Альтернативная энергетика и энергосбережение

Цитата: Feral ArtRaz от 16.01.2014 11:39:21

Здравая идея, что на высоте ветер сильнее и мощность отбора пропорциональна кубу (?)  скорости ветра, привела к ...

"Гугл купил за $15 млн. калифорнийскую фирму "Макани Пауэр" ... те предлагают решить проблему генерации электроэнергии с помощью самоуправляемого "воздушного змея" на высоте от 800 до 2000 футов (~240 - 600 метров) ..  "Макани" испытывает 30 кВт прототип, но надеется выйти на 600 кВт мощность ... когда ветер падает, "змей" автоматически в вертолётном режиме возвращается на базу .. "

Не вдаваясь в детали аэродинамики,

А как мы доставим эту энергию на землю? ... длины кабеля будет ~850м ?


4. расчитан ли этот "змей" с 4 х ~150кВ реверсивными мотор-генераторами весом ~2,8 тонны (по моим прикидка на основе АББ AMG 0280 ряда), поднять дополнительные 215 х 8,5 = 1827 кг (почти 2 тонны с учётом + кевларового стержня жесткости) кабеля?

5. сколько энергии будет потребляться из сети на вертолётный подъем электромоторами аппарата в ~5-8 тонн через кабель на высоту 600м?

6. в автоматическом режиме при колебаниях скорости ветра, не будет ли "змей" постоянно взлетать/опускаться (сжирая энергию сети) каждые полчаса или чаще и какой в результате будет КИУМ этих 600кВт генерации?

7. нет ли здесь вообще "полный вес с учётом кабеля /мощность" неподъемного тупика?

не суть важно на сколько тонн рассчитан конкретно этот змей. это просто отработка элементов конструкции.

любую разумную массу можно поднять и удержать на любой оптимальной для такого девайса высоте. это вопрос постановки тех задания. все технологии и материалы есть в промышленном производстве.

зависит от подъемной силы (профиля крыла, площади и скорости набегающего потока).

вполне можно разработать и построить (технически реализуем) девайс размером с мрию. по крайней мере крыло уже точно есть

затраты на вертолетный подъем можно легко посчитать по расходу толива сравнимого вертолета. я прикинул, что на поднять 5 тонн на 600 метров потребуется примерно 25-30 кВт*часов.

хотя подъем не обязательно совершать вертолетным способом. можно аэростатным или аэродинамическим способом. в этом случае просто размеры будут несколько поболе.

пару лет назад у меня была похожая идея построить аэростат, имеющий форму крыла, только не с ветряком, а с солнечными панелями.

-------------------

благодаря архимеду неподъемного тупика при работе в атмосфере не предвидится. можно кабель вывесить на аэростатах, закрепленных через определенные промежутки.

--------------------

основная проблема - безопасность эксплуатации в условиях интенсивного авиационного сообщения и достаточно густозаселенной территории.

хотя, в отличие от солнечных панелей, ветряк не нужно поднимать слишком высоко и вероятно особой опасности он не представляет, но как на это посмотрят сертифицирующие организации ...

-------------------

а с экономикой все далеко не так ажурно.

если уж идет речь исключительно об альтернативном энергоснабжении, то существует масса экономически существенно более привлекательных, простых и безопасных способов.

а как хобби или для развития творческого воображения и инженерно-технических навыков у школьников или студентов самое то.

Цитата: Hanych от 16.01.2014 14:34:20
Поинтересовался. Стоит 30 миллионов долларов за килограмм, мощности по его извлечению используются не полностью. Для батареек (ниже)  и люминофоров расход очень мал. Во всяком случае в СССР часы Амфибия (за всю серию аналогичных часов, типа командирских, не поручусь) с ним были и стоили вполне разумных денег. Кстати и Полет тоже с такими же стрелками у меня был и в инструкции тоже фигурировал тритий.



это из популярной механики за прошлый год. Так что для бытового применения он вполне себе.

Вы переводите стрелки. Речь шла не о стрелках часов, а о батареях как источниках энергии. В быту --- значит освещение, скажем условно, дачного домика.

