Почему золото - железо ?

[vlkamov]

- спросила меня младшая сестра. Я тогда как раз природоведение изучал и смог объяснить, что они оба металлы, но разные.

Обычно при обсуждении технических новинок выскакивает какой-нибудь тролль и задает дурацкий вопрос типа того что в заголовке, а потом все тролли хором кричат: "Ага !" и на этом основании делается такой же вывод. Тут главное - последующее "ага". Классическоое "Полеты аппаратов тяжелее воздуха невозможны" Томсона(Кельвина) - как раз такое "ага". "Никогда компьютер не будет играть в шахматы как человек". При том, что первая же шахматная программа играла лучше, чем 99% людей. Но "ага". Когда чемпионы остались позади, тролли заткнулись. Теперь даже к соревнованиям допускаются компьютеры, которые можно унести одной рукой. Ну и там водить машину, управлять самолетом и т.п. - тоже "ага". Но в первый момент тролли таки создают у наивняка нужное впечатление.

А вчера мне такой товарищ доказывал, что автомотрисы при торможении сильно изнашивают рельсы. Ага.

В комментах к обсуждению проекта DesertEC (гигантская солнечная батарея в Сахаре) френд спрашивает:

Какую площадь пустыни нужно покрыть солнечными батареями, чтобы выработанной ими за год энергии хватило на производство солнечных батарей для первого квадратика "World"

Казалось бы, тот самый дурацкий вопрос и уже "ага !" наготове - почему-то "за год". Мировая энергетика создавалась более сотни лет и энергии на это было потрачено оёёёй сколько, а солнечная батарея такой же мощности почему-то "за год" должна. Вряд ли существующая энергетика возобновляет себя за год. Известна эмпирическая величина: ТЭС обходится примерно $1000 за киловатт. То есть только она себя за 2 года оправдывает, а ведь еще добыча и транспортировка топлива.

А еще занятые сооружениями, отходами, водохранилищами и месторождениями площади - далеко не бесплодная пустыня. Но это просто не считово. Например Куйбышевское водохранилище занимает больше 6000 кв.км. Зольные отвалы угольной электростанции занимают 5..10 кв.км.

Но есть в этом вопросе и содержательная часть, если корректно его сформулировать:
за какой период солнечная батарея вырабатывает энергию, покрывающую затраты на ее производство ?

Среднесуточная мощность, генерируемая солнечной батареей - порядка 0.1 квт/кв.м, 1000 квтч/год с квадратного метра. Получается, что панель оправдывает себя за 5 лет. Не за год, как хотел мой юный друг. Кстати, пиковая мощность ГЭС на Куйбышевском водохранилище - 2 млн. кВт. Такую мощность давала бы батарея площадью 20 кв.км ;-) Но ведь 6000 кв.км поймы нисколько не стоят, не так ли ? Тем более, что на их "производство" не было потрачено ни одного киловатт-часа.

Из всего вышеизложенного следуют весьма нетривиальные вещи.
1) Солнечная энергетика по этому параметру опасно сблизилась с традиционной. Причем резервы снижения стоимости панелей далеко не исчерпаны. Производство уже серийное, но пока устроено как производство LCD матриц для телевизоров, потому и продукт стоит примерно так же. А вот если пойдет действительно массовое, непрерывным потоком, производство, то будет в разы дешевле. Пока же цугцванг: для создания поточного производства требуются огромные вложения, а исследования рынка показывают нишевый спрос - на отдельные панели для вспомогательного освещения или отдаленных от электросетей объектов. "Икру никто не спрашивает - спроса нет".
2) Скорее всего, что недавние громкие заявления о выходе из углеводородного бизнеса вызваны не термоядерными декларациями понсов и локхидов, а - см. п.1. Кто стронет камень, вызовет лавину, вот и пытаются отойти в безопасное место.
3) Чубайс и подельники (олимпиады, ценные туалетные бумаги и т.п.) выполняют важную функцию - сдерживают продвижение России в этом направлении. Под пустые наноразговоры омертвлены гигантские средства, и "ага".
4) Прорвет скорее всего в Китае. У них есть технологии, потребность, политическая воля и что вкладывать. Причем Китаю вдвойне выгодно: кроме своих пустынь и гор Китай энергично осваивает африканские, т.е. сможет стать экспортером энергии в Европу, расплатившись с племенами стеклянными бусами.
5) Возможно, что нынешнее падение цен на нефть уже никогда не будет отыграно.

