Если у тебя спрошено будет:
что полезнее, солнце или месяц? - ответствуй: месяц.
Ибо солнце светит днём, когда и без того светло;
а месяц — ночью.
Часто можно наблюдать этакую ругань между последователями «альтернативной» и «традиционной» энергетики. Первые клянут вторых за «загрязнения». Вторые первых – за мухлёж с тарифами. Особенно достается солнечной энергетики.
Вот и я предлагаю снова в солнечной энергетике покопаться. С космосом, пустынями и площадями.
Но, с другой стороны: солнце лучше тем, что светит и греет;
а месяц только светит, и то лишь в лунную ночь!
Если задуматься, то можно выделить достаточно быстоисчерпаемые источники энергии, и медленноисчерпаемые. Первые – нефть, газ, атомные делящиеся материалы. Ко вторым – солнечная энергия, энергия ветра, гидроэнергетика.
Причем если верна биогенная теория нефти и газа, то и нефть, и газ, и энергия ветра и воды – это производные от солнечной энергии. Только уран с торием стоят в сторонке, как доставшиеся нам в наследство от сверхновых, и если кончатся то с концами.
Вот и давайте «посчитаемся» сколько нам сейчас надо этой самой солнечной энергетики.
Начнем с самого главного – с солнечной постоянной. 1367 Вт/м². Столько получает энергии 1 квадратный метр площадки болтающейся в космосе около Земли. Расположенная перпендикулярно солнечным лучикам. У Меркурия «теплее», у Марса «холоднее». Солнечная постоянная не является постоянной. Так как орбита Земли не круговая , а эллипс, постоянная меняется от 1,412 кВт/м² в начале января до 1,321 кВт/м² в начале июля.
В среднем 1367 Вт/м². Это тот максимум, который мы можем получить от Солнышка. Но это без атмосферы. А на поверхности Земли? Из-за поглощения, при прохождении атмосферной массы Земли, максимальный поток солнечного излучения на уровне моря (на экваторе) — 1020 Вт/м². (~75% от космической) Причем только в полдень!!! И без облачков!! А ночью = 0!
Поэтому заманчиво вытянуть солнечную энергетику в космос. Давайте прикинем, сколько нам нужно площадей. КПД солнечных панелей возьмем 15% (есть и лабораторные образцы 44,7%, но на то они и лабораторные).
Так, а что надо для солнечной космической электростанции?
Итак, КПД знаем, площадь вычислим позднее. Возьмем КПД передачи энергии с помощью СВЧ (это УКВ диапазон) 70%, а КПД приемника СВЧ 80%. Освещенность космической солнечной станции висящей на геостационарной орбите примем за 99% (иногда попадает в тень Земли).
Откуда эти цифры? Отсюда.
Сейчас займемся вычислением необходимой мощности, для этого используем статистику ВР за 2017 год.
Возьмем оттуда только 2017 год и только первичную энергию и электрогенерацию:
Если их сравнить, то видно, что не все идет на электрогенерацию (оно и понятно, часть идет на теплоснабжение, часть на топливо двигателям).
Известно, что из нефти получается не только бензин-керосин (которые идут как топливо в двигатели), но и мазут. И мазута того выходит из нефти 50%. Будем считать, что уголь не используется как кокс, а так как отчет ВР об энергии условимся, что уголь используемый в металлургии в отчёт не попал.
Тоже самое в циферках:
Итак, нам стало известно, что в 2017 году произведено 25 551,3 тераватт*час электроэнергии которая составляет 42,48% всей потраченной энергии. (Тут можно придраться, что КПД ТЭНов не 100%, и КПД электродвигателя не 100%, но это пока прикидки).
В году 8765,81255 часов. Это позволяет узнать среднеарифметической мощность. Понятно, что всё это условно, так как установленная мощность больше среднеарифметической мощности электростанций (пресловутый КИУМ).
(25 551,3*1012/0,4248)/8765,81255=2,91488 ТВт.
Больше 25,5 тысяч квадратных километров!!! Это же, сколько ракет понадобиться, чтобы всё это хозяйство на орбиту вывести?!
Дело это явно будущего, возможно отдаленного, возможно нет. Интересно, что энергия эта дополнительная к той энергии, которую получает планета от Солнца.
Ладно, а если не подымать в космос, а оставить на Земле, сколько же площади понадобиться?
На экваторе в полдень - 1020 Вт/м². А за сутки в среднем сколько? Надо эту величину разделить на число пи. 1020/3,141592654=324,676Вт/м². На экваторе и за сутки! Не густо! В безоблачную погоду!