Тритий в атомсфере космические лучи производят, но ни одого нано... пикограмма человечество из атмосферы не собрало да никогда и не соберет.  Весь произведенный в реакторах тритий --- другого в мире нет! --- сегодня  гибнет после бета-распада под производство гелия-3. А гелий-3 нужен под производство нейтронных детекторов --- ничего чувствительнее ядерная физика человечеству предложить не в состоянии. Я не знаю, как в России, но знаю достоверно как в США. Купить в соседней аптеке гелий-3 невозможно, все экспроприировано государством и продается исключительно с санкции Госдепартамента. Все идет на оснащение всех точек въезда и импорта в США нейтронными детекторами, так как одно в США известно с полной достоверностью: какого бы цвета террорист не слепил грязную или не самую грязную ядерную бомбу, местом испытания будут непременно США. Поэтому надо ощетиниться так, чтобы ввезти ее в США было невозможно.

Так что никогда в жизни будочка с сердечком в двери и очком на вашем дачном удачке тритиевой батарейкой освещаться не будет.

Цитата: Фёдор144 от 17.01.2014 02:07:07

благодаря архимеду неподъемного тупика при работе в атмосфере не предвидится. можно кабель вывесить на аэростатах, закрепленных через определенные промежутки.

Фантазировать тоже надо с уважением к физике: от такого кабеля одни лохмотья останутся уже через пару недель.

Цитата: Dobryаk от 17.01.2014 10:04:32
Вы переводите стрелки. Речь шла не о стрелках часов, а о батареях как источниках энергии. В быту --- значит освещение, скажем условно, дачного домика.

Тритий в атомсфере космические лучи производят, но ни одого нано... пикограмма человечество из атмосферы не собрало да никогда и не соберет.  Весь произведенный в реакторах тритий --- другого в мире нет! --- сегодня  гибнет после бета-распада под производство гелия-3. А гелий-3 нужен под производство нейтронных детекторов --- ничего чувствительнее ядерная физика человечеству предложить не в состоянии. Я не знаю, как в России, но знаю достоверно как в США. Купить в соседней аптеке гелий-3 невозможно, все экспроприировано государством и продается исключительно с санкции Госдепартамента. Все идет на оснащение всех точек въезда и импорта в США нейтронными детекторами, так как одно в США известно с полной достоверностью: какого бы цвета террорист не слепил грязную или не самую грязную ядерную бомбу, местом испытания будут непременно США. Поэтому надо ощетиниться так, чтобы ввезти ее в США было невозможно.

Так что никогда в жизни будочка с сердечком в двери и очком на вашем дачном удачке тритиевой батарейкой освещаться не будет.

Это где я планировал применять тритиевые источники электропитания для освещения условно дачного домика? Даже условно?   И не знаю, как там с гелием 3, а брелки для подсветки за счет распада трития вполне себе продаются и производство нейтронных детекторов их производству никак не мешает.
Я говорил о  том, что радиоактивность трития их производству и эксплуатации в быту ни разу не помеха.

Цитата: Hanych от 17.01.2014 13:00:16
брелки для подсветки за счет распада трития вполне себе продаются

Где? Почем пучок в базарный день? И как их выключают, когда днем светло и когда подсветка не нужна?

Цитата: Dobryаk от 17.01.2014 18:30:33
Где? Почем пучок в базарный день? И как их выключают, когда днем светло и когда подсветка не нужна?

также, как батарейки...   зачем их выключать, срок службы от этого не увеличится.
цена 3-9 баксов, легко находятся яндексом.

Цитата: Dobryаk от 16.01.2014 09:40:05
Аспирант ТПУ разработал ядерную батарейку
...
Второе примечание: ни о каком бытовом применении не может быть и речи.

Вообще-то, к энергетике это имеет отношение такое же, как и штаммы вирусов к сельскому хозяйству.

Вот эти батарейки, точно такие же, уже в продаже.

http://www.citylabs.…&Itemid=25



Сфера применения - микроэлектроника.
Абсолютно безопасны даже для использования в медицинских имплантах.

Цитата: basilevs от 16.01.2014 13:39:00
Могу только дополнить пост Добряка, что у нас в России тоже есть ночной/дневной тариф, и у нас ночной тоже тупо дешевле. Поэтому запускать стиралку и мультиварку на ночь у нас тоже дешевле. И этим у нас тоже довольно многие пользуются.

