Потребители будут полностью оплачивать зарезервированные мощности с 2024 года
Цель – заставить их более эффективно использовать энергомощности
Сейчас потребители не используют около 60% заявленной мощности
Наш сайт посвящен современным видам альтернативной энергетики, которые Вы можете применить на своем объекте, будь то частный дом или коттедж, а также фермерское хозяйство или коммерческий объект типа магазина. Технологии можно использовать как по отдельным элементам, так и интегрировано между собой для достижения большего энергетического эффекта!
Относительная доступность коммунальных благ, в том числе электроэнергии, создает у многих людей ошибочное представление о том, что эти блага появляются сами собой и они никогда не исчерпают себя.
Повышение антропогенного давления на биосферу связано как с глобальными изменениями климата, так и с существенным загрязнением в глобальном и локальном масштабах гидро- и литосферы отходами хозяйственной деятельности человека.
На протяжении XX в. наблюдался экспоненциальный рост антропогенной нагрузки на биосферу, приведший к усилению диспропорции между использованием ресурсов и восстановлением окружающей среды и нарушению работы большого биотического круговорота, являющегося основой устойчивого функционирования биосферы и её основных ячеек – природных экосистем.
В этом кроется одна из основных причин критических последствий увеличения экологического давления со стороны человечества в целом, а также того или иного государства и каждого из нас в отдельности.
Для продолжения природопользования необходимо, чтобы биосфера восстанавливала потребляемые нами ресурсы и утилизировала все отходы.
С точки зрения экологии, человечество представляет собой звено консументов – потребителей органических соединений, которые природа создаёт при фотосинтезе.
Звено редуцентов (бактерии, грибы) разлагает, минерализует отходы, доставляя растениям необходимые элементы минерального питания, и замыкает биотический круговорот.
Мы, консументы, выделяя метаболиты (жидкие, твёрдые, газообразные), также способствуем работе биотических циклов, которые функционируют с высокой степенью замыкания.
Например, после выхода жизни на сушу каждый атом углерода в среднем 10 тыс. раз был включён в состав различных соединений в живое вещество и только затем оказался “потерян для круговорота” в захоронениях литосферы – осадочных породах, нерастворимых солях кальция и т.д.
Несмотря на высокую численность, по своим физиологическим показателям человечество не представляет глобальной угрозы для биосферы, хотя загрязнение в отдельных регионах весьма существенно.
Главную опасность для устойчивого функционирования биосферы и экосистем представляют технологические отходы, непригодные для утилизации в природных циклах.
"Бесплатное" электричество. Мифы и реальности о солнечных батареях.
Споры об экономический эффективности использования источников возобновляемой энергии в быту сошли на нет: солнечные батареи и ветряки применяются при отсутствии центрального энергоснабжения, а иначе они не окупаются. Однако с началом процедур принятия поправок в закон об электроэнергетике появляются стимулы использования солнечной и ветровой энергии.
Дело в том, что одним из самых дорогих компонентов солнечной электростанции являются аккумуляторные батареи, накапливающие энергию днем в солнечную погоду и отдающие ее в темное время суток. Кроме высокой стоимости аккумуляторы имеют ограниченный срок службы и требуют периодической замены.
Если будет окончательно реализован принцип выкупа избытка генерации электроэнергии сетевой компанией, то в роли аккумуляторов будет выступать городская электрическая сеть. Днем, в отсутствии основной части потребителей дома вырабатываемая солнечной панелью энергия будет передаваться в сеть, а вечером начнется потребление из нее.
Солнечная панель представляет собой набор полупроводниковых элементов, преобразующих солнечную энергию в постоянный ток.
Различают монокристаллические пластины и поликристаллические. Монокристаллические батареи более сложны в производстве и примерно на 10% дороже поликристаллических, но имеют более высокий КПД (примерно на 30%). Тем не менее, поликристаллические пластины медленнее снижают свои характеристики с течением времени. Другой вид солнечных панелей - пленочные, они менее эффективны и находят свое применение в мобильных устройствах.
