Альтернативная энергетика и энергосбережение

Цитата: nickd55 от 14.03.2016 08:36:06Повторюсь:
- эти самые резервные мощности для балансировки системы УЖЕ давно есть и ПОСТОЯННО работают, затраты на их содержание - УЖЕ давно есть и будут всегда.
Ничто не мешает технически уже сейчас имеющимися резервами балансировать сеть в пределах 10-15% мощности (напомню, законодатели ограничили пятью процентами).
Поэтому, с технической точки зрения каких-то значительных проблем вообще нет.
Кстати, еще далеко не факт, что эти резервные мощности будут включаться значительно чаще при балансировке менее 5% от ВИЭ.
Дисбаланс ночного и дневного потребления в нашем крае - значительный, следовательно, эти резервные мощности КАЖДЫЙ ДЕНЬ сейчас работают. А солнечные станции смогут немного сгладить рост дневного потребления.

Нету реально ни мощностей, ни сетей. Если брать в качестве примеров наши бывшие областные энергосистемы, то из них большинство сбалансированные или дефицитные. Появление в них 5% "зеленки" просто перегрузит транспортные сети 220-500 кВ. Вместо нарушения динамической устойчивости генераторов с последующим развалом Вы получите нарушение статической устойчивости, асинхронные хода в сети и последующий развал.

Цитата: ILPetr от 14.03.2016 09:10:47Нету реально ни мощностей, ни сетей. Если брать в качестве примеров наши бывшие областные энергосистемы, то из них большинство сбалансированные или дефицитные. Появление в них 5% "зеленки" просто перегрузит транспортные сети 220-500 кВ. Вместо нарушения динамической устойчивости генераторов с последующим развалом Вы получите нарушение статической устойчивости, асинхронные хода в сети и последующий развал.

От тут все хорошо расписано
http://engineeringsy…aciya-aes/
рекомаендую к прочтению нику55...особенно главы 

• УСЛОВИЯ РАБОТЫ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ СИСТЕМ
  


• ПОДДЕРЖАНИЕ РЕЖИМА В ЭНЕРГОСИСТЕМАХ
  

О гэс проЦитрирую полностью 


ГЭС в нашей стране имеют максимальные мощности до 6400 МВт (Сибирь) и 2540 МВт (на Волге). Мощности агрегатов

ГЭС зависят от условий ее размещения и колеблются от нескольких десятков кВт до 500 МВт. ГЭС имеют хорошие возможности для регулирования суточного графика нагрузки. Поэтому работа их характеризуется частыми пусками и остановами агрегатов, быстрым изменением рабочей мощности от нуля до номинальной. Тихоходные турбины и гидрогенераторы ГЭС по своей природе приспособлены к переменному режиму. Процесс пуска гидроагрегата и набора мощности полностью автоматизирован и требует всего нескольких минут. Поэтому ГЭС можно эффективно использовать в пиковой и полупиковой части графика нагрузок. Например, поддержание частоты в ЕЭС осуществляется, как правило, Жигулевской ГЭС. Правда, авария на Саяно-Шушенской ГЭС показала, что и на гидростанциях имеются свои ограничения по частоте и диапазону изменению нагрузки. В дальнейшем, очевидно, их придется учитывать.
Для систем очень важно, что ГЭС обычно имеют водохранилища, выполняющие функции аккумуляторов энергии, т.е. позволяющие накапливать воду и регулировать ее расход и, следовательно, рабочую мощность станции так, чтобы обеспечить наивыгоднейший режим для системы в целом. В зависимости от объема водохранилища период регулирования, т.е. время, необходимое для наполнения и срабатывания водохранилища, может составлять сутки, неделю, несколько месяцев и более. Наиболее выгодный режим работы ГЭС зависит от многих факторов и определяется расчетом. Например, в период паводка, когда естественный приток воды в реке велик, целесообразно использовать гидростанции круглосуточно с максимальной мощностью, чтобы уменьшить холостой сброс воды через плотину.
В остальное время при совместной работе гидростанций с тепловыми и атомными станциями нагрузку энергосистемы распределяют таким образом, чтобы при известном расходе воды в течение рассматриваемого периода времени обеспечить спрос на электрическую энергию с минимальными суммарными затратами в системе. Учитывается также, что режимы минимальной нагрузки ГЭС могут ограничиваться требованиями речного транспорта, рыбного хозяйства, условиями ирригации и водоснабжения.
Опыт эксплуатации показывает, что в течение большей части года ГЭС целесообразно использовать в пиковом режиме. Это значит, что в течение суток рабочая мощность станции должна изменяться в широких пределах - от минимальной, определяемой необходимым минимальным пропуском воды через плотину в часы, когда нагрузка в системе мала, до максимальной в часы наибольшей ее нагрузки (рис. 2.1). При таком использовании ГЭС нагрузка ТЭС и АЭС выравнивается, работа их становится более экономичной. Но продолжительность использования установленной мощности ГЭС получается меньше - до 1500-3000 ч/год для пиковых станций.
Остается отметить, что хотя в целом по стране возможности строительства ГЭС далеко не исчерпаны, в европейской части России, где именно и необходимы маневренные мощности, картина обратная. Практически после завершения строительства Волжского каскада крупные гидростанции строить негде. Мощности же существующих ГЭС заметно ниже диапазона изменения нагрузок в система