А уже чуть севернее или южнее – поменьше будет. Косинус широты.
Совершенно естественно использовать для нужд солнечной энергетики пустыни, но они не на экваторе.
Википедия даёт:
Перепроверим полученные данные:
Возьмём СЭС с фотоэлектрическими модулями.
По крупнейшеё на сегодня СЭС китайской Tengger Desert Solar Park точных данных не нашел, возьмем более старую 2011 года американскую Avenal Solar Facility
Её характеристики:
Характеристики её панелей:
Вычислим мощность, учитывая широту 350:
Разница в расчете ~ 75%, внесём его как поправочный коэффициент для дальнейших подсчетов.
А теперь перейдем к главному – сколько территории пустыни надо для обеспечения современного уровня энергогенерации.
Меньше 1,5% только одной Сахары – это не только современный уровень электрогенерации, это больше (и тепло и двигатели).
Это сейчас, но потребности растут. 2030 год. 195'800 ТВт·ч в год. Сколько это по площади пустынь?
Мда! Уже 10% Сахары! Да рост быстрый, да только планируемый, да Атакамы не хватит.
Важно, ещё обратить внимание на вот что - площадь панелей и площадь станции не одно и тоже!
Вот данные по Avenal Solar Facility:
То есть если ничего не предпринимать - умножайте площадь станций в 3-4 раза!!!
Но есть резервы экономии.
То же освещение городов из космоса (зеркало попроще электростанции).
Пассивные дома.
Безавтомобильная планировка городов.
Создание Единой Энергетической Системы хотя бы в пределах АфроЕврАзии, а лучше всей планеты (где-то темнеет, где-то ещё светит Солнце).
Слабая надежда на высокотемпературную сверхпроводимость…
Фантазёр скажете. Как знать, но в голове эти вещи умещаются(почти...). Унывать-то не стоит.
Комментарии
Сам когда-то думал на эту тему, так что сразу покажу на принципиальную ошибку в расчетах. Это не значит, что нет других ошибок, не вчитывался, но и этого будет достаточно для начала, так как даже это изменит цифры как минимум на порядок.
Итак - не учтено, что большая часть мощностей будет работать не на нужды цивилизации , а на собственное воспроизводство.
Поэтому при сравнении с текущим энергобалансом планеты нужно смотреть не на total generation а лишь тот небольшой процент от total, который достанется цивилизации. Все остальное уйдет на собственные нужды.
Ну и при расчете требуемого оборудования, костов и амортизации не забываем про "пилу" - нужны будут не только батареи но и дорогостоящие хранилища.
Опять с этой чушью?
Стоимость поверхности в пустыни околонулевая (именно в таких местах должны строиться большие сетевые СЭС, а не на сельхозземлях). Это означает, что нет нужды заменять деградировавшие до половинной мощности (за 100 лет) электростанции - они всё ещё приносят энергию. Но если принять, что мы заменяем СБ на СЭС 1 раз в сто лет, то за это время СБ в местах с среднегодовой инсоляцией в 300Вт успевает окупиться до 100(!!!) раз. (Это для конкретно для CdTe, для кремния будет "всего лишь" около 40 раз).
Это означает, что на воспроизводство солнечных батарей будет уходить от 1 до 2.5% энергии. Что из всех нынещних источников сравнимо лишь с крупными ГЭС - весь нефтегаз уже в пролёте.
Понятно?
...
Ессно, что стоимость ЛЭП и аккумуляторов из этих расчётов выключена. Как, собссно, и для других источников энергии. Но если представить, что в производстве MgB ин ситу будет достигнуты ожидаемые сейчас результаты, то аккумуляции не потребуется: выработка СЭС Китая могла бы закрывать пики потребления Средней Азии, выработка Казахстана и Монголии - пики европейской части России, выработка России - вечерние пики восточной и западной Европы, а утренний пик Китая уже хорошо закрывается европейской выработкой.
На таких расстояниях и масщтабах проблемой становится только сезонная зависимость выработки в северном полушарии. Но если принять за данность, что основные мощности расположены в пустынях южнее 40-й параллели, то колебания по сезонам всего в 2-4 раза и могут быть закрыты ТЭЦ и ГЭС северных стран.
Уважаю полет фантазии... Попробуйте решить несложную задачу - необходимо передать 1гвт на 1000км (а это очень малая доля от Вашей фантазии), сколько потребуется меди или алюминия на ЛЭП? Потом это умножьте на расстояния и мощности...
Так с этим, скорее, к ТС.
