Альтернативная энергетика и энергосбережение
1,485,984
7,534
|
Zkvxz ( Слушатель ) |
| 28 сен 2023 13:51:51 |
Батареи с ультрагорячим углеродом станут (может быть наверное :-) самым дешевым накопителем энергии
новая дискуссия Дискуссия 677
Стартап Antora Energy представил демонстрационный прототип инновационного накопителя энергии, основой которого является модуль из разогретого до температуры более 2000 °C массива углерода. Модуль окружен слоем изоляции, который гарантирует сохранение тепла внутри на очень длительный срок. Идея оказалась настолько удобной в реализации, что одним из инвесторов проекта стал Билл Гейтс.
Углерод может выдерживать разогрев до более 3000 °C без деформации, в твердой форме он безопасен для окружающей среды, его можно нагревать и остужать без разрушения большое количество раз. Углерод дешев, его можно получать из отходов производства, а расчетная цена хранения в нем 1 кВт⋅ч энергии в 50 раз меньше, чем у литий-ионных батарей. Высокая теплопроводность материала позволяет быстро накапливать и извлекать энергию.
Накопитель с углеродом снабжен двумя механизмами. Первый позволяет подключить коммуникации с теплоносителем и извлекать энергию в виде тепла. Второе устройство использует фотоэлектрические панели для преобразования светового излучения в электроэнергию. Благодаря новейшим разработкам ученых из MIT, данный метод имеет КПД выше, чем у паровых турбин. Потребитель получает универсальный источник энергии, который легко адаптировать под конкретные цели.
В настоящее время ведется проектирование комплексов накопителей суммарной мощностью 30-60 МВт, параллельно строится завод по производству фотоэлементов. Ожидается, что в серийное производство ультрагорячие углеродные накопители пойдут в 2025 году.
Источник
Углерод может выдерживать разогрев до более 3000 °C без деформации, в твердой форме он безопасен для окружающей среды, его можно нагревать и остужать без разрушения большое количество раз. Углерод дешев, его можно получать из отходов производства, а расчетная цена хранения в нем 1 кВт⋅ч энергии в 50 раз меньше, чем у литий-ионных батарей. Высокая теплопроводность материала позволяет быстро накапливать и извлекать энергию.
Накопитель с углеродом снабжен двумя механизмами. Первый позволяет подключить коммуникации с теплоносителем и извлекать энергию в виде тепла. Второе устройство использует фотоэлектрические панели для преобразования светового излучения в электроэнергию. Благодаря новейшим разработкам ученых из MIT, данный метод имеет КПД выше, чем у паровых турбин. Потребитель получает универсальный источник энергии, который легко адаптировать под конкретные цели.
В настоящее время ведется проектирование комплексов накопителей суммарной мощностью 30-60 МВт, параллельно строится завод по производству фотоэлементов. Ожидается, что в серийное производство ультрагорячие углеродные накопители пойдут в 2025 году.
Источник
ОТВЕТЫ (114)
|
ДядяВася ( Слушатель ) |
| 28 сен 2023 14:01:48 |
Цитата: Zkvxz от 28.09.2023 13:51:51
Дурость какая то, уровня Советского пятиклассника из журнала "Юный Техник". Разбирать даже не чего.
|
Прокруст ( Слушатель ) |
| 28 сен 2023 17:22:52 |
Цитата: Zkvxz от 28.09.2023 13:51:51
Билл просто везде, все пытается на шару проскочить.
Технически углерод в диапазоне от 100 до 600*С может хранить энергию 100 Вт/ч на кило. Как обычная литевая батарейка. Если этим ограничится и не гнаться до 2000*С, то можно сделать конструктив. Но получится ли сделать дешево?
Нужно отдать тепловую энергии воде - куча трубок как у парового котла.
И как то нагреть - видимо от ветряка или солнечной панельки - электричеством! Ой вей.
КПД сразу летит вниз. Впрочем с водородной энергетикой может и будет конкурентноспособен, хе-хе.
|
|
plazma ( Слушатель ) |
| 06 окт 2023 14:31:30 |
Цитата: Прокруст от 28.09.2023 17:22:52
Как обычно, теплоноситель (углерод) вроде как дешёвый и нагреть можно - но нагреватель то как-то должен передавать энергию теплоносителю? 2000К далеко не всякий материал выдержит и он не дёшев будет (и не вечен).
Снять температуру обратно - ещё геморойнее, на 2000К.
Стекло, что не деградирует и держит герметичность при 2000-х градусов - очень непростая штука.