КПД монокристаллической батареи в солнечный день может достигать 25%. Не стоит забывать, что с ростом температуры производительность панели снижается. Повышение температуры элемента на 10°С приводит к снижению его эффективности почти в два раза.
В состав солнечной электростанции входит набор панелей необходимой мощности, контроллер заряда аккумуляторов, сами аккумуляторные батареи и инвертор, преобразующий постоянный ток панелей или аккумуляторов в переменный ток.
Если использовать сетевой инвертор, то его можно подключить к городской сети и исключить аккумуляторы с контроллером. В таком случае, если мощности солнечной генерации достаточно для обеспечения всей нагрузки дома, потребления из сети нет. Днем, когда светит солнце и потребление дома минимально, происходит выдача лишней мощности в сеть. За эту энергию электросетевая компания заплатит по рыночной цене. При недостатке мощности к "солнечной" электроэнергии подмешивается электросетевая.
В солнечную погоду каждый 1 кв.м. площади панелей вырабатывает до 100 Вт электроэнергии. Ставить солнечные батареи мощностью более 15 кВт не имеет смысла, для дома, в котором проживает 3-4 человека достаточно около 20 кв.м солнечных панелей.
Цена одного Ватта солнечной панели составляет около 35 руб. Батарея на 2 кВт будет стоить около 70 тыс.руб. Сетевой инвертор обойдется в 50 тыс.руб. Провода, выключатели и другие материалы, а так же монтаж, наладка потребуют еще около 30 тыс.руб. Итого за 150 тыс. руб. получаем солнечную электростанцию на 2 кВт.
Возьмем для примера Ростовскую область. В году примерно 950 ясных часов, когда выработка максимальная и около 2 тыс. облачных часов, пусть в эти дни выработка упадет вдвое. Тогда за год наша электростанция выработает примерно 4 000 кВт*ч. При цене 5,43 руб. за киловатт экономия составит около 20 тыс. руб. Т.е. за 7,5 лет затраты полностью окупятся.
Конечно расчет очень условный, европейское оборудование будет несколько дороже, а китайское, наоборот, позволит уменьшить затраты. Я хотел сказать, что в случае принятия государственной программы стимулирования возобновляемой частной микрогенерации может стать выгодным ставить на крышах своих домов солнечные батареи. Ваше мнение жду в комментариях.
Инженеры из стартапа SoundEnergy создали кондиционер, который работает на основе тепла от промышленного производства или солнечной энергии и не требует электричества. Устройство позволит снизить ущерб экологии и издержки на охлаждение помещений, пишет New Atlas.
По данным Международного энергетического агентства, к 2050 году почти 6 млрд кондиционеров могут использовать 37% мирового электричества. Это связано с активно развивающимися рынками Китая и Индии — граждане стран становятся богаче, и покупают больше кондиционеров в условиях повышения глобальной температуры воздуха.
Кроме того, существующие кондиционеры выделяют углекислый газ и используют хладагенты, которые ускоряют глобальное потепление.
Созданное SoundEnergy устройство работает аналогично с двигателяем Стирлинга , который впервые был представлен 200 лет назад в начале 1800-х годов. Кондиционер использует разницу температур для создания акустической волны в закольцованной трубе и усиливает эту волну с помощью перепада давления, пока она не достигнет высокой интенсивности. После того, как перепад тепла был преобразован в перепад давления, перепад давления снова преобразуется в тепло, на этот раз — со знаком минус.
Компания уже продала первую партию кондиционеров по цене в $50 тыс. за устройство. По словам представителя SoundEnergy, по мере роста производства стоимость устройства будет снижаться.
На картинке Норман - термоядерный реактор компании TAE Technologies. Тысячи экспериментов прошли за полтора года.
Если делать ставки, то на них. Возможно, что они первыми начнут продавать термоядерные реакторы. Не специалистка, но несколько моментов и по удержанию, и по подъему температуры зоны показались новыми (нижнее видео). Когда же можно будет купить?
Они утверждают, что первые коммерческие поставки через 5 лет.
При этом, следующий, Коперник, реактор с плюсом по энергии всего через 2 года, формула D + T = He-4 + n, дейтерий + тритий, на выходе гелий + нейтрон.