Update. Еще аспект. Продавать достаточно недорогие солнечные батареи маловыгодно: продал батареи дяде, а потом у него же втридорога покупаешь энергию для их производства - вот оно, "сколько энергии чтобы покрыть" ! Гораздо выгоднее если сам производишь, монтируешь и продаешь энергию, т.е. экономически целесообразна вертикальная интеграция. Причем базовое сырье, песочек, буквально под ногами :-)

Comments

[veremeenko-alex.livejournal.com]

Почему вы носитесь с панелями? Гелиотермальные выглядят намного предпочтительнее.

[vlkamov.livejournal.com]

Какое аргументированное возражение, ага.

http://vlkamov.livejournal.com/1076705.html

[veremeenko-alex.livejournal.com]

1. Деградация зеркала на порядок ниже деградации панелей
2. Электроэнергия вырабатывается на порядок ритмичнее
3. Есть возможность запасать энергию

[vlkamov.livejournal.com]

> 1. Деградация зеркала на порядок ниже деградации панелей
Это не так..

> 2. Электроэнергия вырабатывается на порядок ритмичнее

Опять "порядок". См выше.
"Ритмичность" - нет такого параметра в энергетике.

> 3. Есть возможность запасать энергию
Не критично.

[veremeenko-alex.livejournal.com]

>Это не так..
Обоснуйте

[vlkamov.livejournal.com]

На Гугле забанили ?
Первая же ссылка по словам "солнечные батареи срок службы" превзошла даже мои ожидания - за 20 лет падение выхода на 10 % и только какие-то тонкопленочные служат "всего" 7 лет.

А также вы обошли вниманием такой факт
"ko.com.ua › Новости
19 марта 2012 г. - Гелиотермальная электростанция (солнечный коллектор), запущенная в мае прошлого года на юге Испании ... КПД станции равен 18%."
Т.е. ниже фотоэлементов. Прочем фотоэлементы наверняка улучшат, а у тепловых термодинамический предел.

Ну и совсем проигнорировано, что эксплуатация фотоэлементов, вот уж да - на порядок, проще.

[veremeenko-alex.livejournal.com]

>Ну и совсем проигнорировано, что эксплуатация фотоэлементов, вот уж да - на порядок, проще.

Тоже самое - также нужна система регулировки наклона, также нужно чистить.

[vlkamov.livejournal.com]

> также нужна система регулировки наклона,

Разница - прицелиться в цель на расстоянии 1000 м и 10 м
Причем у зеркала две цели одновременно.

[vital_x]

считаю, что очень критично

[vlkamov.livejournal.com]

> считаю, что очень критично

Могу я поглядеть ваши расчеты ?

[vital_x]

Без расчётов видно, что солнце светит когда ему вздумается, а не когда это нужно потребителю. Сглаживать неравномерность потребления без запаса энергии невозможно.

[vlkamov.livejournal.com]

"Я так думаю" (с) Хачикян

[vital_x]

Хорошо. Как быть с солнечными батареями, когда у нас где-то 9..10 часов дня - пик нагрузок - и нет солнца?

[eednew.livejournal.com]

Полный цикл грязноват. Тут правильно говорят насчёт водогрейки. Суть та же, но чище.

У нас поток и количество дней маловаты, на югах только если.

Из новой энергетики тепловые насосы хорошо выглядят.

[vlkamov.livejournal.com]

> У нас поток и количество дней маловаты

Поток тот же, а количество дней зависит от облачности. Экономический баланс: удаленность против облачности.

У водогреек КПД ниже 20%

[veldandi.livejournal.com]

Тогда уж в Южной Америке - Перу, Аргентина, Бразилия.
Сельскохозяйственный год у них дольше.