В общем "я стратег, а не тактик". Дайте мне анобтаниум и вот тогда...
|
|
Пенсионэр ( Слушатель ) |
| 06 окт 2023 15:37:38 |
Цитата: plazma от 06.10.2023 14:31:30
Я думаю, нагревателем будет этот самый углерод. Тогда самое слабое место - контакт.
|
|
GrinF ( Слушатель ) |
| 06 окт 2023 21:15:57 |
Цитата: Пенсионэр от 06.10.2023 15:37:38
при 2 тысячах - углерод будет взаимодейсьтвовать с любым металлом... и даже восстанавливать крменезем... посему мне непонятно какие там конструкционные материалы
Из молиблена или титана они собрались строить корпуса шоле? а Рабочее тело - аргон или гелий шоле... да уж
https://en.wikipedia…nglish.svg
|
|
dmitriк62 ( Слушатель ) |
| 07 окт 2023 12:55:08 |
Цитата: GrinF от 06.10.2023 21:15:57
Корпус будет платиновый, с иридиевым напылением — надо же гранты отбивать?
|
|
Прокруст ( Слушатель ) |
| 07 окт 2023 20:55:05 |
Цитата: GrinF от 06.10.2023 21:15:57
Что вас всех заклинило на 2000 градусах ? Остановятся на намного меньшей температуре, 600 скажем вполне достаточно. Про 2000 - это реклама о возможностях.
PS.
Но выиграть у раствора солей в солнечных башнях - углероду будет сложно.
|
|
GrinF ( Слушатель ) |
| 12 окт 2023 11:00:18 |
Цитата: Прокруст от 07.10.2023 20:55:05
если до 600, то и обыкноыенный песок подойдет... У него конечно теплоекость (массовая) меньше в 2 раза (обьемная кстати такая же) зато не горюч, и добыть за три копейки можно в любом месте и даже поднять температуру можно до 1000 градусов влегкую (при условии теплоизоляции)
|
|
ДядяВася ( Слушатель ) |
| 12 окт 2023 15:18:37 |
Немного арифметики, с учётом изменения теплоёмкости графита от Т:
Q=Cm(T2-T1) = 2100 Дж/кг*1000кг*2000о = 4,2 ГДж/т
При 600оК будет 1 ГДж/т
Сколько нужно хороших сухих дров (как возобновляемого ресурса) с такой же энергоёмкостью - теплота сгорания - 15 МДж/кг:
2000оК - 280 кг
600 оК - 67 кг
А солярки понадобится вообще почти в 3 раза меньше.
Вывод: нахрена козе баян, когда от неё можно получить диетическое молоко.
Q=Cm(T2-T1) = 2100 Дж/кг*1000кг*2000о = 4,2 ГДж/т
При 600оК будет 1 ГДж/т
Сколько нужно хороших сухих дров (как возобновляемого ресурса) с такой же энергоёмкостью - теплота сгорания - 15 МДж/кг:
2000оК - 280 кг
600 оК - 67 кг
А солярки понадобится вообще почти в 3 раза меньше.
Вывод: нахрена козе баян, когда от неё можно получить диетическое молоко.
|
|
Фёдор144 ( Слушатель ) |
| 12 окт 2023 16:21:12 |
Цитата: ДядяВася от 12.10.2023 15:18:37
у батарейки "дрова" есть один непреодолимый недостаток ... время перезарядки лет 20 составляет ...
ну и кроме того потери энергии при ее извлечении из дров составят 3/4 ... из обсуждаемой батарейки по-любому меньше ...
|
|
ДядяВася ( Слушатель ) |
| 12 окт 2023 18:05:10 |
Цитата: Фёдор144 от 12.10.2023 16:21:12
Перезарядка деревянной батарейки заключается в сходить в лес и напилить дров. 20 лет оно перезаряжается сама по себе.
Цитата: Фёдор144 от 12.10.2023 16:21:12
А чё потери не 90%. Если греться на костре, до да. И Вам чего? Тепло? Электричество? Или так, на пламя посмотреть?
А вот в дизайнерской конструкции сплошные непонятки. Зарядить? Мы про 2000 о.Хорошо омическим нагревом? Прислоняем электроды и пропускаем ток. Электроды нужно охлаждать, в простейшем случае водичкой. Теплоизоляция? Так акромя вакуума ничего не придумаешь и кожух, опять же с охлаждением водичкой. КПД приблуды стремится к нулю.
Про съём энергии я просто промолчу.
|
|
Пенсионэр ( Слушатель ) |
| 12 окт 2023 18:49:23 |
Цитата: ДядяВася от 12.10.2023 18:05:10
Всё думаю, как реально вырулить - не получается. В принципе можно греть горячим газом, гелий или, скажем, аргон. Но на 2000 градусах Цельсия, стоить эта штука будет как космолёт.