А коммерческий планируется абсолютно обалденный (другие даже не пытаются такое сделать), по формуле p + B-11 = 3He-4, то есть водород + бор-11, и на выходе только гелий. Термоядерная реакция водород + бор-11 безнейтронная, то есть в ней: (1) в принципе не нарабатывается ничего радиоактивного; (2) возможно прямое получение электричества из потоков заряженных частиц, без теплового обмена, с более высоким кпд. Совсем недавно термояд по формуле водород + бор-11 казался делом такого будущего, которого даже в телескоп не видно.
* * * *
Пойдут по графику, отстанут от него или смогут опередить? Не знаю. Но сейчас сразу 4 компании бешено соревнуются, кто будет первой в коммерческой термоядерной энергии. [Это я могу перечислить 4 серьезных, наверняка их больше. Сделать обзор? Заказывайте.]
У всех четырех есть заделы реальных достижений. Похоже, что после 50 лет ожидания задача решена и скоро будет выполнена в железе. [Конечно, еще есть ИТЭР, тот самый, 35 государств, но про него либо хорошо, либо ничего)].
* * * *
Это весело. Потому что хотя мы твердо знаем, что ресурсы безграничны во всем - в доступе к энергии, в ископаемых, в производительной мощи биосферы - термоядерные реакторы большая гирька на чашку изобилия. Термоядерные реакторы были любимой мечтой человечества, когда оно еще могло мечтать.
И это грустно. Потому что мы понимаем, что фундаментально ничего не поменяется. Никакие прорывы в науке больше не транслируются в достижения общества. Сейчас ясно, что ученые не могут в одиночку спасти этот мир, какие бы открытия они не сделали. Нужны кардинальные изменения политических и социальных систем. Российский проржавевший паровоз до упора в тупике безнадежной нищеты и кретинизма. А над Вашингтоном диктатора-выродка подбородок тяжелый висит (С).
* * * *
Есть же конструкции ядерных реакторов, которые мало чем хуже термоядерных. Например, ядерный реактор TWR, Traveling Wave Reactor, Реактор Путешествующей Волны. TWR работает на любых отходах, совсем необогащенном уране, на обедненном уране (700,000 тонн которого, кстати, сейчас маринуются на складах США). Безопасен. В течении 40 лет не надо перегружать рабочую зону. А когда надо будет, достаточно спрессовать и загрузить назад то, что внутри. То есть, на первые 100-120 лет это замкнутая система. Не реактор, а мечта, и нерешенных технических проблем там нет.
Схематическая идея Реактора Путешествующей Волны
Думаете, хоть один строится? Даже Биллу Гейтсу, с его пробивной силой и с помощью свободного миллиарда долларов, за 10 лет усилий не удалось преодолеть политические трудности, чтобы начать его. В этом маленьком факте так резко видно все, что сейчас с нами.
* * * *
Но как только у нас появится что-то поинтереснее, чем вино и сериалы, как только удастся слезть с дивана, в распоряжении людей будет, к примеру, бесконечный источник чистой энергии, и не один.
У тех, кто окажется способным мечтать, будет в руках абсолютно все для того, чтобы Строить. Надо только захотеть. Вот это отличная новость.
P.S. Тут есть намеки на некоторые решения, вторая половина ролика:
«Переход на ВИЭ поделит страны на победителей и проигравших»
Отказ от ископаемого топлива в пользу возобновляемых источников энергии приведет к глобальным изменениям на геополитической арене. Россия окажется в уязвимом положении, а Китай выбьется в безусловные лидеры рынка ВИЭ. В то же время у африканских стран появятся новые рычаги влияния, которых не было прежде.
Насосное хранилище превращает энергию солнечных или ветровых станций в тепло и отдает ее во время пиковой нагрузки на энергосеть. Даже при 65% от максимальной эффективности система может стать самой экономичной.
Насосное хранилище тепловой энергии использует принцип разницы температур между двумя цистернами с гравием. Полученная по энергосети избыточная энергия превращается в тепловую, сжимая инертный газ аргон до 12 бар и нагревая его при этом до температуры 500 °C. Горячий газ поступает в верхнюю часть цистерны, постепенно опускается и нагревает частицы гравия.