Simurg показывал Алексу, что фотовольтаика “сама по себе” уже больмень дозрела （ЭРОИ в первую очередь）.
Не помню уже какая манипуляция была в тот раз, но обычная практика в зеленой пропаганде - пила игнорируется в "расчетах" EROI, а приравнивать качественный поток к непредсказуемому недопустимо.
То есть обычно для сектанта "не читал, но осуждаю". ЧТД. :)
Вроде, что-то говорилось о том, что нужны сильно избыточные мощности для покрытия пиков соседей. Причем, не только генерирующие, но и транспортные. А упомянув "сезонное", твой оппонент побежал за помощью к тем самым ТЭЦ, ГЭС и прочим АЭС, от которых ждёт в трудный момент манёвра, а пока пусть в сторонке постоят.
К тому же, он похоже изобрёл сверхпроводники для трансконтинентальных ЛЭП, раз хочет гонять ЭЭ из Китая в Европу и обратно.
А еще обслуживание и прочее...
И это тоже. Если бы все было так просто с ЛЭП - давно бы настроили бы ГЭС на всех сибирских реках и без этих солнечных панелек гнали бы мощности в европейскую часть страны.
С ЛЭП пока непросто. Но техника позволяет, лабораторные (да уже и не только лабораторные) прототипы есть. Главная проблема СП ЛЭП - очень высокая (по нынешним меркам) единичная мощность, начиная с которой вообще имеет смысл этим заниматься.
Но тут есть интересный нюанс: пока основная часть энергии добывается из топлива, проще и выгоднее передавать топливо (скажем, два "Северных потока" - это около 80ГВт суммарно в пределе). Кроме того, топливо легче аккумулировать (что газ, что уголь, что нефть... да что угодно). А вот с атомом, солнцем, ветром и водой так уже не выйдет.
Из чего напрямую следует, что место газопроводов рано или поздно займут мощные ЛЭП. Со всеми вытекающими.
Я ж написал: диборид магния.
На фоне космических электростанций ЛЭП из диборида магния с водородным охлаждением - существующая и хорошо отработанная технология. По меньшей мере, провод выпускается сотнями км в год и ЛЭП на десяток километров и 150кА уже работает (конкретно, в БАК, в ЦЕРНе).
Стоимость провода из диборида порядка 0.5$/кА*м - это прямо сейчас в мелком лабораторном производстве, а при массовом, и если паковать порошок не в никель с серебром - упадёт раз в 50-100. По крайней мере, материалы стОят в 1000 раз дешевле.
Специфика сверхпроводящих ЛЭП - начиная, примерно, с 10ГВт они становятся дешевле обычных, а 100ГВт ЛЭП всего вдвое дороже 10ГВт. А нулевые потери при передаче (на постоянном токе) на любое (буквально- любое) расстояние - это уже приятный бонус.
Ну тогда посчитайте стоимость содержания тысячекилометровой трассы с жидким гелием. Это понравится еще меньше. Замучаетесь турбодетандеры гонять, не говоря уж о "мелочах" отвода испаряющегося гелия на всем протяжении. Ну а если где-то не доглядите и сверхпроводник перейдет в нормальное состояние, то предстоит веселое занятие восстановления всех этих труб в образовавшейся воронке.
С водородом. Разница по абсолютной температуре 5 раз - это очень много. Стоимость проекта сразу падает почти на 2 порядка.
Всё уже посчитали (и даже попробовали - например, в курчатнике сейчас работает 30-метровый макетик): потери по холоду порядка десятков-сотен мВт (сейчас в реальной ЛЭП около 100мВт) на погонный метр. 100Вт на километр, 100кВт на 1000км. Считая работу турбодетандера в 20% от обратного Карно получаем расходы на поддержание холода порядка единиц мегаватт. Для 100-1000ГВт ЛЭП это вполне приемлимые расходы - 0.0001..0.001%. Сейчас у резистивных потери в десятки-сотни тысяч раз выше. Это при том, что уже сейчас провод из алюминия в десятки раз дороже провода из диборида магния (производимого "на коленках" в лабораторной установке по нескольку сотен метров в день, с серебряно-никелевой трубой как оболочкой).
Как я уже сказал, реальная проблема сейчас только одна: очень высокая мощность единичной ЛЭП, начиная с которой имеет смысл городить водородный криостат на 1000км.
Собссно, все физические и даже технические проблемы решены. Остались технико-экономические: найти место, где имеет смысл такой проект отгрохать. Характерные мощности сравнимы с полными мощностями энергетики крупных стран.