И никакого новомодного Smart-Grid не надо. Может, его авторам сначала изучить, что сейчас и так существует, прежде чем велосипеды изобретать и рекламировать?

Осталось поменять двухтарифный план на N-тарифный, где N-произвольное число, меняется динамически и непредсказуемо, как и величина тарифа - и получим SmartGrid. И больше не надо ничего не изобретать.


Кстати.
Google, который сейчас разными способами лезет на рынок SmartHouse'ов (завороженный бриллиантовым дымом этого нового сегмента рынка) - купил фирму Nest, которая занимается уже упомянутыми на ветке устройствами для SmartGrid'a, в частности, умными термостатами.

http://qz.com/166473…mart-grid/

Предложенное на ветке техническое решение отключать на период critical load кондиционеры, "чтоб клиенты передохли", несомненно является гениальным и оптимальным, с точки зрения именно технического подхода, но скорее всего не понравится этим самым клиентам.
Поэтому, на рынке более высоким спросом будут пользоваться решения умных термостатов, которые, общаясь с электросетью, заранее выясняют, когда им ждать вероятного сигнала о critical load, и подготавливают дом, чтобы не включать обогреватель или кондиционер в этот период времени,в режиме наиболее комфортном для клиента...

Ну и о КИУМе.

Тоже в режиме FAQ.

http://www.greentech…reen-power





Следует понимать, что КИУМ дается по технологиям, а не по отдельным станциям
Поэтому уголь и газ уехал глубоко вниз от АЭС
Другими словами, часть угольных и газовых станций работает в base load, а часть на ночь выключается.
А еще часть вообще стоит в резерве, чтобы включиться на несколько недель в году, в жарких регионах поддержать энергосистему в период heat waves, а в холодных - во время особых холодов

Ко мне вдруг обратились с просьбой "грубо прикинуть" данные для заправки электромобилей от солнца.
Вероятно это может быть интересно и другим читающим здесь людям?

Возьмём для примера популярный в США электромобиль " Tesla-S"  со средней батареей в 60 кВт/ч и пробегом по заводским данным в 370км.
http://en.wikipedia.…la_Model_S
Заметьте - для апгрейда от стандартной батареи в 40кВт/ч нужно добавить $11 000.
Напомню - вся батарея состоит из 7000 штук элементов типа 18650 (18мм диам, 65 мм длина).
И я не буду даже упоминать пожары этих Теслов в последнее время ..

"Зарядка для Теслы С .. встроенная в машину, позволяет заряд от источника 120/240В мощностью 10кВт. Дополнительный блок за $2700 позволяет заряжать от настенной зарядки в 20кВт и током до 100А ... Время заряда зависит от степени разряда самой батареи, её емкости, напряжения и номинала выключателя.
От 10кВт источника стандарта NEMA 14-50 в 240В / 50А заряд батареи может быть восстановлен на уровне 50 км пробега на каждый час зарядки (т.е 370/ 5 = 7,4 часа).
От 20кВт источника 240В заряд батареи может быть восстановлен на уровне 100 км пробега /час заряда (3,7 часа полностью).
Для батарей в 85кВт/ч ( и 60кВт/ч с обновлением софта за дополнительную плату) предусмотрен "roadside Tesla Supercharger" (Суперзарядка на "обочине" /станции), восстанавливающий заряд батареи на 320 км за 30 минут... [в 100-140 кВт?]"



Приняв средний 20кВт источник заряда и к.п.д. импульсных источников питания в ~90%, получим ~23 кВт солнечных панелей.
Возьмём 100Вт, 12В солн. панель, площадью 1,2 х 0,55 = 0,66 м2 и ценой $160:
http://www.renogy-st…g-100d.htm

Вся сборка из 230 таких панелей (или 154 штуки 150Вт-ных) будет  - ~152 м2 (с зазорами 20 х 8 м) и реальной ценой в ~$50-55 тыс. (с учётом 50-60% на оплату установки, провода и SMA инверторы - в странах с дотацией правительством на "зелень" может быть в районе ~$36 тыс.?)