Аргон при этом охлаждается, и, достигнув температуры окружающей среды, расширяется и попадает на дно второй цистерны уже при -160 °C. Там он медленно поднимается и выходит сверху уже при температуре и давлении окружающей среды, пишет Engineer.
Для того чтобы получить запасенную энергию, процесс запускают в обратном порядке. Покидая цистерну, горячий сжатый аргон запускает генератор, вырабатывающий электричество. Каждая из двух батарей — горячая и холодная — могут запасать энергию в течение восьми часов. Переключение между режимами зарядки и разрядки батареи происходит за миллисекунды, утверждает Эндрю Смолбоун, руководитель проекта.
Первую такую установку, разработанную в Университете Ньюкасла, недавно подключили к сети.
Ее КПД установки составляет от 75% до 80%. Опытный образец мощностью 150 кВт был собран в Центре энергетических исследований. Он способен хранить до 600 кВт*ч электроэнергии.
Команда Смолбоуна еще не достигла максимального потенциала общей эффективности системы, но и полученных цифр в 60-65% достаточно, чтобы эта технология могла считаться самым экономичным и гибким методом хранения энергии из ныне доступных. Вдобавок, эти испытания показывают, что существует возможность дальнейшей оптимизации конструкции системы, чем британские инженеры и обещают заняться в ближайшие месяцы.
В конце года в Китае был одобрен первый крупномасштабный проект по строительству системы хранения энергии. По планам, первая фаза строительства на 750 МВт*ч будет завершена в 2019.
Проектируя систему стока, необходимо учесть уклон канализационной трубы. Ведь от этого зависит самотек канализации. Если неправильно проложить канализационные трубы, то придется заново все переделывать.
Новички в строительстве ошибочно могут считать, что больший угол наклона трубы даст быстроту сливания.
Это не так. Слишком быстрый слив воды не забирает с собой твердые частички фекалий. Те со временем будут заливать трубы, оставаясь на внутренних стенках трубы. И, что самое грустное, это может привести к быстрому появлению неприятного запаха. Это произойдет в случаи срыва водяных запоров в сифонах. К тому же, быстрый слив очень шумный.
Кроме того, не до конца заполненные водой трубы наполняются воздухом, который ведет себя агрессивно в отношении стенок труб, тем самым он ускоряет их коррозию. В качестве второго печального последствия при такой ошибке можно отметить переполнение отстойных резервуаров.
Отмерить уклон на практике проще, когда знаешь отношение высоты снижения к длине трубы. Зная длину канализационной трубы, можно вывести общую высоту уклона, просто умножив на 3. Например, длина трубы 14 метров. Значит 14×3=42. 42 – это разница высот между крайними точками всей трубы.
Так что на вопрос «Нужен ли уклон канализационных труб при прокладке внутри помещения?» ответ будет положительным.
Для простоты расчета приведем такие данные уклонов:
Кроме того, трубопровод должен иметь как можно меньше стыковых соединений. Ведь стык — это вероятное место протекания.
Размещать горизонтальные раструбы нужно навстречу потоку сточных вод в вертикальном стояке. Стык горизонтальной трубы и вертикальной может быть и 90°.
Избегайте горизонтальных стыков в 90°. Лучше используйте два фитинга по 45° или три по 36°. Если же нужно применить только один фитинг, то лучше взять 67°.
При необходимости разводки горизонтальных труб используйте крестовины или косые тройники. Оборудуйте канализацию фановой трубой для вентиляции. Унитазы устанавливайте как можно ближе к стояку.
Минимальные уклоны канализации одинаковы для всех канализационных систем, независимо от предназначения архитектурных объектов.
Эти данные берутся из справочных таблиц СНиП.
Для облегчения поисков этих данных, приведем данной таблице нормативы для сантехники и приборов, подключаемых к канализации.
Уклон наружных канализационных труб рассчитывается исходя из местного рельефа, расстояния отвода от дома, количества поворотов и перепадных колодцев.
