Альтернативная энергетика и энергосбережение

Цитата: slavae
Замыкание аккумулятора упавшим напильником из той же серии.

А как вам возгорание разлившихся нефтепродуктов? Или взрыв водорода в атомном реакторе?

И далеко не "всю энергию" превращает в тепловую - значительная часть тратится на деформацию материала маховика и оболочки.

Цитата: problemsolver от 15.04.2013 22:53:44
Если считать КПД турбин равным 96%, то соответствующая электрическая мощность составит 115 ГВт, а количество электроэнергии — 1 012 млрд кВт•ч или 3,64·10^18 Дж

А если КПД турбин взять и считать равным 192%, то соответствующая электрическая мощность составит 230 ГВт, что вдвое приятнее. А если 288% - втрое. Ну и так далее... Правда на практике КПД турбин держится около 40% последние 100 лет.

Цитата: ILPetr от 21.04.2013 14:44:37
А если КПД турбин взять и считать равным 192%, то соответствующая электрическая мощность составит 230 ГВт, что вдвое приятнее. А если 288% - втрое. Ну и так далее... Правда на практике КПД турбин держится около 40% последние 100 лет.

Вы как-то встряли совсем не в тему...Если речь идет об эффективности турбины  то есть о трансформации  энергии потока жидкости или газа в энергию вращения, то она действительно у гидротурбин может доходить до 95%

Цитата: stranger1234 от 21.04.2013 18:11:35
Вы как-то встряли совсем не в тему...Если речь идет об эффективности турбины  то есть о трансформации  энергии потока жидкости или газа в энергию вращения, то она действительно у гидротурбин может доходить до 95%

Таки это гидравлический или объемный КПД - вещи мало связанные с mg(h1-h2), и не равные ему . Первый показывает сколько энергии отданной водой уйдет на вал (т.е. описывает механические потери турбины на трение), второе - с учетом перетечек в обход колеса, а вот сколько потенциальной энергии воды будет передано колесу - тактично умалчивают  ;) .

Насколько мне известно, сейчас многие страны, например Германия, возлагают большие надежды на ветроэнергентику. Ветроэнергетика экологически вроде не очень вредна, то есть не производит токсических или радиоактивных веществ (СО2 к загрязнителям не отношу, так как нет доказательств его вредности). Единственная вредность - это слишком уж масштабная инфраструктура (сами установки, дороги, ЛЭП и пр.) то есть если устанавливать их например в лесных районах эффект будет очень негативным (вырубка леса). Но вот в отношении их энергетической окупаемости не могу найти никакой инфы. Как-то недавно видел статью (ссылку к сожалению дать не могу) - один западный ученый писал что при производстве ветроустановок используется в основном уголь и поэтому их установка в Европе является бессмысленной. На западе всё меряют углекислым газом, но выбросы СО2 отражают затраты энергии, а это значит что затраты энергии при производстве ветроустановки сопоставимы с количеством энергии, получаемом от её использования. При установке в море затраты энергии должны увеличиваться, так как мачта ветроустановки должна быть длиннее (с учетом подводной части), а сам процесс установки более тяжелый и затратный. Плюс - срок службы из-за воздействия морской воды видимо должен уменьшаться, а ремонт установки - обходиться дороже, так как добираться до неё придется по морю. Тем не менее, Германия намерена активизировать строительство именно морских ветроустановок. В общем, много неясностей и не стыковок. Говорят, что тарифы на электроэнергию в Германии всё время растут, как раз из-за развития в стране ветроэнергетики. А предприятия на голодном пайке и вообще в стране экономический спад, причем очень затяжной (как и в других странах ЕС, активно развивающих альтернативную (прежде всего ветровую) энергетику.