Чтобы было, как с ЛСД, нужны миллионы компактных устройств на солнечных батареях. Да и то - сомнительно, чтобы одна и та же матрица годилась для улицы и для дома (телевизоры и мобильники всё-таки для работы при температуре от +10 до +50 )


Какой-то шанс у читалок и спутниковых приёмников... но сомневаюсь.
Такое компактное устройство быть должно, но пока его чего-то не видно.


В девяностые все маялись с калькуляторами на солнечной батарее, пока не появились "с двойным питанием" (солнечная + обычная таблетка).
Кстати, хорошо помню, как калькуляторы держали под лампой верхнего света, чтобы они хоть как-то зарядились :)

С точки зрения КПД это идиотизм, но миллионы потребителей не могут быть неправы. Те экзотические батарейки до сих пор в продаже.


Да; золото - не железо. Это металл :)
Есть языки (кавказские), где металл, железо и сталь - очень разные понятия. Их нелья спутать, как в русском. Именно поэтому Сталин, а не Железов.

[vlkamov.livejournal.com]

металл, железо и сталь - очень разные понятия. Их нелья спутать, как в русском.

Да-да, железо - не металл :-)

[veldandi.livejournal.com]

В традиционных культурах мало абстрактных категорий.

Бывает, что нет слов, обозначающих реку вообще, а есть названия конкретных рек и озёр.

Кстати, в русском языке XVIII века сталь - "уклад". Спутать железо и уклад куда труднее, чем метал и сталь.

[ak-au.livejournal.com]

На заре моей трудовой деятельности, в 1984г, довелось мне участвовать в НИРе, целю которого было создание контроллера для управления зеркалами Крымской солнечной электростанции. Поле зеркал отражало солнечный свет на центральную башню, в которой нагревался теплоноситель. Потом нагретый носитель крутил турбины, и т.п. Не в этом суть. Кстати, по эффективности такая станция, по-моему, раза в полтора лучше, чем самые современные серийные солнечные панели.

Заказчиком был Белорусский филиал Энергетического института, БелЭНИН, который в Минске. Когда я поехал туда в командировку, тамошние спецы ошарашили меня вопросом: "как ты думаешь, какого размера должно быть поле зеркал, построенное в пустыне Каракумы, чтобы солнечные электростанции по типу Крымской обеспечили бы электроэнергией весь СССР?" Я только блымал глазами, поскольку не знал. Ответ был: 70х70 км. Маленькое пятнышко на карте СССР.

[vlkamov.livejournal.com]

Меня тоже поражает эта несоразмерность.

[kostya-moskowit.livejournal.com]

У солнечной энергетики есть два главных слабых пунктов в использовании. Она в избытке там, где и когда она не нужна. Днем, когда солнце светит, эта энергия не нужна для освещения даже в Африке. Вторая засада - в пустыне, где никто не живет, она тоже не нужна. Энергия очень нужна для отопления там, где не светит зимой солнце. Значит встает вопрос в транспортировке и накоплении.

Потери при транспортировке электроэнергии на дальние расстояния на самом деле очень значительные. Дешевые воздушные ЛЭП рассеивают очень много энергии. Более дорогие - кабельные. Но очень дорогие. Сейчас все считают сколько будет стоит кабель в Крым и плачут. Была надежда на сверхпроводники, но пока этой технологии нет.

В качестве накопления проще всего использовать гидроаккумуляторную станцию - закачиваешь днем в верхний резервуар воду и ночью запускаешь генератор на спуск. Если использовать химические аккумуляторы, то будет очень дорого и опять же вовсе не экологично. Но как раз в пустыне использовать гидроаккумулятор открытый нельзя - вода банально испарится. Тупик.

[vlkamov.livejournal.com]

Я так понимаю, что сожалеют о потерях энергии, получаемой из ископаемого топлива.
Кстати, рекомендую поинтересоваться с затратами на транспортировку газа, нефти и угля - там расходы выше, чем потери в ЛЭП.

Плач по крымскому кабелю - это подготовка к попилу. Чем больше наплачут, тем больше отпилят. Выгодно.