|
|
GrinF ( Слушатель ) |
| 13 окт 2023 20:50:47 |
Цитата: Пенсионэр от 12.10.2023 18:49:23
у аргона теплопроводность в 7 раз ниже, чем у гелия 9посмотреб таблиЦу больше чем 7)...зато цена аргона по сравнению с гелием три копейки... причем учитывая температуру и взможные утечки (эксплуатацонные ли или аварийные), безальтернативно только благородные газы подойдут в качестве теплоносителя
|
|
GrinF ( Слушатель ) |
| 14 окт 2023 16:21:17 |
Цитата: Пенсионэр от 14.10.2023 12:41:41
еще и давление вдвое увеличив
ЗЫ
задумался еще о теплопереносе... Итак это перенос излучением в вакууме... температура 2200 К . Теплоотдача 1.32 Мвт/м2. ..чо-то как то я тогда вообще понять не могу как они собрались аккумулятор строить (точнее какого размера должен быть сооружение что бы быть аккумуляторм тепла)
|
|
Пенсионэр ( Слушатель ) |
| 14 окт 2023 16:53:36 |
Цитата: GrinF от 14.10.2023 16:21:17
При переносе излучением в вакууме передаваемая мощность пропорциональна 4 степени дельты Т, т.е. тоже не способствует ни размеру, ни КПД.
|
|
ДядяВася ( Слушатель ) |
| 14 окт 2023 18:16:41 |
Цитата: GrinF от 14.10.2023 16:21:17
Дизайнеры не дураки, они кроме тепла хотят электричества:
ЦитатаНакопитель с углеродом снабжен двумя механизмами. Первый позволяет подключить коммуникации с теплоносителем и извлекать энергию в виде тепла. Второе устройство использует фотоэлектрические панели для преобразования светового излучения в электроэнергию
А сколько электричества можно выжать из фотоэлектрические панели при 2000К, это для нас горячо, а для видимого света, почитай ничто:
|
|
GrinF ( Слушатель ) |
| 14 окт 2023 22:00:43 |
Цитата: ДядяВася от 14.10.2023 18:16:41
мда как-то странно... максимум (по числу фотонов) на данной частоте это 0,27 эВ... То есть нужно сообразить какой полупроводник с зоной 0,3-0,5 эВ (оптимально 0.37 эВ для однослойной панели)
мда
стибинт галия однако https://en.wikipedia…conversion, многослойна панель, кпд 41 достигнут в лучших лаборотаорных образцах, нагрев резистивный., стадо быть никакого прямого нагрева от солнца нет (кпд 20% на входе уже), в спске материалов вольфрам
https://en.wikipedia…conversion
|
rommel.lst ( Слушатель ) |
| 15 окт 2023 09:02:39 |
Цитата: Пенсионэр от 12.10.2023 18:49:23
Чтоб получить хоть какой-то положительный выход, греть нуна Солнцем, сфокусированным светом. Тогда и 2000С реально. А если работать не выше 1000С, то и с материалами все становится возможным.. В общем-то тепловой аккумулятор предельных параметров - это идея не новая. Вопрос в другом - сколько с него можно снять (до какой температуры имеет смысл охлаждать)? Если работаем от 1000С до 500С, то может теплообменники сделать излучательными и не морщить моск? Если хочется поглубже "разряжаться", тогда уже придется играть в подвод теплоносителя..
|
Luddit ( Слушатель ) |
| 15 окт 2023 09:08:12 |
Может быть линейка теплоаккумуляторов на разные температуры, тогда последний - "пароперегревательный".
|
|
GrinF ( Слушатель ) |
| 15 окт 2023 11:53:24 |
Цитата: Luddit от 15.10.2023 09:08:12
какой пар от 800 градусов графит при взаимодействии с водой начнет синтез газ гнать в товарных количествах... Есть тема в ядерных реакторах 4 поколоения - высокотемпературные реакторы с гелиевым охлаждением (китайцы врое прототип сделали)... дык вот на конце там цикл брайтона стоит - газовая турбина... точно не помню может кстати и бинарный цикл ( как ра гелий через теплообменник нагревает воду и цикл ренкина)... температура гелия там что-то около 900
|
|
Luddit ( Слушатель ) |
| 15 окт 2023 13:32:35 |
Цитата: GrinF от 15.10.2023 11:53:24
Почему все зациклились на графите?
В противоаварийном смысле логичен какой-нибудь оксид.
Графит в Чернобыле уже горел.
|
|
ДядяВася ( Слушатель ) |
| 15 окт 2023 14:08:32 |
Цитата: Luddit от 15.10.2023 13:32:35
Про теплопроводность напомнить? Однако есть такой - Оксид Бериллия. Оно нам надо?
|
|
Luddit ( Слушатель ) |
| 15 окт 2023 14:17:28 |
Цитата: ДядяВася от 15.10.2023 14:08:32
Взять расплав и пусть за теплопроводность конвекция работает.