Цитата: Поверонов от 20.04.2013 23:18:37
Кинетические накопители типа супермаховик Гулиа не безопасны в аварийных ситуациях.
Быстро вращающееся массивное тело потеряв точки подвеса даже если не саморазрушается,
и не крушит всё вокруг, то в любом случае превращает всю накопленную кинетическую энергию в тепловую за счет трения и может спалить или расплавить окружающую среду. То есть чем "лучше" маховик по своей энергоемкости, тем он опаснее в случае аварии.
Поэтому требует крайне осторожного обращения, особенно при передвижении таких устройств. Возможно поэтому, несмотря на все усилия Гулия , маховики так и не получили заметного распространения.

ну нам же известно дублирование систем, критичных для безопасности жизнедеятельности.

если не хватает простого дублирования, то можно еще удвоить.

Цитата: Rocit от 22.04.2013 08:42:51
Насколько мне известно, сейчас многие страны, например Германия, возлагают большие надежды на ветроэнергентику. Ветроэнергетика экологически вроде не очень вредна, то есть не производит токсических или радиоактивных веществ (СО2 к загрязнителям не отношу, так как нет доказательств его вредности). Единственная вредность - это слишком уж масштабная инфраструктура (сами установки, дороги, ЛЭП и пр.) то есть если устанавливать их например в лесных районах эффект будет очень негативным (вырубка леса). Но вот в отношении их энергетической окупаемости не могу найти никакой инфы. Как-то недавно видел статью (ссылку к сожалению дать не могу) - один западный ученый писал что при производстве ветроустановок используется в основном уголь и поэтому их установка в Европе является бессмысленной. На западе всё меряют углекислым газом, но выбросы СО2 отражают затраты энергии, а это значит что затраты энергии при производстве ветроустановки сопоставимы с количеством энергии, получаемом от её использования. При установке в море затраты энергии должны увеличиваться, так как мачта ветроустановки должна быть длиннее (с учетом подводной части), а сам процесс установки более тяжелый и затратный. Плюс - срок службы из-за воздействия морской воды видимо должен уменьшаться, а ремонт установки - обходиться дороже, так как добираться до неё придется по морю. Тем не менее, Германия намерена активизировать строительство именно морских ветроустановок. В общем, много неясностей и не стыковок. Говорят, что тарифы на электроэнергию в Германии всё время растут, как раз из-за развития в стране ветроэнергетики. А предприятия на голодном пайке и вообще в стране экономический спад, причем очень затяжной (как и в других странах ЕС, активно развивающих альтернативную (прежде всего ветровую) энергетику.    

а каким образом использование именно угля делает бессмысленным установку ветряков именно в европе?

установка ветряков в лесистой местности в европе будет затруднительна ввиду отсутствия значимых лесных массивов. поэтому вырубать точно ничего не будут, бо уже все что можно было вырубили в период индустриализации.

Ну по поводу экологической безопасности ветряных турбин - это миф. Единственное, что они дают - это не выделяют СО2 при своей работе. И всё. А дальше...
1) Шумовое загрязнение - в радиусе 1 мили не должно быть ни с/х предприятий/пастбищ ни жилых построек
2) Гибель пролетающих птиц исчисляется тысячами
3) Экономика ветротурбин - да они больше 10-12 лет не вытягивают, вместо запланированных 25. Да и ослуживать их даже на суше никто не хочет - слишком затратно. Проще бросить. Что и делают. В Штатах уже брошено свыше 14000! ветряков. Посмотрите во что превратилась экономика Калифорнии при переходе на альтернативную энергетику.
4) Тут те же амеры случайно так обнаружили, что вокруг турбин на 0,5 оС теплее.
5) При уменьшении потенциальной энергии дующего ветра возможно изменение климата на очень больших расстояниях. Наши горе-эколохи земные не могут нормально просчитать все глобальные последствия любого изменения климата в любой точке.

[quote author=Фёдор144 link=topic/113/message/1769874#msg1769874 date=1366623524]
а каким образом использование именно угля делает бессмысленным установку ветряков именно в европе?

Незнаю что там имелось в виду, но по-видимому речь шла о том, что при сжигании угля для производства 1 ветроустановки выделяется примерно столько же СО2, сколько будет затем предотвращено благодаря её работе.