Но в любом случае необходимо придерживаться таких минимумов:
Уклон проводки трубы высчитывают, исходя из расстояния к септику. При указанных градусах перепада высоты происходит нормальный забор лишней влаги из грунта с дальнейшей самотечной доставкой в резервуар.
Трубы прокладывают на песчаную подушку в траншеи. Песка должно быть 10-20 см. Благодаря этому снижается вероятность огрехов размещения канализационного стока. В будущем песчаная подушка компенсирует всевозможные движения грунта.
Если применяется параллельная проводка ливневки-дренажа, то скорость потока в сточных трубах должна быть 0,7-1 м/с.
Колодцы используются разные и запускать в них глухие трубы ни в коем случае нельзя. Наружная канализация обычно засыпается грунтом.
При прокладке водоотвода нужно учитывать и уровень наполнения канализационных труб. Для этого используют следующую формулу:
Где V – скорость движения жидкости и не должно быть меньше 0,7 м/с, H– высота уровня стоков, d – диаметр трубы, K – коэффициент наполняемости. Для труб из пластика или стекла K=0,5, а для других материалов K=0,6.
Одной из особенностей, а также неудобством энергии, получаемой из альтернативных источников — ветрогенераторов, солнечных батарей и т. д. является невозможность «контролировать» их поведение: то ветра или Солнца много, а то нет совсем. Соответственно и энергии иногда бывает слишком много (в пиковые моменты), а порой слишком мало.
Например в китайские ветростанции потеряли в 2017 году семнадцать процентов полученной "альтернативной" энергии, а солнечная Калифорния не смогла применить порядка трехсот тысяч МВтч в 2018-ом (данные Bloomberg).
Рынок хранилищ энергии относительно молодой, но перспективный. Аналитики оценивают его в сорок миллиардов долларов, ведь если сегодня в мире «храниться» около восьмисот МВТч, то всего через пять лет емкость всех хранилищ может достигнуть цифры в сорок пять ГВтч.
Илон Маск и проект Hornsdale Power Reserve
Решить проблему «спасения» полученной энергии пробует Илон Маск (австралийский проект Hornsdale Power Reserve), но его путь — путь дорогих литий-ионных батарей. Свои разработки пробуют применить канадские и германские инженеры. Их системы основываются на сжатии воздуха с помощью энергии с последующим хранением и «переработкой обратно» в электричество в нужный момент.
Инженеры компании Alphabet X решили применить имеющийся опыт накопительных солнечных электростанций, типа Gemasolar (солнечная электростанция с системой накопления тепла в расплавленной соли, которое используется для получения перегретого пара, а затем, через турбины, для получения электричества). Как оказалось с помощью такой технологии можно не только вырабатывать, но и запасать энергию.
Вот так выглядит Malta на макете
Стартап Malta, вышедший из Alphabet X, занимается разработкой системы хранения энергии с помощью такой нагретой соли и холодного антифриза. Электрическая энергия, например, от ветрогенераторов, используется для нагрева соли и охлаждения антифриза с специальных емкостях. В необходимый момент (отсутствие ветра, либо возрастание потребления энергии), накопленные тепло/холод используются для работы специального «теплового двигателя », создающего поток ветра, вращающий турбины для выработки энергии.
Схема работы энергохранилища Malta
Несмотря на видимую сложность, реализация такой технологии доказана расчетами. Кстати говоря, базируется Malta на работах Роберта Лафлина (Нобелевский лауреат по физике). А основной задачей сотрудники компании видят создание системы, не требующей дорогостоящих материалов и способной «работать» в любых условиях. Видимым преимуществом так же должен стать долгий срок службы — от двадцати до сорока лет, ведь соль не может «терять емкость», как литий-ионные батареи.
Стартап Malta сумел доказать свою состоятельность и перспективность, чтобы привлечь двадцать шесть миллионов долларов от инвесторов группы Breakthrough Energy Ventures. «Пилотное» строительство запланировано в Китае, где будет создано первое небольшое «солево-антифризное» хранилище. Наработки от использования которого будут использованы для строительства более масштабных объектов.