на кубани ситуауия правда нескоько лучше - в относительно недалеких 300-400 км горных районах есть можно построить ГЭС...но в целом на юге все прискорбно...

Цитата: stranger1234 от 14.03.2016 09:25:51От тут все хорошо расписано
http://engineeringsy…aciya-aes/
рекомаендую к прочтению нику55...особенно главы 

Скрытый текст

• УСЛОВИЯ РАБОТЫ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ СИСТЕМ
  


• ПОДДЕРЖАНИЕ РЕЖИМА В ЭНЕРГОСИСТЕМАХ
  

О гэс проЦитрирую полностью 


ГЭС в нашей стране имеют максимальные мощности до 6400 МВт (Сибирь) и 2540 МВт (на Волге). Мощности агрегатов

ГЭС зависят от условий ее размещения и колеблются от нескольких десятков кВт до 500 МВт. ГЭС имеют хорошие возможности для регулирования суточного графика нагрузки. Поэтому работа их характеризуется частыми пусками и остановами агрегатов, быстрым изменением рабочей мощности от нуля до номинальной. Тихоходные турбины и гидрогенераторы ГЭС по своей природе приспособлены к переменному режиму. Процесс пуска гидроагрегата и набора мощности полностью автоматизирован и требует всего нескольких минут. Поэтому ГЭС можно эффективно использовать в пиковой и полупиковой части графика нагрузок. Например, поддержание частоты в ЕЭС осуществляется, как правило, Жигулевской ГЭС. Правда, авария на Саяно-Шушенской ГЭС показала, что и на гидростанциях имеются свои ограничения по частоте и диапазону изменению нагрузки. В дальнейшем, очевидно, их придется учитывать.
Для систем очень важно, что ГЭС обычно имеют водохранилища, выполняющие функции аккумуляторов энергии, т.е. позволяющие накапливать воду и регулировать ее расход и, следовательно, рабочую мощность станции так, чтобы обеспечить наивыгоднейший режим для системы в целом. В зависимости от объема водохранилища период регулирования, т.е. время, необходимое для наполнения и срабатывания водохранилища, может составлять сутки, неделю, несколько месяцев и более. Наиболее выгодный режим работы ГЭС зависит от многих факторов и определяется расчетом. Например, в период паводка, когда естественный приток воды в реке велик, целесообразно использовать гидростанции круглосуточно с максимальной мощностью, чтобы уменьшить холостой сброс воды через плотину.
В остальное время при совместной работе гидростанций с тепловыми и атомными станциями нагрузку энергосистемы распределяют таким образом, чтобы при известном расходе воды в течение рассматриваемого периода времени обеспечить спрос на электрическую энергию с минимальными суммарными затратами в системе. Учитывается также, что режимы минимальной нагрузки ГЭС могут ограничиваться требованиями речного транспорта, рыбного хозяйства, условиями ирригации и водоснабжения.
Опыт эксплуатации показывает, что в течение большей части года ГЭС целесообразно использовать в пиковом режиме. Это значит, что в течение суток рабочая мощность станции должна изменяться в широких пределах - от минимальной, определяемой необходимым минимальным пропуском воды через плотину в часы, когда нагрузка в системе мала, до максимальной в часы наибольшей ее нагрузки (рис. 2.1). При таком использовании ГЭС нагрузка ТЭС и АЭС выравнивается, работа их становится более экономичной. Но продолжительность использования установленной мощности ГЭС получается меньше - до 1500-3000 ч/год для пиковых станций.
Остается отметить, что хотя в целом по стране возможности строительства ГЭС далеко не исчерпаны, в европейской части России, где именно и необходимы маневренные мощности, картина обратная. Практически после завершения строительства Волжского каскада крупные гидростанции строить негде. Мощности же существующих ГЭС заметно ниже диапазона изменения нагрузок в система

на кубани ситуауия правда нескоько лучше - в относительно недалеких 300-400 км горных районах есть можно построить ГЭС...но в целом на юге все прискорбно...