Вот ещё по теме: http://pronedra.ru/a…generator/
Вообще интересно, что если полазить по интернету, то всегда найдётся огромное количество новостей о якобы революционных достижениях ученых, например, в альтернативной энергетике. В реальности же всё выглядит совсем не так круто. Думаю здесь тоже есть свой подвох. Ведь если бы хотя бы одно из этих многочисленных открытий оказалось бы таким, как пишут, то альтернативная энергетика уже давно бы вытеснила традиционную и была бы более рентабельной.

Цитата: Rocit
установка ветряков в лесистой местности в европе будет затруднительна ввиду отсутствия значимых лесных массивов. поэтому вырубать точно ничего не будут, бо уже все что можно было вырубили в период индустриализации.


В Европе да, а вот если в России начнут развивать, то такая проблема может возникнуть. Как и в тропиках.

У нас ветра нет, что бы развивать ветроэнергетику ( за исключением наверное Колы, и может быть небольшого куска Балтики, и может быть тамань и то под большим вопросом)

Цитата: Rocit
установка ветряков в лесистой местности в европе будет затруднительна ввиду отсутствия значимых лесных массивов. поэтому вырубать точно ничего не будут, бо уже все что можно было вырубили в период индустриализации.


В Европе да, а вот если в России начнут развивать, то такая проблема может возникнуть. Как и в тропиках.

некое хоть сколько-нибудь заметное, измеряемое и квантифицируемое влияние возможно будет наблюдать только при массовом применении таких установок на достаточно ограниченной территории, чего (учитывая российские просторы и плотность населения) не стоит ожидать в ближайшие десятилетия (если вообще).

имхо, влияние городской, транспортной и промышленной инфраструктуры существенно превышает любое потенциально возможное влияние ветроустановок на окружающую среду.

тем более совершено не ясно зачем именно ветроустановки, если в российских условиях есть бросовая биомасса для биогаза в неограниченных количествах. да и традиционные источники энергии далеко не исчерпаны.

Цитата: Rocit от 22.04.2013 22:25:41
Вот ещё по теме: http://pronedra.ru/a…generator/
Вообще интересно, что если полазить по интернету, то всегда найдётся огромное количество новостей о якобы революционных достижениях ученых, например, в альтернативной энергетике. В реальности же всё выглядит совсем не так круто. Думаю здесь тоже есть свой подвох. Ведь если бы хотя бы одно из этих многочисленных открытий оказалось бы таким, как пишут, то альтернативная энергетика уже давно бы вытеснила традиционную и была бы более рентабельной.

"Мощность конструкции достигает нескольких мегаватт. ветрогенератор установят на крыше технопарка учебного заведения"

несколько мегаватт мощности (допустим 3), это вполне себе приличная ветроустановка, требующая мачты метров 80 при диаметре ротора порядка 120 метров.

даже если исхитрились и уменьшили размеры и массу (за счет чего?), то как они ее на крыше поставили?

и каким образом можно защитить лопасти от налипания снега неким корпусом не снизив при этом удельные показатели системы? хотя декларируется существенное повышение удельных показателей.

Цитата: Rocit
В последние годы метеорологи всё чаще говорят об учащении так называемых блокирующих ситуациий. Это происходит в том случае, когда воздушный поток со стороны Атлантики по непонятным причинам приостанавливается и начинает уходить то на север, то на юг. Чаще всего он предпочитает идти на север, то есть в Арктику. Возможно потому, что на юге препятствием является Азорский антициклон (гипотеза). Этот воздушный поток, как известно, понижает температуру летом и повышает зимой. Итог: жара и засухи летом и аномальный мороз зимой. На западе этот феномен объясняют резким потеплением в Арктике, но при этом сами же намекают, что само потепление в Арктике активизировалось как раз из-за того, что поток стал часто менять направление и уходить в сторону Арктики. Считается что потепление в Арктике в последние 10 лет связано в основном с активизацией переноса тепла из низких широт в высокие.