А что, с водородом турбодетандера не понадобится? И отвод испарений тоже? И ко всему добавится забавный факт при аварии - сначала долбанут эти гигаватты на перешедшем в нормальное состояние сверхпроводнике, к нему добавится моментально испарившийся водород, ну а уж потом - хороший объемный взрыв этого водорода. 30 метрами рассмешили... если что, я когда-то давно сверхпроводимостью занимался... и курчатник несколько в другом всегда специализировался, основным в этой теме был ИФП, где сейчас практически разруха. Хотя собственная гелиевая до сих пор еще работает. Недавно там был...
Я же написал: понадобится. Мощность привёл - по промышленным масштабам ничего особенного. Отвод испарений - ну напрягите мозг хоть чуток, прикиньте их объём: ничего значительного. Более того, "это не бага, это фича" - этот криостат одновременно и водородопровод, и аккумулятор (с приличным объёмом). Можно получать и сжижать водород в одном месте и в одно время, а забирать газообразный - в другом месте и - через газгольдер - в другое время.
Курчатник сейчас берётся за всё, что ни попадя, магний-бор и ВТСП включая. Хорошее финансирование сыграло и положительную... и, скажем, так, не очень роль. Есть у них такой стенд. По крайней мере, года три-четыре назад ещё был.
ИФП, НЯЗ, никогда диборидом не занимался. Что-то в МГУ, вроде, делали и РХТУ. Но там совсем наколенное... собссно, оно так почти у всех, кроме итальянцев. У итальянцев оно уже в реальную коммэрцию пошлО, катушки для томографов мотают - молодцы, короче.
Напрягаю мозг по испарению... вспоминаю молодость как по собственной забывчивости забыл включить насос на откачку испарений из гелиевого транспортного дьюара (а в нем, если не в курсе, еще и азотная рубашка есть). А в дьюаре торчал охлаждаемый датчик. Результат - датчик улетел в потолок через час и хорошая такая струя из горловины... И что-то мне подсказывает, что "дьюар" на 1000 км это будет сопоставимо с полетом на Марс, ну и ежегодное обслуживание немногим меньше.
Ну а на счет магний-бор тоже есть сомнения... не говоря уж про ВТСП. Неохота разбираться, но на ИТЭР почему-то в магнитах используют классику Nb3Sn, с которым я тоже имел дело много лет назад для сверхроводящего магнита в установке. То есть для силовых решений получается ничего лучше до сих пор нет.
Короче, можете дальше фантазировать на тему сверхпроводящих тысячекилометровых ЛЭП, но уже без меня, ибо эта идея по бредовости вполне сопоставима с изначальной статьей.
Ну или напрячь всё-таки не вышло, или такой мозг... Реальные, измеренные теплопотоки на метр я написал. Зачем размахивать руками "во-оот такенный улёт!", если можно просто взять теплоту испарения и увидеть, что это 1.4мл в секунду - я не знаю.
Остальное далее - те же ощущения. Вы попробуйте (если можете) подальше от своих "ощущений" и ближе к физике, к конкретным цифирям, и увидите, что "ощущения" Вам просто врут.
ВТСП для дальних и больших ЛЭП пока не проканают как раз по любимым тут ресурсным ограничениям. ИТЭР - поросшая мхом старина, проектировавшаяся в 90-х. И с тех пор её никто и не думал перепроектировать на новое, иначе б сроки уже на 22-й век бы уехали. :) Второе поколение ВТСП (более-менее применимое в мощных катушках) - это уже 2000-е, и да, новые токамаки проектируются уже под поля радикально иные (см. концепции "токамаков с сильным полем", тот же ARC, например). Диборид магния только открыт в 2001-м.
Ну, бредовости никакой нет, как я уже сказал - ЛЭП в ЦЕРНе вдоль БАК, протяжённость километры (12км, вроде). 150кА, если это было бы 200кВ - это уже вполне приличные 30ГВт. Фантазии - да. Но вполне обоснованные.
Вы ближе к физике держитесь, подальше от "ощущений". Будет легче ориентироваться в том, что реально, а что нет.
Цифири надо проверять и считать. Вот честно лень на это время тратить, если и так знаю результат. Вы идею толкаете - вот и считайте. А не берите неизвестно откуда. И физики, кстати, тут особо и нет. Чисто инженерная задача теплотехники. Самое большое сомнение - теловой приток на метр. Понимаете, есть кое-какой опыт работы с гелием, и я не помню решений, где не использовался бы жидкий азот для снижения теплового притока к гелию (с водородом будет то же самое). И даже при этом, все равно приходилось держать дьюары на трубе гелиевой магистрали, а если требовалось снижать температуру - то и принудительно откачивать пары насосом в ту же магистраль. Вы же про необходимость жидкого азота даже и не вспомнили. А без него все станет в разы хуже. Ну и еще из опыта... транспортный гелиевый дьюар 25 литров под магистралью полностью испаряется за несколько суток. И это при регулярной подливке жидкого азота в рубашку. Может сами посчитать теплоприток даже в таком простом случае.