Еще неплохо знать, что крайние энергетические кампании Волжский каскад работал вообще только для обеспечения навигации. Из-за малоснежных зим и малого весеннего паводка даже пики потребления Волжский каскад "поддержать" не мог...

Цитата: ILPetr от 14.03.2016 11:55:07Еще неплохо знать, что крайние энергетические кампании Волжский каскад работал вообще только для обеспечения навигации. Из-за малоснежных зим и малого весеннего паводка даже пики потребления Волжский каскад "поддержать" не мог...

На дону еще хуже - уровень воды в цимлянском водохранилище упал...Водохранилище летом прошлого года обеспечивало сброс на уровне, что бы не остановить навигацию. А по дону идет большой поток грузов на экспорт - зерно, нефтянные танкеры с Волги, сера..Ситуация еще ухудшается тем, что с дона в волгу перекачивают по проекту 1 км3 воды...из-за недостатка воды и жаркого лета на Ростовской АЭС выросла температура воды в пруде охладителе - ясен перец это привело к снижению мощности...И это еще не все - из-за роста температуры воды как в водохранилище так и в пруде, возникает угроза роста цианбактерий , что потом ведет к замору рыбы, а когда она бует гнить вода насыщаться серовордородом...Отдельная песня с орошением земель...Короче с потеплением на нижнем Дону начнется полная веселуха  

Николай Иванов, Заведующий сектором "Энергетические рынки" Института энергетики и финансов о сланцевой революции, возобновляемой энергетике и перспективах нефтяного рынка.

[movie=400,300]http://youtu.be/VLGa5DYgccw[/movie]

Цитата: lenros от 15.03.2016 16:31:40Николай Иванов, Заведующий сектором "Энергетические рынки" Института энергетики и финансов о сланцевой революции, возобновляемой энергетике и перспективах нефтяного рынка.

[movie=400,300]http://youtu.be/VLGa5DYgccw[/movie]

Слушайте, ну это просто невежливо приводить фильмец на 80 минут без своей рецензии или основных тезисов, у некоторых И-нет тормознутый, мне в деревне понадобится часов 8 потратить чтобы просмотреть...

Российские ученые к 2017 году разработают энергоустановку для газопровода "Сила Сибири"
Источник: ИТАР-ТАСС, 29.03.2016 12:08



Такие устройства смогут обеспечивать питанием жителей удаленных районов, исключая затраты на протяжку проводов

Цитата: Алексей N от 29.03.2016 16:41:25Если мне не изменяет чутьё , то это мина под западные варианты зеленой энергетики . Причем - глобальная .
Давно про разработки слух идет и работать надо на опережение . Важно , чтоб не украли  ..

Это не альтернатива традиционной энергетики, как в прочем и западная зеленная ей не альтернатива.
Как я понял, главная фишка этой установки - автономность, т.е. её можно использовать на трассе газопровода для питания разных датчиков, устройств. Себестоимость её энергии может быть в 5-10 раз дороже чем "из розетки", но тянуть ЛЭП чтоб запитать 5кВт будет в 100, а то и в 1000 раз дороже.

Какая то очередная вундерфляй.

Цитата: ЦитатаПо словам ученого, преимуществами подобных установок являются их "всеядность" и экологичность. "Исходным топливом может служить все, что угодно: природный газ, метан, дизель, уголь, древесина, торф, стружка, отходы сельхозпроизводства. Энергоустановки на ТОТЭ экологически чистые, так как продукт сгорания водорода - обычная вода. У нас уже есть экспериментальный образец, который успешно проходит испытания с максимальной мощностью 2,5 кВт. Согласно проекту, новая установка будет более энергоэффективной с максимальной мощностью до 5кВт. В рамках станции катодной защиты такие источники используются впервые в мире", - добавил Зайков.