Для обычной заправки на 8 машин это превращается в ~ $ 500 000 (пол-лимона) и крышей с солн. панелями в 1280 м2 (~50 х 25 м).
Надо учитывать, что:
- эта заправка будет удовлетворительно работать в солнечной и "без туч сегодня" Калифорнике всего 5-7 часов в день и почти никак  в районе Смоленска,
- разумеется кВт/ч от угольной станции (тем более ночью) будут на порядок дешевля для хозяина такой  "заправки", но для Supercharger варианта нужна будет местная трансф.подстанция в ~1 МВт с учётом освещения и будки оператора,
- поехав на рыбалку или с семьей на дачу, вам нужно будет просидеть на такой "заправе" почти 4 часа (дети могут половить в траве кузнечика, а жена сможет распилить вам мозг на атомы ...)

Расчёт грубоват - буду благодарен народу с более реальными цифрами и калькулятором в руке за поправки /уточнения.

А вот интересно - почему не делают электромобилей с возможностью установки дизельгенератора? Выглядит логично - повседневный режим работы (на работу/с работы) - режим чистого электромобиля. Надо поехать куда-нибудь в прерии, где много диких электрозаправок нету - очистил багажник, в него поставил блок дизельгенератора+топливный бак. Для крейсерского режима и выходных кВт 10 должно хватить (реально и меньше хватит). Получаем некий конструктор - электромобиль/гибрид.

Цитата: an_private от 18.01.2014 13:00:07
А вот интересно - почему не делают электромобилей с возможностью установки дизельгенератора? Выглядит логично - повседневный режим работы (на работу/с работы) - режим чистого электромобиля. Надо поехать куда-нибудь в прерии, где много диких электрозаправок нету - очистил багажник, в него поставил блок дизельгенератора+топливный бак. Для крейсерского режима и выходных кВт 10 должно хватить (реально и меньше хватит). Получаем некий конструктор - электромобиль/гибрид.

10 кВт в багажник не запихнёшь и не подымишь, но есть варианты:



Конструктор - электромобиль/гибрид - прицеп/генератор и много-много солярки.

Цитата: Feral ArtRaz от 18.01.2014 09:17:27
Феодор, спасибо за в этот раз чёткий и по делу пост. Кстати, какая там у нас мощность в кВт двиглов малых вертолетов на 5-8 тонн от скажем Agusta-Westland?
Было бы интересно сравнить кВт/тонну веса газотурбин и электромашинных мотор/генераторов скажем пост. тока ? (думаю газ.турбины сильно выигрывают?)

насколько я понимаю, электрогенератор - обратимая машина

и значит двигатели на подъем у нас уже есть. дополнительных не требуется.

Цитата: an_private от 18.01.2014 13:00:07
А вот интересно - почему не делают электромобилей с возможностью установки дизельгенератора?

Почему не делают? Делают, правда генератор не дизельный, а бензиновый.
Это Plugin гибриды, или PHEV, на рынке сейчас более 10 моделей, самая популярная в Штатах  - GM Volt.

Цитата: an_private от 18.01.2014 13:00:07
А вот интересно - почему не делают электромобилей с возможностью установки дизельгенератора? Выглядит логично - повседневный режим работы (на работу/с работы) - режим чистого электромобиля. Надо поехать куда-нибудь в прерии, где много диких электрозаправок нету - очистил багажник, в него поставил блок дизельгенератора+топливный бак.

Как раз логично не выглядит. Там просто получается слишком длинная цепочка с падением общего к.п.д. преобразования энергии на каждой ступени:

1 литр солярки с 43 Мдж/кг > дизель-генератор в 300-400 кг и с к.п.д. 0,3 х 0,9 = 0,27 > электроника зарядки с 0,9 > эффективность заряд/разряд 7000 батареек в 0,7 > к.п.д привода +электромотор колес в 0,8 = итого всего-то  ~10-13% полный к.п.д. системы.
Чуть лучше, чем у паровоза.

