональна квадрату скорости вращения массы. Ощущаете разницу?

Цитата: Мимохожий от 24.02.2009 12:45:54
А потому, что максимальная теоретически достижимая прочность его ротора определяется всё теми же химическими связями...

А вот позвольте не согласиться. Нельзя рассматривать энергию химических связей отдельно от вещества т.к. у различных веществ она различна. Суммарная энергия разрыва армированного углеродными нитями диска - это одно. Суммарная энергия обменных реакций в щелочи - совсем другое. Разный тип химических связей.

Цитата: iz_kirova от 24.02.2009 20:43:41Аккумуляторы - тяжелые т.к. емкость (энергия) - пропорциональна массе (объему).
Энергия маховика пропорциональна квадрату скорости вращения массы. Ощущаете разницу?

В общем случае потребителю по барабану что там внутри ящика, квадраты скорости или ионный обмен. При прочих равных он выберет тот который легче и компактней.

Цитата: iz_kirova от 24.02.2009 20:43:41
Факт, что работа гидроэлектростанций замедляет вращение Земли на секунду в год установлен уже давно астрономами. А вот механизм точно не помню. Что-то очень значительно быть должно, может уровень водохранилищ? Или работа сил Корреолиса?

Банально вы забираете энергию вращения Земли , если смотреть по цепочке. Кстати ,если довести идею ветроэнергетики до абсурда, то и это тоже начнет тормозить. Заставите поверхность солнечными плитами ,измените температуру почвы или пустыни. ХЗ к чему приведет. Это как теплонасосы -  там где контур закопан, там хуже все растет. Не прогревается, блин.

Цитата: iz_kirova от 24.02.2009 20:54:42Суммарная энергия обменных реакций в щелочи - совсем другое. Разный тип химических связей.

И то, и то - единицы электронвольт. Так что с точностью до порядка - одно и то же...

Частный вопрос использования супермаховика. Как отнесется сей сильнораскрученный девайс к маневрам автомобиля, если его (девайс) на автомобиле использовать. Это же получается гироскоп со всеми присущими ему прелестями. Не слетил ли он со своих магнитных подшипников и  не разнесет ли вдребезги само авто и неудачно подвернувшихся соседей?

Цитата: wellx от 24.02.2009 23:23:37
Банально вы забираете энергию вращения Земли , если смотреть по цепочке.

Гидроэлектростанции это (в основном) энергия Солнца, даже если по цепочке смотреть. Можно конечно и энергию врашения Земли за уши частично притянуть (а до кучи и гейзеры всякие, они тоже водяной пар выбрасывают). Но она только позволяет отобрать солнечную энергию, а не является источником сама по себе. Точно также как притяжение Луны лишь позволяет отобрать энергию вращения Земли.

Можно на примере Венеры атмосферные процессы посмотреть. При сопоставимой (80%) массе период обращения почти восемь земных месяцев. По сравнению с Землёй из Венеры маховик вообще никакой, почти полностью разряженый. А энергии в атмосфере хоть залейся. Ветер скоростью под сотню метров в секунду обычное явление, а бывает и под стопятьдесят. Если еще учесть плотность тамошнего "воздуха" (семьдесят кэгэ на кубометр) то получится рай для ветряков.  Так откуда такое изобилие гигаваттов? От вращения? Понятно откуда, с такой-то печкой под боком.

Цитата: Uniterm от 24.02.2009 23:43:46
Частный вопрос использования супермаховика. Как отнесется сей сильнораскрученный девайс к маневрам автомобиля, если его (девайс) на автомобиле использовать. Это же получается гироскоп со всеми присущими ему прелестями.

Наверное карданный подвес. Ось вращения маховика перпендикулярно поверхности Земли. Тогда получится манёвр по курсу без ограничений. А по тангажу (или как его там) можно и упоры сделать. Например +- 45 градусов.

Цитата: Мимохожий от 24.02.2009 23:36:44
И то, и то - единицы электронвольт. Так что с точностью до порядка - одно и то же...

Дык таки нет. Аккумы - это ионные реакции. Охотно верю, что химия ионной решетки в пределе = физике той же решетки. А теперь сравните физическую прочность ионной решетки и ионной решетки армированной угленитью или металлом, или еще какой фигней. Очень разные вещи. В реале там не порядок разницы будет.
Честно говоря мне сама идея грести всю химию под одну гребенку с физикой не кошерна. Очень, на мой взгляд, лихое допущение. Особенно в плане температур реаций.

Цитата: Uniterm от 24.02.2009 23:43:46
Не слетил ли он со своих магнитных подшипников и  не разнесет ли вдребезги само авто и неудачно подвернувшихся соседей?

Меня больше беспокоит случай разрушения подшипников...