ТОТЭ работает на водороде, но водород то нужно сначала добыть газа, дизеля, угля? и т.д. и какие при этом будут отходы? 
Какой робот будет собирать уголь, торф, дрова и совать его в топку?
А не проще, в этом случае, как раз использовать ветер и солнце?

Цитата: ДядяВася от 30.03.2016 14:03:36Какая то очередная вундерфляй.


ТОТЭ работает на водороде, но водород то нужно сначала добыть газа, дизеля, угля? и т.д. и какие при этом будут отходы? 
Какой робот будет собирать уголь, торф, дрова и совать его в топку?
А не проще, в этом случае, как раз использовать ветер и солнце?

В качестве топлива могут быть использованы водород и любые углеводороды.

Цитата: sign от 30.03.2016 15:19:57В качестве топлива могут быть использованы водород и любые углеводороды.
[/b]

Ссылки будут на устройство конкретной вундерфляй.

Цитата: ДядяВася от 30.03.2016 14:03:36Какая то очередная вундерфляй.


ТОТЭ работает на водороде, но водород то нужно сначала добыть газа, дизеля, угля? и т.д. и какие при этом будут отходы? 
Какой робот будет собирать уголь, торф, дрова и совать его в топку?
А не проще, в этом случае, как раз использовать ветер и солнце?

Да этому вундервафлю уже сто лет в обед. Очень хорошая вещь. Жрёт на входе любые углеводороды. КПД (электрический) до 60%. Только большая, тяжёлая и жутко дорогая. Ценник на киловатт установленной мощности - адский. Есть серийные установки на этой технологии малой мощности. Например, Bloom Energy делает.
Вот пример их машинки: http://www.bloomenergy.com/fuel-cell/es5-data-sheet/
Но ценник...

Цитата: ДядяВася от 30.03.2016 16:55:40Ссылки будут на устройство конкретной вундерфляй.

Лябда зонд из автомобиля Вам в качестве примера.  

Цитата: ДядяВася от 30.03.2016 16:55:40Ссылки будут на устройство конкретной вундерфляй.

http://www.tehnoomsk.ru/node/1978

Как говорят сами разработчики, ТОТЭ конструктивно прост: в одном корпусе собрано несколько слоёв твердооксидных топливных элементов. У каждого элемента есть анод и катод, со стороны анода к нему подведено топливо, а со стороны катода – воздух. Сообщается, что для твердооксидного топливного элемента годятся разные виды топлива от чистого водорода до угарного газа и различных углеводородных соединений. В результате реакций, протекающих на аноде и катоде, расходуется кислород и топливо, а также создается ток ионов между электродами. Когда батарея встроена в электрическую цепь, в той начинает течь ток.

Цитата: basilevs от 30.03.2016 17:28:16Да этому вундервафлю уже сто лет в обед. Очень хорошая вещь. Жрёт на входе любые углеводороды. КПД (электрический) до 60%. Только большая, тяжёлая и жутко дорогая. Ценник на киловатт установленной мощности - адский. Есть серийные установки на этой технологии малой мощности. Например, Bloom Energy делает.
Вот пример их машинки: http://www.bloomenergy.com/fuel-cell/es5-data-sheet/
Но ценник...

Ну, вундервафлю из ссылки не очень то и простая, и любые углеводороды ей не по зубам, поскольку, как сказано, она работает на метане.

Посмотрев короткий ролик, оттуда же Ссылка и порывшись в инете, пришёл к выводу, что:

1. На поверхности анода идёт каталитический паровая конверсия метана - Ссылка, т.е.:

CH₄ + H₂O = CO + 3H₂ — реакция парового риформинга;

СО + H₂O = CO₂ + H₂ — реакция конверсии СО

2. И вот этот образовавшийся водород вступает в э.х. реакцию с кислородом и вырабатывает электричество и водяной пар, который опять вступает в дело, по вышеприведённым реакциям.

3. Поскольку на аноде конверсия каталитическая (обычно на основе никеля), то ей категорически противопоказана сера, т.е. на входе газ нужно чистить от серы.

4. Вундервафлю быстро (как дизель) не заведёшь, поскольку рабочая температура ячейки 800^оС, да и газа на это требуется не мало, поскольку конверсия - реакция экзотермическая и нужен тщательный контроль и регулирование процесса.