На сегодня и след. 10 лет проще, лучше и дешевле купить у Автотора дизельную BMW-520d российской сборки с супер-дизелем нового поколения, 38-42% к.п.д. и обогревом салона зимой от остальных ~60% тепловых потерь:
http://www.avtotor.r…Itemid=575

(где-то видел, что Калининград занял первое место по качеству сборки среди всех заводов BMW? как оправдывался их немецкий менеджер - ну, да ... у них там на сборке военные инженеры с "Янтаря", а у нас в Германии - тупые турки и румыны ..):

Они по экономичности на пробеге Лондон - Женева побили все гибридные Приусы и Вольты:
http://www.topspeed.…54284.html

Как говорил Жванецкий : "Если бы я бросил пить... Не гулял с друзьями... Не танцевал, не тратил столько времени на женщин... Был бы усидчив... я бы писал, читал, рассчитывал, изучал, чертил, брал на дом работу, искал темы, подмечал острым глазом, изобретал электромобили, выступал в журналах и горынычем на Авантюре , сидел ночами. Что-то открыл бы. Защитил бы докторскую... И уже тогда гулял бы с друзьями, и танцевал, и тратил много времени на женщин. ...  
Что я сейчас и делаю без всех этих хлопот!"  

Цитата: Feral ArtRaz от 18.01.2014 09:18:36
Ко мне вдруг обратились с просьбой "грубо прикинуть" данные для заправки электромобилей от солнца.
...
Для обычной заправки на 8 машин это превращается в ~ $ 500 000 (пол-лимона) и крышей с солн. панелями в 1280 м2 (~50 х 25 м).

На практике заправка от солнца осуществляется другим способом, поэтому расчеты идут другие.
Первым делом владелец прикидывает месячный пробег EV.
Потом прикидывает сколько у него выходит миль на kwh, этот показатель может плавать в зависимости от кучи нюансов.
Исходя из этого определяется, сколько нужно kwh, смотрится местная инсоляция, на крышу ставится солнечные панели с небольшим запасом, днем эти киловатты сливаются в сеть по Netmetering, а ночью забираются, без всяких дерганий, ожиданий и поездок на заправку.

Приблизительные цифры для Nissan Leaf, 1000 миль в месяц и Калифорнии  - 4  мили на kwh плюс усушка-утруска, ---> панель 2.5 kw, окупаемость ~3-4 года, после чего 20+ лет можно кататься бесплатно.

Цитата: горыныч от 19.01.2014 08:45:13
На практике заправка от солнца осуществляется другим способом, поэтому расчеты идут другие.
Первым делом владелец прикидывает месячный пробег EV. ... Потом прикидывает сколько у него выходит миль на kwh, этот показатель может плавать в зависимости от кучи нюансов .. смотрится местная инсоляция, на крышу ставится солнечные панели с небольшим запасом, днем эти киловатты сливаются в сеть по Netmetering, а ночью забираются ...Приблизительные цифры для Nissan Leaf, 1000 миль в месяц и Калифорнии  - 4  мили на kwh плюс усушка-утруска, ---> панель 2.5 kw, окупаемость ~3-4 года, после чего 20+ лет можно кататься бесплатно.

К сожалению, Вы опять ничего не поняли и/или поняли "с точностью до наоборот".
Ваши 1-фазные 2,5 кВт солн. панели на крыше якобы должны с дотацией 30-40 центов/кВтч выработать достаточно энергии через счётчик домозяйства, чтобы потом ночью потребить бездотационные 3-фазные 2-3 цента/кВтч угольной станции?
Это экономический абсурд.

Как было указано выше - 10кВт зарядка заряжает Теслу-С за 7,4 часа. Следовательно Вашему 2,5 кВт источнику энергии даже при "аккумулированию куда-то в высоковольтную энергосистему" (бред) день/ночь потребуется 7.4 х (10/2,5) = 29,6 часов, что явно превышает любую ночь даже в сказочном Мордоре вашего местного калифорнийского Голливуда.

Набор слов про месячный пробег EV и "20+ лет кататься бесплатно" на сборке из 7000 пальчиковых мини-батареек тоже не имеет никакого электротехнического смысла.
Вы же по большому счёту явно неглупый человек и я, честно говоря, не понимаю зачем Вы раз за разом упорно пишите эти буквы? Или у Вас есть какое-то "задание"?

Впрочем мне, по принципу от Матфея (гл.7 стр.6) "Margaritas ante porcos - не мечите бисер ...чтобы они не попрали его ногами своими", проще просто игнорировать Ваши посты на этой ветке, уж извините великодушно.