Да блин, все так и есть, теория еще полвека назад это предсказывала. Конспирология с ветроэнергетикой тут банально лишняя согласно бритве Оккама. Арктика греется быстрее экватора и умеренных широт. Разница температур между тропиками и арктикой падает. jet stream меняется, замедляется, меандрируется. все чаще появляются застойные области. и т.д.

Цитата: ILPetr от 21.04.2013 14:44:37
А если КПД турбин взять и считать равным 192%, то соответствующая электрическая мощность составит 230 ГВт, что вдвое приятнее. А если 288% - втрое. Ну и так далее... Правда на практике КПД турбин держится около 40% последние 100 лет.

Насчет КПД
"Отметим, что в рамках реконструкции заменить предстоит четыре старых гидроагрегата под номерами 3, 4, 5 и 6. Новое оборудование должно работать не менее 40 лет с максимальной эффективностью - КПД гидротурбин составляет 96,6 процента."
http://www.rg.ru/2013/02/21/reg-sibfo/ges-anons.html
Из того, что зная про нагнетатели - чем он больше тем выше КПД.
Я так понимаю 96,6% только в оптимальном режиме эксплуатации (что такое ГДХ знаю), а если учесть низкий КИУМ ГЭС то будет ниже.
P.S. А КПД гидроагрегатов ПЭС должен быть ниже чем у  ГЭС.

Цитата: Superwad от 22.04.2013 19:38:07
Ну по поводу экологической безопасности ветряных турбин - это миф. Единственное, что они дают - это не выделяют СО2 при своей работе. И всё. А дальше...
1) Шумовое загрязнение - в радиусе 1 мили не должно быть ни с/х предприятий/пастбищ ни жилых построек
...
4) Тут те же амеры случайно так обнаружили, что вокруг турбин на 0,5 оС теплее.
5) При уменьшении потенциальной энергии дующего ветра возможно изменение климата на очень больших расстояниях. Наши горе-эколохи земные не могут нормально просчитать все глобальные последствия любого изменения климата в любой точке.

Справедивости ради тепловое загрязнение от АЭС и ТЭС тоже впечатляющее  ;).
Блок АЭС 1000МВт имеет тепловую мощность примерно 3000МВт (для АЭС на насыщенном паре ВВЭР/РБМК/PWR/BWR ), разница (потери тепла) уходит через конденсатор турбины и далее через градирню/брызгальный бассейн/пруд-охладитель в окружающую среду.
P.S. У ТЭС КПД повыше и потери следовательно поменьше, но порядок тот-же.
P.S.2 у перспективных блоков с реакторами 4-го поколения и лучшей тепловой экономичностью ситуация будет примерно, как у тепловых станций.

Цитата: Фёдор144 от 22.04.2013 13:38:44
а каким образом использование именно угля делает бессмысленным установку ветряков именно в европе?

Наверное так завуалировали огромную металлоемкость и затраты электроэнергии/угля в металлургии, поскольку экономика у нас рыночная и металлургия работает конкурентоспособно там, где электроэнергия подешевле (не в Германии  :D).
Т.е. никто при производстве ветряков электроэнергию выработанную на самих ветряках использовать не будет, пока есть дешевый уголь в Китае и др. странах.

Цитата: ILPetr от 21.04.2013 19:15:34
Таки это гидравлический или объемный КПД - вещи мало связанные с mg(h1-h2), и не равные ему . Первый показывает сколько энергии отданной водой уйдет на вал (т.е. описывает механические потери турбины на трение), второе - с учетом перетечек в обход колеса, а вот сколько потенциальной энергии воды будет передано колесу - тактично умалчивают  ;) .

Извиняюсь, что отвечаю не по порядку.