Цитата: Жофар от 24.02.2009 00:27:48
О супермаховиках.
Я чуток интересовался этой темой. Изобрел наш человек в 60-х годах, Нурбей Владимирович Гулиа(http://moaebp.ru/GuliaNV.html). Сейчас он его доработал с учетом появления новых материалов и предложил разные варианты его использования - http://lib.irismedia…l/ek08.htm. Если вкратце, то маховик приличной массы раскручивается до нескольких десятков тысяч оборотов в безвоздушном пространстве и на оси из постоянных магнитов (для уменьшения трения). При этом на единицу массы запасается (и легко отдается) в десятки раз больше энергии, чем любые существующие аккумуляторы. Плюс малые потери, бесконечное кол-во циклов заряда-разряда и в разы большая долговечность. Сфера применения огромная: от авто до гигантских накопителей рядом с электростанциями и заряжающимся ночным эл-вом. Америкосы уже кое-что производят..

А вот мне интересно:
1. Абсолютно безвоздушного пространства в технике быть не может, всегда есть остаточное давление, так что потери энергии на трение будут в любом случае. Медленно и трагически в любую закрытую камеру (из которой предварительно был откачен воздух) будут натекать газы из окружающей среды. Чтобы поддерживать низкое давление в камере с маховиком придется приделать к ней систему из нескольких вакуумных насосов, а они обычно потребляют приличное количество энергии. А действительно ли потери энергии при хранении такого заряженного аккумулятора так малы, как нам рассказывают авторы изобретения?

2. Вот у нас есть автомобиль с маховиком в роли аккумулятора. Что произойдет, если машина попадет в аварию, и вакуумная камера маховика деформируется или разгерметизируется? Я так подозреваю, что от пассажиров автомобиля мокрое место останется, так как вся запасенная в аккумуляторе энергия радостно выделится в окружающую среду при столкновении маховика со стенками его вакуумной камеры.

Я думаю, супермаховики в авто это наглая и беспощадная попытка выбить бабла для распила на инновациях.

Цитата: stebat777 от 25.02.2009 01:03:33
А вот мне интересно:
1. Абсолютно безвоздушного пространства в технике быть не может, всегда есть остаточное давление, так что потери энергии на трение будут в любом случае. Медленно и трагически в любую закрытую камеру (из которой предварительно был откачен воздух) будут натекать газы из окружающей среды. Чтобы поддерживать низкое давление в камере с маховиком придется приделать к ней систему из нескольких вакуумных насосов, а они обычно потребляют приличное количество энергии. А действительно ли потери энергии при хранении такого заряженного аккумулятора так малы, как нам рассказывают авторы изобретения?

2. Вот у нас есть автомобиль с маховиком в роли аккумулятора. Что произойдет, если машина попадет в аварию, и вакуумная камера маховика деформируется или разгерметизируется? Я так подозреваю, что от пассажиров автомобиля мокрое место останется, так как вся запасенная в аккумуляторе энергия радостно выделится в окружающую среду при столкновении маховика со стенками его вакуумной камеры.

1. Вопрос не в том, что он будет крутиться вечно. Вопрос в том, что при достаточном качестве исполнения запаса хорошего маховика хватит на несколько лет (это если в гараже стоять, конечно) даже с учетом постепенной утраты герметичности. Если ездить на машине хоть раз в неделю -- потери пренебрежительно малы. Если раз в несколько лет -- придется раскручивать перед поездкой, "прокачивать вакуум", прошу прощения за термин

2. Вы хоть раз слышали, чтобы в результате аварии у автомобиля пострадали шатуны? Или сорвался с крепления маховик двигателя?
Предположительно, если в результате аварии ДАЖЕ маховик окажется поврежден -- пассажирам будет уже все равно  ;)
Суть открытия Гулиа -- это БЕЗОПАСНЫЙ маховик. В результате повреждений не колется и разрывается, а лохматится и тормозится. То есть, тепла выделится, само собой, много -- но не бензин же, не взовется и не загорится. Раскалится -- потом остынет

Но самое интересное -- маховик можно использовать на "реверс", в качестве тормоза. То есть, сократить затраты энергии на движение в городском цикле раза в полтора.

Цитата: stebat777 от 25.02.2009 01:03:33
2. Вот у нас есть автомобиль с маховиком в роли аккумулятора. Что произойдет, если машина попадет в аварию, и вакуумная камера маховика деформируется или разгерметизируется? Я так подозреваю, что от пассажиров автомобиля мокрое место останется, так как вся запасенная в аккумуляторе энергия радостно выделится в окружающую среду при столкновении маховика со стенками его вакуумной камеры.

Если маховик ленточный, например из углепластика, то часть лент из наружного слоя оборвётся, одновременно разрушатся подшипники. Оставшаяся относительно неповреждённой часть маховика продолжая вращение осядет вниз и тоже начнет разваливаться на ошмётки. Вобщем примерно как в стиральной машине, только гораздо быстрее. Вся эта куча будет быстро нагреваться. Возможен разрыв кожуха (сильный нагрев плюс давление быстровращающейся массы внутри), если авария серьёзная.  
При аварии какогонить сверхпроводящего накопителя фейрверк наверно получится не меньший, мягко говоря.

Цитата: stebat777 от 25.02.2009 01:03:33
Я думаю, супермаховики в авто это наглая и беспощадная попытка выбить бабла для распила на инновациях.