5. Дровами, торфом, соляркой и углём систему кормить нельзя.

6. Вот поэтому система такая тяжёлая и дорогая.

ИМХО

ЗЫ. Пока писал пост, появилось ещё одно описание детского уровня. Ну да, подаём топливо, однако на рисунке показан водород ( и на выходе  остатки топлива, это как понимать?), а как топливо в водород превращается за рамками технологии. А в этом вся соль, т.к. топливные водородные элементы известны со времён царя гороха, однако до ума доводят только сейчас.

Цитата: ДядяВася от 30.03.2016 18:48:03Ну, вундервафлю из ссылки не очень то и простая, и любые углеводороды ей не по зубам, поскольку, как сказано, она работает на метане.

Да, обычно ТОТЭ (SOFC) топят либо метаном, либо пропаном-бутаном. Возможно, можно и жидкими топить, но не встречал такого. Серы, свинца - не любят. Хотя вон, в дизелях датчики кислорода (ТОТЭ по своей сути) стоят, и ничего, не жужжат. Но по сравнению с мембранными топливными элементами - очень живучи и надёжны. Ну и поскольку это топливный элемент, а не тепловая машина - ограничения цикла Карно не действуют и получаем электрический КПД до 60%.
Но удельная мощность низкая, керамика дорогая. Отсюда огромный размер, вес и цена. Используется только в стационарной энергетике, да и то ограниченно из-за цены.

Цитата: ДядяВася от 30.03.2016 18:48:03А в этом вся соль, т.к. топливные водородные элементы известны со времён царя гороха, однако до ума доводят только сейчас.

Кстати, давеча вышла серийная водородная машина от Тойоты на мембранных топливных элементах. Посмотрим, как она себя на практике покажет.
https://ssl.toyota.com/mirai/

Цитата: basilevs от 30.03.2016 19:15:49Хотя вон, в дизелях датчики кислорода (ТОТЭ по своей сути) стоят, и ничего, не жужжат. Но по сравнению с мембранными топливными элементами - очень живучи и надёжны. Ну и поскольку это топливный элемент, а не тепловая машина - ограничения цикла Карно не действуют и получаем электрический КПД до 60%.

Датчики кислорода не каким образом ни ТОТЭ. Это гальванические элементы с твёрдым электролитом, которые вырабатывают ЭДС благодаря разности концентраций кислорода на входе и выходе ДВС. Выходные токи, там дай бог, десятые доли мкА. 

КПД ТОТЭ (по крайней мере, тот, который по ссылке) определяется тем, что часть газа идёт на подогрев этой штуки, т.к. конверсия метана процесс эндотермический, т.е. идёт с поглощением тепла.

Цитата: basilevs от 30.03.2016 19:26:15Кстати, давеча вышла серийная водородная машина от Тойоты на мембранных топливных элементах. Посмотрим, как она себя на практике покажет.
https://ssl.toyota.com/mirai/

Теперь будем строить сеть ещё и водородных заправок.

Цитата: ДядяВася от 30.03.2016 22:08:53Датчики кислорода не каким образом ни ТОТЭ. Это гальванические элементы с твёрдым электролитом, которые вырабатывают ЭДС благодаря разности концентраций кислорода на входе и выходе ДВС. Выходные токи, там дай бог, десятые доли мкА. 

КПД ТОТЭ (по крайней мере, тот, который по ссылке) определяется тем, что часть газа идёт на подогрев этой штуки, т.к. конверсия метана процесс эндотермический, т.е. идёт с поглощением тепла.

Принципиальная ошибка. ЭДС они вырабатывают из-за наличия кислорода с одной стороны твердого электролита и топлива - СО (или водорода) с другой. Лямбда зонд на циркониевой керамике - это чистый топливный элемент. (При появлении свободного кислорода в выхлопных газах просто процесс окисления СО до СО₂ на платиновом электроде, который одновременно является катализатором, становится энергетически выгодным за счет свободного кислорода, чем через диффузию ионов кислорода через электролит, в результате элемент "шунтируется". Закон сохранения энергии никто не отменял - если зонд вырабатывает некую электрическую мощность, то обязательно должен быть процесс окисления, так сказать, химическая мощность "на входе".) Поэтому, собственно, при наличии свободного кислорода в выхлопных газах ЭДС зонда близка к 0, а при отсутствии его в выхлопных газах примерно 2 вольта.