Я же посчитал, разжевал, в рот положил... что ещё нужно-то? :) Тут проблема как раз в том, что Вы "знаете" результат - в смысле, что-то Вам когда-то впендюрилось в голову по "ощущениям", и Вы никогда не дали труда себе эти "ощущения" проверить.
У меня тоже опыт с криогеникой, думаете Вы прям уникальный такой? :) Зачем "вспоминать" про азот? что в нём такого необычного или критичного? Я вот ещё гаечку на кожухе внешнего экрана турбодетандера не упоминал. А она, может быть, аж М5! Это, конечно, может быть, очень важно... но только если объясните, чем именно, и почему эти все вещи упоминать нужно? Вы полагаете, расходы на сжижение азота будут как-то критично велики? Так я сразу секрет открою: нет, не будут.
Если Вы знакомы с элементарной термодинамикой, то знаете, что обратный Карно на азотные термпературы будет почти вчетверо эффективнее, чем на водород, а теплота его кипения выше.
Считать теплопоток не нужно. Они измерен. И не "неизвестно где", а на всем известных установках навроде БАК (ну и не совсем широко известных, навроде того же стенда в курчатнике, за которым, впрочем, тоже вполне конкретные фамилии авторов статей). Очень качественные расчёты именно СП ЛЭП (на сотни км) делала лаба Рубиа - есть в сети, искать только влом. Но теплопотоки там я помню - десятки мВт на погонный метр. Вы как не читаете, как будто совершенно на своей волне: я говорю реальные установки есть (и даже в России - не самая большая, мелкий стенд, но всё же). Да-да, вот те самые "дюары километрами". Многими километрами. И теплопотери их известны, и расходы на охлаждение и всё такое. Есть опыт, известны методы, как снизить потоки (и сколько это будет стОить), дальше - простая технико-экономическая задача, какие потери нас устроят, и как дешевле - вложиться в теплоизоляцию или в детандеры. Она тоже решена (и ещё будет не раз решаться - вон, следующим будут строить ILC, так там тоже 30км сплошных сверхпроводниковых секций). Не верите буржуям - ну съездите в Дубну... или позвоните какому-нить знакомому из своего физического прошлого, кто реально имеет плотно дело с современными большими криоустановками.
Вы себя ведёте поразительно для человека с (заявлено) техническим мышлением... как деревенщина, которая не может поверить, что арка какого-нить моста может весить 6000тонн - эта ж откуда стока чугуна и как её ташшить-та? Ну вот как-то. Люди подумали, сделали и притащили. Вопрос грамотных расчётов, проектирования, инженерии, хорошего производства. С масштабной криогеникой то же самое. Глаза боятся - мозги делают. Если их включать, конечно. Гелиевые криостаты длиной в десятки км уже много десятков лет как не новость, инженерный опыт наработан огромный, и прогресс в качестве теплоизоляции тоже впечатляет. Кстати, да: если Вы имели опыт только с советскими бочками с гелием, Вы можете реально и не знать, и не представлять, что такое хорошая криогеника с многослойной и хорошей вакуумно-экранной изоляцией (намотка майлара с напылением алюминия в несколько слоёв чудеса творит). Ну так и это ж Вас не оправдывает: я ж цифири привёл! А Вы и после этого руками зачем-то машете. :)
Вроде как существует максимальное магнитное поле (пропорциональное квадрату тока, при котором сохраняется сверхпроводимость
вроде вот http://www.nanometer.ru/2011/10/28/13198183712382_263485.html
"критическая плотность тока достигает при этом 27000 А/см2 при величине индукции магнитного поля 10 Тл и температуре 4,2 К"
гигаваттами, как бы, и не пахнет
Объясните мне, а на кой черт передавать энергию на огромные расстояния и с такими героическими усилиями??? А что производства рядом с источником энергии построить никак нельзя? Религия запрещает?
Речь же изначально шла о СЭС, как испооьисполь пики без аккумуляторов. А именно - передавать от места, где пик освещения в место, где пик потребления. Например, китайские станции закроют утренний пик потребления в европейской части России.