КПД насоса это отношение переданной потоку энергии к затраченной на привод рабочего колеса (ротора).
Переданная энергия - полный напор, развиваемый насосом (смотрите уравнение Бернулли)

Для насосов под КПД подразумевают произведение гидравлического КПД (трение жидкости и механические потери) на объемный (перетечки через зазоры из напорного патрубка во всасывающий ). Для насосной установки  этот КПД домнажается на КПД привода (электродвигателя)
Обычно под КПД насоса подразумевают КПД насосной установки.
Так КПД ГЦН на АЭС примерно равно 80%, КПД прочих крупных насосов ПЭН, КЭН и др. около того и чуть меньше. С уменьшением размеров оборудования КПД как правило падает, у садовых насосов КПД может быть равно и 10%.

Чт вы подразумеваете под КПД гидротурбины?
Вы имеете ввиду, что 40% потенциальной энергии воды (нивелирного напора) будет преобразовано в электроэнергию, или  что-то другое?

ИМХО Просто 40% для такого крупного оборудования слишком мало.
И какой КПД имеют ввиду тут? Может разница между напором до и после турбины, преабразованная в электроэнергию (т.е. потеря полного напора - как у насосов только наоборот)?
http://sdelanounas.ru/blogs/21826/
"Срок службы новых гидроагрегатов увеличен до 40 лет, при этом максимальный КПД гидротурбины составляет 96,6%."

Цитата: puniec от 23.04.2013 08:58:57
Наверное так завуалировали огромную металлоемкость и затраты электроэнергии/угля в металлургии, поскольку экономика у нас рыночная и металлургия работает конкурентоспособно там, где электроэнергия подешевле (не в Германии  :D).
Т.е. никто при производстве ветряков электроэнергию выработанную на самих ветряках использовать не будет, пока есть дешевый уголь в Китае и др. странах.

люблю арифметику. просто и доступно.

сравним расход наиболее энергоемких (по абсолютной величине) материалов на строительство гидроэлектростанции и ветроэлектростанции.

например возьмем саяно-шушенскую и гуверовскую в штатах.

по саяно-шушенской:

мощность: 6500 Мегаватт
объем бетона: 9 000 000 кубов
плотность бетона: 2,4 т/куб

расход бетона на мегаватт мощности: 3323 тонны на мегаватт

по гуверу:

мощность: 2080 Мегаватт
объем бетона: 2 600 000 кубов
плотность бетона: 2,4 т/куб

расход бетона на мегаватт установленной мощности: 3000 тонны на мегаватт

теперь возьмем типичный ветряк от сименса:

мощность: 5 мегаватт
масса бетонной мачты: 1000 тонн

расход бетона на мегаватт установленной мощности: 200 тонн на мегаватт

разница в 15-17 раз в пользу ветряков.

далее, решил я посмотреть и атомные станции.

взял наобум немецкую графенрайнфельд

мощность: 1345 Мегаватт
объем бетона: 220 000 кубов
плотность бетона: 2,4 т/куб
сталь: 23 000 тонн

расход железобетона на мегаватт установленной мощности: 410 тонн на мегаватт

а у ветряка 200 тонн на мегаватт.


т.е тезис о неких запредельных затратах стойматериалов и энергии на постройку ветроэлектростанций
не подтверждается.

мой тезис: на сооружение ветроэлектростанции требуется в 2-15 раз меньше стройматериалов на единицу установленной мощности по сравнению с конвенционными электростанциями. ввиду неравномерности работы ветроэлектростанции требуется резервирование, что требует дополнительных затрат, но это вряд ли приведет к удвоению расходов. но даже в этом случае будет сравнимо с атомными станциями.

хотя при сравнении с атомными станциями следует так же учесть сооружение мощностей по добыче и переработке урановой руды, производству топлива, долговременных хранилищ отработанного топлива и мощностей по переработке радиактивных отходов, что существенно увеличит суммарные затраты стройматериалов и энергии. этого я уже не могу квантифицировать, бо далеко.

Цитата: Фёдор144 от 23.04.2013 14:34:36
люблю арифметику. просто и доступно.

Ну Вы забыли по крайней мере один коэффициент - КИУМ, и картина может коренным образом измениться.