Маховики пока не особо пилят, они и так вполне себе работают в разной технике, на вторых-третьих ролях. Пару раз всего сообщения слышал в ящике о боль-менее современных изысканиях на тему махомобилей. Американы и японцы что-то там мутят в этом направлении.
А стационарные накопители выпускаются серийно. В дополнение к солнечным и ветроэлектростанциям например.

У жиробуса запасённой кинетической энергии достаточно для преодоления расстояния 4-5 км. Кпд не более 50%; материалоёмкость махового агрегата составляет 322 кг/квтЇч (в 32 раза больше(!), чем у современных электрохимических источников тока). По удельным эксплуатационным затратам жиробус дороже троллейбуса на 5% и автобуса на 20%. Опытные жиробусы эксплуатировались на междугородных линиях в Бельгии. Жиробус является вспомогательным пассажирским транспортом для коротких трасс, пригодным для обслуживания взрывоопасных объектов.

Вообще-то тема аккумуляторов всплыла в связи с предположениями о существовании прорывных технологий. Случилось познакомиться с одной из них: строительство вакуумированных туннелей. Ряд технологий позволяют строить в гранитах и базальтах остеклованные туннели диаметром 2 и более метра со скоростью до 250м/ч, стоимость 1 км от $250 тыс. Дешевизна обусловлена тем, что никакие сторонние материалы не нужны, стенки туннеля образовываются в процессе локального плавления горных пород (бОльшая часть массы не плавится, даже не нагревается, а выбрасывается через шлюз наружу). Расходуется только энергия, причем не на много больше, чем при производстве цемента. При прокладке такого туннеля все выделяющиеся газы откачиваются, а построенный туннель поддерживается под вакуумом. Транспортировка людей и грузов осуществляется безмоторными капсулами, по инерции. То есть, нет необходимости в аккумулировании энергии на самом транспортном средстве, достаточно подать электричество, например, на линейный электродвигатель на старте. Капсула разгоняется на достаточно длительном участке, чтоб было комфортное ускорение, и летит далее по прямой по инерции, без сопротивления. В конечном пункте капсула тормозится, отдавая запасенную энергию в сеть. Столкновения капсул исключены, так как изменение направления движения осуществляется на поворотных механизмах, где линейная скорость капсулы равна нулю. Энергию можно получать из геотермального градиента, достаточно запустить "землеройку" не параллельно поверхности земли, а вниз. На глубине 7 - 10 км всегда есть достаточно тепла для получения водяного пара для турбин эл.генераторов.
Главная проблема осуществления такого проекта - не техническая, а чисто психологическая, ну не хочет человечество лезть под землю и освободить дневную поверхность от дорог, помоек, фабрик, карьеров.

Цитата: Велес от 25.02.2009 02:41:36
У жиробуса запасённой кинетической энергии достаточно для преодоления расстояния 4-5 км. Кпд не более 50%; материалоёмкость махового агрегата составляет 322 кг/квтЇч (в 32 раза больше(!), чем у современных электрохимических источников тока). По удельным эксплуатационным затратам жиробус дороже троллейбуса на 5% и автобуса на 20%.

Так этот жиробус наверное древний. Ещё и со сплошным маховиком поди, с оборотами тысячи две/две с половиной.

Цитата: Велес от 25.02.2009 02:41:36
При прокладке такого туннеля все выделяющиеся газы откачиваются, а построенный туннель поддерживается под вакуумом. Транспортировка людей и грузов осуществляется безмоторными капсулами, по инерции.

Жесть. Но чето боязно, не хотелось бы застрять в таком "лифте". Да ещё в вакууме. Вдруг хулиганы какие дырочку проковыряют.

Цитата: ffe от 25.02.2009 03:21:38
Так этот жиробус наверное древний. Ещё и со сплошным маховиком поди, с оборотами тысячи две/две с половиной.

Жесть. Но чето боязно, не хотелось бы застрять в таком "лифте". Да ещё в вакууме. Вдруг хулиганы какие дырочку проковыряют.

1 Цитировал по памяти, если не ошибаюсь, оборотов - порядка 100 тыс, маховик ленточный.
2 То-то и оно-то. Впрочем, никто не запрещает иметь в капсуле запасной аккумулятор и моторчик, в случае чего можно своим ходом дотелепать до ближайшей станции, попивая пиво из холодильника и глядя в телевизор. Или подавать в капсулу микроволновую энергию, используя туннель как волновод (это электроника больших мощностей).  Но ехать долго, а лететь в штатном режиме - скорость может достигать 2 - 3 Махов....

Цитата: iz_kirova от 24.02.2009 20:43:41
Факт, что работа гидроэлектростанций замедляет вращение Земли на секунду в год установлен уже давно астрономами.

Извините, но даже комментировать не хочется. Посчитать хртя бы попробуйте, на пальцах, прежде чем постить такое.

Цитата: Schreibikus от 25.02.2009 03:51:06
Извините, но даже комментировать не хочется. Посчитать хртя бы попробуйте, на пальцах, прежде чем постить такое.

А вот не получается на пальцах посчитать. Фигня какая-то... но и источник проверенный. Короче, за что купил - за то продал. Чел сказал, что тормозится, а я этому челу верю в подобных вопросах.