Для обеспечения равномерной нагрузки у суточно-зависимой солнечной генерации.
Каких-то совсем уж прям героических усилий нет: в пересчёте на передаваемый ГВт СП-линии дешевле... но только начиная с некоторой, довольно большой мощности. Вообще, подобная инфраструктура сильно помогла бы всей энергетике, не обязательно солнечной. А сколько бабла можно было бы рубить на транзите 100ГВт китайской энергии в Европу - ууу... :) Но евразийская сеть - это проект, конечно, эпического масштаба. Не такого, как космическая СЭС, но вполне маниловского такого, с замахом.
То что нагрузку нужно распределять прекрасно понимаю. Не понимаю почему не производить товары там где есть энергия и не распределять товары, а не энергию. Основное потребление всегда производство.
Если принимать, что основа генерации - солнце, нужно как-то растаскивать эту энергию либо в пространстве (компенсируя ночь где-то днём где-то), либо во времени (запасая днём и отдавая ночью).
Решение с аккумуляцией очень дорого, транспортировка в глобальных масштабах, как ни странно, дешевле. Единственная неприятность: аккумуляторы - могут быть мелким частным решением, а глобальные электромагистрали могут работать или полностью или никак. Мелкий аккум на мой дом решает мою личную проблему, а 100 метров провода до соседа не решает ни чью.
Запасайте энергию в полуфабрикатах и товарах. А на потребительские нужды и текущих запасов энергии с избытком хватит. Так зачем городить весь огород с дикими магистралями, если все можно производить там где есть энергия?
Это не решение потому, что проблема перекладывается на производства, которые должны использоваться лишь небольшую часть суток. В самом лучшем варианте это просто очень дорого - поставить роботизированный завод и не использовать его 75% времени. Даже сверхэнергоёмкие относительно "простые" производства типа производства первичного алюминия, электростали, катанки и аммиака так обустроить не получится.
Обычно это просто невозможно - слишком много связанных циклов, слишком много потребностей в непрерывных процессах.
С точки зрения окупаемости в "долларах", это безусловно именно так. Окупаемость в сотни лет конечно безумие. Но с точки зрения общества, это может иметь место и практический смысл. С точки зрения общества, избыточное производство полуфабрикатов задействованное сегодня на 25 % просто производственный резерв.
Просто хочу показать на принципиально иной подход к решению проблемы. Жить нужно там где есть ресурсы и энергия. Так что вам очевидно не нужны магистрали в 1000 километров и огромные электростанции на орбите. Нужно решать задачи рационально и индивидуально. На мой взгляд, когда ресурсы заканчиваются универсальные и масштабные решения только растрата последних на мертвую в будущем инфраструктуру.
Здесь, ресурсы заканчиваются, а значит нужно двигать туда где они еще есть. И по этой дороги развивать технологии позволяющие осваивать новые среды обитания.
И как пример применения - делайте металлические порошки и полимеры. Для полимеров проблем с сырьем не будет при наличии энергии. ;)
Каковы будут потери при концентрации низкокачественнной пилы низкого напряжения в качественный поток высокого напряжения и передаче его на 1000 км?
Не забудьте заложить это в падение КПД / EROI системы, заложить в себестоимость и вычесть из "свободной энергии", которая останется цивилизации для решения прочих задач.
При соединении смежных (по часовым поясам) энергосистем Евразии никакой "пилы" уже нет. Есть непрерывный поток качественной энергии.
Потери в СП линиях постоянного тока околонулевые. Проблема лишь в том, что это монструозный единичный проект, сильно завязанный на политику. Поэтому, к великому сожалению, он ещё долго останется прожектом. А технически к реализации всё более-менее готово.
Да ну? То есть ветер / отсутствие облак в одном месте заведомо покроет отсутствие ветра / облака в другом регионе? Я видел данные по Европе (не всей Евразии) - там это ТОЧНО не так. Статистику в студию.
> Потери в СП линиях постоянного тока околонулевые.
О стоимости решения с "нулевыми потерями" скромно умолчим? Не забудьте и ее заложить в капзатраты проекта и себестоимость системы. Бедным панелькам придется работать и на это, перед тем как начать генерировать "свободную энергию", которую цивилизация сможет тратить на решение задач не связанных с самой энергосистемой и ее воспроизводством.
Мы тут говорим о солнце в пустынях, так? Статистика по пустыням общедоступна, там не бывает сплошной облачности в принципе, а периодичная-эпизодичная на таких масштабах ни на что не влияет. ЕС - лишь малая часть Европы (северной), компактно расположенной по широте и в пределах 2 часовых поясов. Там не о чем говорить в смысле усреднения, один большой циклон при удаче накрывает почти весь ЕС.