> В пустыне использовать гидроаккумулятор открытый нельзя - вода банально испарится. Тупик.

Дарагой, каструля видел, да ?! Крышку закрой и не испарится.
Впрочем, потери воды - это относительно малая часть затрат. Например европейцы скорее всего будут использовать свои ГАЭС

[kostya-moskowit.livejournal.com]

Транспортировка топлива к месту его применения - это еще и возможность его накопления для использования тогда, когда оно понадобится - аккумулировать летом для зимнего потребления, например. То есть это преимущество, а не недостаток.

Если закрыть крышкой, то получим сосуд по давлением.

ГАЭС в Европе мало, на самом деле. В основном их построили уже в Китае. https://en.wikipedia.org/wiki/List_of_pumped-storage_hydroelectric_power_stations

[vlkamov.livejournal.com]

> Если закрыть крышкой, то получим сосуд по
давлением.

Спор уже совсем не по делу. Ага.

> ГАЭС в Европе мало, на самом деле.
"при их доле в энергосистемах до 5,6 % в США и 4 % в Западной Европе."
А Норвегия и вообще собирается стать аккумулятором Европы.

> В основном их построили уже в Китае
Пятая причина.

[greenorc.livejournal.com]

Ага. В сущности, понятие "дорого в производстве" не вполне применимо для солнечных батарей. По-настоящему дорого в производстве то, что требует либо ценных природных ресурсов, либо квалифицированного ручного труда.
Поэтому, например, нельзя сделать дешевыми золотые унитазы, украшенные вручную резьбой. А солнечные панели можно сделать сколь угодно дешевыми.

[vlkamov.livejournal.com]

А ведь действительно, если использовать в производстве энергию, вырабатываемую ими же, то внешние затраты стремятся к нулю.

[greenorc.livejournal.com]

Энергетическая автономность снижает зависимость населения от власти. В этом наверное проблема, при всей безобидности солнечных батарей - это не безопорный движитель и не генератор с кпд больше единицы.. :) Хотя конечно еще аккумуляторы нормальные нужны, без них солнечная энергетика несамодостаточна.

[omega-hyperon.livejournal.com]

Каковы параметры аккумулятора для всего это счастья? Может их проще на Луне строить, там хотя бы облачности не бывает, да и среднесуточный поток выше.

[vlkamov.livejournal.com]

> Каковы параметры аккумулятора для всего это счастья?

Площадь 385 тыс кв.км, население 5 млн.
http://www.spiegel.de/international/europe/norway-wants-to-offer-hydroelectric-resources-to-europe-a-835037.html

[omega-hyperon.livejournal.com]

А кабель что, туда из Сахары тянуть? И не затруднит ли просто написать, сколько на весь мир нужно запасать энергии, в киловатт-часах.

[vlkamov.livejournal.com]

Затруднит. Но я охотно посмотрю на ваши расчеты.

[omega-hyperon.livejournal.com]

То есть за Норвегию не ручаетесь? А зачем тогда ссылку приводили?

[vlkamov.livejournal.com]

Я за мир не ручаюсь. В Австралии, Азии и обеих Америках есть свои пустыни и горы.

[vlkamov.livejournal.com]

> А кабель что, туда из Сахары тянуть?

Да.

[omega-hyperon.livejournal.com]

А в этом исламисты не замешаны? Как-то слишком много слабых мест - можно жахнуть по хранилищам и оставить почти миллиард человек без энергии, можно просто создать некоторые проблемы с их заполнением, нарушив целостность кабеля.

[vlkamov.livejournal.com]

Любой газопровод можно жахнуть. Но они есть.

[vlkamov.livejournal.com]

Я думаю все прочие "ага" вам лучше разместить где-нибудь еще.

[vladimir690.livejournal.com]

>Зольные отвалы угольной электростанции занимают 5..10 кв.км.

Похоже такое только у нас и в странах Азии и Африки
http://www.rsppenergy.ru/netcat_files/userfiles/Rekomendatsii_Energeticheskiy_komitet_RSPP_U4E_ispolzovanie_othodov_ugolnoy_generatsii.pdf