|
|
ДядяВася ( Слушатель ) |
| 15 окт 2023 14:36:04 |
Цитата: GrinF от 15.10.2023 11:53:24
Никаких брайтонов, только острый пар - Китай - от HTR-PM к HTR-PM600
|
|
Пенсионэр ( Слушатель ) |
| 15 окт 2023 15:47:18 |
Цитата: ДядяВася от 15.10.2023 14:36:04
Во всём этом деле мне более всего интересно, как удерживают гелий от протечек по уплотнениям турбины.
|
|
ДядяВася ( Слушатель ) |
| 15 окт 2023 16:33:48 |
Цитата: Пенсионэр от 15.10.2023 15:47:18
Турбины паровые. А теплообменники гораздо проще герметизировать.
|
|
Пенсионэр ( Слушатель ) |
| 15 окт 2023 19:14:23 |
Цитата: ДядяВася от 15.10.2023 16:33:48
Хорошо, а на гелии тогда непременно стоят циркуляционные насосы. С магнитной муфтой нельзя - точка Кюри своё слово скажет, опять уплотнения, не естественная же циркуляция.
|
|
Luddit ( Слушатель ) |
| 15 окт 2023 19:48:00 |
Цитата: Пенсионэр от 15.10.2023 19:14:23
Да и хрен с текучестью уплотнений, если по одну сторону горячий гелий, по другую сторону холодный гелий, и в холодной части крутится ферромагнетик. Основные потери будут теплопередачей через вал, через уплотнение при равенстве давлений газ особо ходить не будет.
|
|
ДядяВася ( Слушатель ) |
| 15 окт 2023 21:20:02 |
Цитата: Luddit от 15.10.2023 19:48:00
Это всё копейки. Основной КПД реактора сжирают газодувки, т.к. нужно прогонять охренительное количество теплоносителя с охренительной скоростью.
|
|
Luddit ( Слушатель ) |
| 15 окт 2023 22:00:45 |
Цитата: ДядяВася от 15.10.2023 21:20:02
Речь про потери как раз в такой газодувке.
Но почему всплыл реактор, если разговор шел про теплоаккумулятор?
И кстати о реакторе - а нельзя ли охлаждать реактор какой-нибудь полезной эндотермической реакцией прям унутре?
|
|
GrinF ( Слушатель ) |
| 16 окт 2023 01:48:48 |
Цитата: Luddit от 15.10.2023 22:00:45
зачем - не подскажешь... все гонятиися за увеличением температуры - ибо формула карно , а вы собираетесь ее уменьшить... Но это общетеорертическое замечание, а практческое 0 а как увязать скорости реакций - ядерную и эндотермическую, что бы не дай бог где-то не случился разгон реативности (локально), и у вас не поплпвилось топливо, реагент, или не повело стенки канала
|
|
GrinF ( Слушатель ) |
| 15 окт 2023 19:11:13 |
Цитата: ДядяВася от 15.10.2023 14:36:04
не то...у них есть реактор с 900 градусов
PS
может быть не у китайцев, но они точно в разработке
https://en.wikipedia…um_reactor
|
|
ДядяВася ( Слушатель ) |
| 15 окт 2023 21:15:39 |
Цитата: GrinF от 15.10.2023 19:11:13
Был такой проект с участием России, в рамках утилизации оружейного плутония. Наше участие заключалось в изготовлении конкретного "железа". Во ВНИИНМ была изготовлена цепочка по изготовлению шаровых твэлов (которую в дальнейшем американцы обозвали TRISO).
До плутония дело не дошло, но на уране побалывались.
Курчатовский - научный руководитель, ОКБМ - конструктор реактора, и др. участники.
Участие зарубежных соисполнители заключалось в общем руководстве, концептуальном проектирование, и, естественно в финансировании работ.
Потом любовь кончилась, деньги то же, нам этот проект и даром был не нужен. В общем "все умерли".
|
|
GrinF ( Слушатель ) |
| 16 окт 2023 01:32:23 |
Цитата: ДядяВася от 15.10.2023 21:15:39
уважаемый я лично знаю человека и орнанизацию которые длЯ китайцев делали рач=счеты испытаниЯ топливных шариков
|
|
GrinF ( Слушатель ) |
| 15 окт 2023 11:48:12 |
если работать от 500 до 1000 то вся термовольтаика идет лесом ибо 4 степень температуры
|
|
Прокруст ( Слушатель ) |
| 12 окт 2023 20:45:25 |
Цитата: ДядяВася от 12.10.2023 15:18:37
Эта штука по факту может быть полезна только в солнечных башнях - для ночного режима.
Возможно они думают что обойдется дешевле чем солевой расплав.
Емкость получается практически как у батареек (с учетом КПД паровой турбины) - берет свое массой и ценой.
PS.
По факту солнечные солевые башни ближе к экватору являются единственной реальной альтернативой ядерному реактору для промышленности (если исключить ископаемое топливо).
Но для нас они бесполезны - негде ставить, разве что в Калмыкии побаловаться. В общем если что-то такое развивать - то только на экспорт.