Почему умолчим? Заложили, прикинули, получается приемлимо - при 300ГВт около 10-30 миллиардов на 1000 км, порядка 300-500 миллиардов на трансевразийскую ЛЭП от Японии до Португалии. И выигрыш от глобальных сетей получает вся энергосистема - АЭС, например, без крупных сетей и балансировки тоже дико неэффективны, но и ТЭС и ГЭС получают свои выгоды.
Ну а поскольку СП-линии имеют потрясающий эффект от масштаба (300ГВт линия стОит почти столько же, сколько и 30ГВт), принципиально это решение вполне интересно.
Да, существует. Только (простой вопрос на школьную физику) при какой силе тока магнитное поле внутри единичного проводника достигнет 10Тл? ммм?
Вы не очень понимаете, что читаете - вроде, буквы все поняли, а о чём они... Это критическая плотность тока для конкретного поля (в катушке, например). То есть, если Вы собрались делать катушку на 10Тл, то сверхпроводника придутся брать больше. Для проводника ЛЭП существует только его собственное поле. И для 0Тл критическая плотность тока при гелии порядка мегаампер. Столько просто не нужно - выгоднее поднять температуру до водорода и сэкономить на криогенике. В конце-то концов, диборид магния очень недорогой - нынешние лабораторные 0.5$/кА*м - это уже для водороных температур.
О, да ты "вредитель" с опытом....
На этере ниобий т.к. там офигенно магнитное поле, кста, на гигаватной сверхпроводящей линии оно тоже должно быть не маленькое... Не факт конечно что для таких линий подходит магниевые соединения, тут вы совершенно справедливо отметили этот факт.
Гигаватт на 200кВ - это всего лишь 5000А. Как Вы полагаете, какое именно "офигенное" поле порождает ток 5000А? Насколько конкретно оно "не маленькое" по-Вашему? В теслах? Можно напряжённость, в ампер-метрах, пофигу, м?
Вполне подходят: см. кривые критических токов. Более того, возможно, магний-бор единственный подходящий для таких применений материал: магния на Земле очень дофига, бора тоже, они дёшевы, легко производятся, в силу простоты соединений возможно непрерывное производство и монтаж на месте. Высокая температура, хорошие удельные токи. В общем, для данного применения почти идеал... до тех пор, по крайней мере, пока не найдут какой-нить состав ВТСП, который производится вообще из говна и палок.
В статье речь про 195'800 ТВт·ч в год к 2030г, а это уже примерно 6,5 гВт, т.е. за 30кА, ещё скажите что это мало.
Сверхпроводники ! рода тут уже гарантировано не подойдут, к каким относится предлагаемое вами соединение - хз, я не настолько физик низких температур.
Ну да, очень мало... а что? Ещё раз вопрос (он простой совсем, ну же): какое именно поле порождает проводник с током в... сколько там? 30кА?
Прямо сейчас магниты БАК в ЦЕРН (главное кольцо - около 30км) питаются по сверхпроводящей линии 150кА. Если ту же линию поставить под напряжение 200кВ, по ней можно будет передавать мощность 30ГВт. И это совсем немного. Например, полный ток в обмотках мощного томографа (если брать все ампер-витки) - порядка мегаампер-десятков мегаампер. Что при напряжении +/- 110кВ соотвествует мощностям порядка тераватт.
Не знаю, что такое сверхпроводники "! рода", я, как и современная физика, знаю только первого и второго. ИЛи это попытка изобразить заглавную цифру "1"? :) Почему не подойдут СП первого рода - было бы интересно послушать, но сомневаюсь, что сможете рассказать. Не думаю, что Вы вообще понимаете разницу, разве что слышали где-то, что 1-го рода - низкотемпературные.
Принципиально, разумеется, СП 1-го рода во всех смыслах (кроме доступных температур для известных нам составов) предпочтительнее. Но пользоваться придётся, в силу доступных температур, СП второго рода. ЛЭП слишком протяжённая структура, температура криостата очень сильно влияет на стоимость.
кстати, вопрос не по теме
а на обычных ЛЭП на таких расстояниях какие потери будут? 30-50%? （с потолка взял）
т.е., к примеру, если себестоимость ээ из СЭС в два раза ниже обычной, то, грубо, её можно транспортировать на 1000 км в широтном направлении （при условии потери не более 50%)?
т.е., ЛЭП на 1000 км в широтном направлении позволит сдвинуть пик производства к потребителю на полчаса примерно.