Цитата: Feral ArtRaz от 19.01.2014 09:22:08
К сожалению, Вы опять ничего не поняли и/или поняли "с точностью до наоборот".
Ваши 2,5 кВт солн. панели на крыше якобы должны с дотацией 30-40 центов/кВтч выработать достаточно энергии через счётчик домозяйства, чтобы потом ночью потребить бездотационные 2-3 цента/кВтч угольной станции?
Это экономический абсурд.

Какие центы? Какие дотации?
Это же не солнечная станция. Я ведь объяснял, как работает NetMetering - днем киловат-час отдал, а ночью его забрал.
Сеть на этом еще наживается, потому что днем этот киловатт-час стоит 30 центов, а ночью 5 центов.
В будущем - да, хотят прилепить счетчик на Time-of-use, это одна из фишек SmartGrid'а, об этом здесь уже говорилось, но к этому будущему еще надо прийти.

Цитата: Feral ArtRaz от 19.01.2014 09:22:08
Как было указано выше - 10кВт зарядка заряжает Теслу-С за 7,4 часа. Следовательно Вашему 2,5 кВт источнику энергии даже при "аккумулированию куда-то в высоковольтную энергосистему" (бред) день/ночь потребуется 7.4 х (10/2,5) = 29,6 часов, что явно превышает любую ночь даже в сказочном Мордоре вашего местного калифорнийского Голливуда.

Это если Tesla за день будет ПОЛНОСТЬЮ разряжать батарею. А в реалиях ежедневный пробег среднего американца редко превышает 30 миль(отсюда таков размер батареи у Вольта), что для Теслы = 10-12 kwh, для Leaf - 7.5-8  kwh. Последнее замечательно вырабатывается солнечной панелью в 2.5kw за день.
Высоковольная система при NetMetering вообще не при делах, этот kwh лезет не туда, а в соседний коттедж бабушки.

Цитата: Feral ArtRaz от 19.01.2014 09:22:08
Набор слов про месячный пробег EV и "20+ лет кататься бесплатно" тоже не имеет никакого электротехнического смысла.
Вы же по большому счёту явно неглупый человек и я, честно говоря, не понимаю зачем Вы раз за разом упорно пишите эти буквы? У Вас есть какое-то "задание"? Впрочем, мне проще просто игнорировать Ваши посты на этой ветке, уж великодушно извините ...

В чем электротехничность предположения, что владелец EV, как идиот, накатывает больше 200 миль в день?

Смысл месячного пробега в том, что NetMetering считается по итогам каждого месяца, скока kwh ходило в этом месяце туды-сюды, и если нет желания спонсировать сетевиков из своего кармана, то приходится считать, чтобы итог был близок к нулю, ибо солнечная панель - штука дорогая.
А про окупаемость и бесплатность - так это реальность данная нам в ощущениях, мне вообще странно, что в этом можно сомневаться...

Цитата: Feral ArtRaz от 19.01.2014 07:07:01
На сегодня и след. 10 лет проще, лучше и дешевле купить у Автотора дизельную BMW-520d российской сборки с супер-дизелем нового поколения, 38-42% к.п.д. и обогревом салона зимой от остальных ~60% тепловых потерь

Они по экономичности на пробеге Лондон - Женева побили все гибридные Приусы и Вольты:
http://www.topspeed.…54284.html

Как говорил Жванецкий :

Как говорил Жванецкий, тщательнЕЕ надо.

- в 2008 году, когда, согласно вам, "побили Вольтов", их еще не было, как и вообще, PHEV'ов.
- побили не их, а простой гибрид Приус
- побили не в общем тесте, а в тестовом пробеге по фривею, без светофоров, хотя эффективность гибридов заточена именно под светофоры, т.е. реальную жизнь, где указанная бмв-шка проигрывает с треском. Даже простому гибриду, а уж до PHEV ей вообще, как до Луны...

Короче, не выиграл, а проиграл, не в лотерею, а в преф, не Волгу, а сто рублей...

Цитата: горыныч от 19.01.2014 10:50:55
реальную жизнь, где указанная бмв-шка проигрывает с треском. Даже простому гибриду, а уж до PHEV ей вообще, как до Луны...

Реальность в том, что пока владельцы приусоподобных стоят в пробках пытаясь чето там сэкономить, владелец дизельной BMW объедет весь город вокруг, сэкономив время и деньги соответственно.
Но альтернативщики они такие, им подавай альтернативную реальность. )