Это зависит от передаваемой мощности. Собссно, сама номинальная мощность резистивной ЛЭП определяется допустимыми потерями. Обычно порядка 10% (в разных странах разные нормативы). Считается, что если потери больше нормативных, то нужно ставить больше столбов и вешать больше алюминия в параллель. Но 30% нет вообще нигде. Когда говорят о "потерях в сетях" порядка 15-20%, учитывают все ЛЭП (включая последний километр) и все трансформаторы по пути. Если брать только магистральные ЛЭП, там таких потерь нет.
Я не буду тратить время на обсуждение этих фантазий зеленого уродца в сотый раз.
Если бы экономика у зелени была бы хотя бы 10% от этих басен, все бы "зеленщики", начиная от Чубайса и Вексельберга, не в очереди на субсидии стояли, а забивали бы места и право на строительство СЭС. Убивая друг друга за это право, не без этого - как и положено в рыночной экономике, когда речь идет о реальных больших выгодах.
А этот зеленый уродец не нас бы тут сирых агитировал, а бегал бы и строил СЭС в Прибалтике космическими темпами, которая превратилась бы из энергодефицитной страны в мощного экспортера ЭЭ в отсталую Россию.
Наблюдаете что-то из этого?
Я - нет :-).
зря ты так
его интеллект достоин уважения
В каких-то вопросах.
В данном вопросе - никакого, пропаганда, пересказ пропаганды и манипуляции. Явная ангажированность и неуважение к моему времени и времени читателей.
его посты гораздо итересней и информативней тех статей, под которыми он пишет свои комментарии...
ты, наверняка, знаешь его и лучше и дольше меня..
я за ним не наблюдал, за год наверное, ничего такого, чтобы так к нему обратиться
но, имхо, АШ может много очень потерять в темах про ВИЭ без него...
да, есть персонажи на АШ, которые, возможно, заслуживают такого обращения, но, имхо, он тот для тебя （Токоямы и пр.） соперник, которых стоит уважать （и благодарить)
Подписывайтесь на интересных вам авторов, отписывайтесь от неинтересных.
Это ваше дело.
Но не подавайте свое оценочное мнение как факт.
Алекс Крякодил указал мне на ошибку в расчетах (за что ему большое спасибо). По данным американской фотогальванической СЭС Solar Star рассчитанная мною мощность различается с годовой выработкой. Фактическая выработка - 35% от вычисленной!!! Все надо умножать в 3 раза!!
Причины мне непонятны пока...
И про пилу не забудьте, ее выравнивание очень серьезно повысит затраты на собственные нужды энергосистемы и ее воспроизводство.
Это решить возможно лишь единой энергосистемой.
Либо только космос - а это на данный момент реально фантастика...
Вот блин непонятно отчего лишь треть от вычисляемого, по башенным СЭС лучше выходит... (мысли вслух...)
Глянул чуть повнимательнее на Ваши цифры. Один фундаментальный косяк я вам уже указал выше, но вряд ли его те зеленые клоуны закладывали - пилу они не любят считать.
А вот и другой косяк, возможно:
"В среднем 1367 Вт/м²".
Атмосферу вы вроде потом учли, но, думаю, вы неправильно оценили ночной эффект и сезонность. Детализацию вы не дали, так что сами проверяйте.
Правильные цифры таковы - даже в пустыне Сахара, усредненная за год величина составит лишь 260 ватт на метр. И вот уже на эту величину нужно накладывать КПД фотоэлемента, чтобы понять сколько реальной генерации он даст.
1367 Вт/м² - космос. Поверхность - 1020 Вт/м2. На экваторе в полдень. Делим на пи. 1020/пи=324,676 в среднем за сутки. На экваторе. Сахара (примерно) 230 широты. Косинус от экватора=cos(23)*324,676= 298,866 Вт/м2.
КПД панелей брал 15% (вроде и не много). Площадь и широта Solar Star СЭС указана. Так получается 35% от вычисленного!!! Будто КПД в 3 раза ниже! Не 15%, а 5%!
Ничего не понимаю, ведь по башенным СЭС примерно сходится (иначе и статью не стал бы городить). Возможно они всю территорию считают, а не только территорию под панели, не знаю...
Не 298 а 260 все же. Тут расчеты и источники давались - https://aftershock-2.livejournal.com/19235.html
Причина расхождения? Например, есть еще пасмурные дни и песчаные бури (кстати офигенный абразив, - к вопросу о сроке работы панелек в таких условиях)
Страницы