Окна с подогревом: оригинальный способ сохранить тепло

Поделиться



Новейшее явление в области изготовления стеклопакетов — окна с подогревом. У них множество преимуществ, недостатков же практически не имеется; единственный весомый минус — достаточно высокая стоимость и материала, и монтажных работ, так что окна с подогревом доступны не всем.

 





 

Окна подогревают с помощью электричества, а для этого необходимо переделать проводку на самых ранних стадиях ремонтных работ, что приводит, естественно, к дополнительным затратам. Правда, данные вложения неоднократно окупятся: в случае если через холодные пластиковые окна не будет уходить тепло, этот факт даст возможность сэкономить достаточно внушительную сумму на отоплении.

Температура стеклянной поверхности при условии, что окна подогреваются, комнатная. Таким образом, окна с подогревом хорошо сохраняют тепло, помещение, где они установлены не охлаждается, и у вас не возникнет необходимости включать отопление на максимальную мощность.

Использование окон с подогревом, что вполне логично, вызывает определенные опасения — как и любое устройство, работающее при помощи электрического тока. Предубеждение, которое связано с мнимой опасностью поражения током, на самом деле не имеет под собой никаких оснований. Пластиковые окна с подогревом устроены таким образом, что исключается любая возможность поражения электрическим током.

Не забывайте также о том, что нагревательные элементы окон находятся под напряжением 12 В. Такое напряжение не может быть опасным для людей, по крайней мере, здоровых, то есть, не страдающих сердечно-сосудистыми заболеваниями и не использующими аппараты для стимуляции сердечной деятельности.





Впрочем, надо отметить, что существует тип окон, которые работают под номинальным напряжением 220 вольт. Такие окна могут заменить собой обогреватель, они обладают большим запасом прочности. Резкие температурные перепады им тоже не страшны (если, к примеру, на горячее стекло попадет капля ледяной воды, оно не будет повреждено).

Если говорить о собственно температурном режиме, то такое окно нормально функционирует в температурном режиме от минус 60°C до плюс 40°C. Нужно отметить еще одно достоинство «теплых» окон — они при повреждении распадаются на составные части, не имеющие острых граней; таким образом исключается возможность порезов.





Окна-обогреватели имеют еще одно дополнительное свойство: есть возможность подключать стеклопакеты с подогревом к системе безопасности дома. Нагревательные элементы в этом случае несут функцию датчиков вибрации. Кроме своих основных функций обогрева, окна могут еще и охранять жилище от незваных гостей!

У окон с подогревом существует и неожиданное применение: их используют для остекления крыш, что позволяет избегать скапливания снежной массы на поверхности кровли и препятствует выхолаживанию дома. Как это происходит в случае применения обычного стеклопакета, если он имеет большую площадь и контактирует с холодным уличным воздухом. А еще большинство стеклопакетов с подогревом оснащены возможностью затенения помещений в случае необходимости. К примеру, если вы оборудовали ваш загородный дом «теплыми» окнами, вы сможете и в солнечный день отдохнуть в приятном полумраке.

Подводя итоги, отметим, что окна с подогревом — отличное решение для остекления дома! Причем сегодня это уже не фантастика или удел очень обеспеченных людей. Те, кто ценят тепло дома, вполне могут воспользоваться этой прогрессивной новинкой, обеспечив себе уют и комфорт в осенне-зимний сезон.  опубликовано  

 

P.S. И помните, всего лишь изменяя свое потребление — мы вместе изменяем мир! ©

Источник: //estp-blog.ru/rubrics/rid-45153/

Почему происходят скачки напряжения и как от них защититься

Поделиться



Скачки напряжения — одна из наиболее распространенных проблем, с которой сталкиваются жители квартир или частных домов в процессе эксплуатации электроприборов. Под понятием скачков напряжения подразумевают, как правило, кратковременные или импульсные изменения значения напряжения, как в сторону увеличения, так и в сторону уменьшения. В зависимости от причины перепады напряжения могут иметь различную частоту, амплитуду и общую продолжительность.

В любом случае данное явление является ненормальным и стает вопрос о том, насколько это опасно для бытовых электроприборов и домашней электропроводки и как устранить возможные последствия данного явления. В данной статье рассмотрим подробно вопрос о том, почему происходят скачки напряжения и как от них защититься.

Прежде всего, следует отметить, что каждый бытовой электроприбор рассчитан на нормальную работу при условии питания его от сети при напряжении, не выше и не ниже заданных производителем пределов. В случае возникновения скачков напряжения в электрической сети могут проявляться видимые признаки нарушения работы электроприборов, значительно снижается срок их службы, а если скачки напряжения сильные, то они могут сразу вывести из строя электроприборы, в особенности наиболее уязвимые к перепадам напряжения.





 

Причины возникновения скачков напряжения и соответствующие способы решения данных проблем

Если в быту возникла проблема перепадов напряжения, то в первую очередь необходимо определить причину данного явления и, по возможности, устранить ее.

Для начала рассмотрим наиболее распространенную причину возникновения скачков напряжения — некачественное электроснабжение. Очень много электрических сетей в наше время находится в неудовлетворительном техническом состоянии, и требуют проведения модернизации или полной замены.

Изношенность электрического оборудования, ухудшение эксплуатационных характеристик различных электротехнических материалов, как правило, приводят к нестабильной работе электрической сети, в частности возникновению скачков напряжения.

Не исключены и ситуации, когда оборудование находится в нормальном техническом состоянии, но оно эксплуатируется в ненормальном режиме либо банально допускаются ошибки в процессе монтажа или обслуживания того или иного элемента оборудования электрической сети. Все это также может послужить причиной возникновения перепадов напряжения.





Если скачки напряжения происходят постоянно, то для решения данной проблемы необходимо обратиться с соответствующим заявлением в организацию, с которой заключен договор об электроснабжении, так как некачественное электроснабжение – это одно из нарушений условий договора со стороны поставщика электроэнергии.

Если проблема в электросетях, то соответственно проблема перепадов напряжения затрагивает всех жителей, питающихся от данного участка электрической сети. В таком случае коллективное заявление способствует более быстрому решению проблемы, нежели одиночное заявление.

Отдельно следует упомянуть о скачках напряжения по причине нарушения целостности нулевого провода на линии электропередач. Если нулевой провод на каком-то участке линии электропередач имеет слабый пропадающий контакт, то у потребителей будут наблюдаться перепады напряжения, величина которых зависит от разницы нагрузку по фазам.

В данном случае необходимо обратиться в организацию, осуществляющую эксплуатацию данных электрических сетей для поиска и устранения неисправности. При отсутствии должной защиты проводки электроприборы лучше отключить от сети, так как в любой момент может произойти обрыв нулевого провода и в сети будет или чрезмерно высокое либо слишком низкое напряжение, в зависимости от загруженности той или иной фазы.

Для жителей частного сектора и домов, расположенных вблизи гаражных кооперативов актуальна проблема перепадов напряжения по причине эксплуатации другими потребителями электроприборов, которые оказывают существенное влияние на электрическую сеть. Как правило, это мощные сварочные аппараты, различные электродвигатели, характеризующиеся большими пусковыми токами. В процессе эксплуатации данных электроприборов в сети могут наблюдаться большие скачки напряжения. Для решения данной проблемы необходимо также обратиться в снабжающую организацию.

Помимо внешних факторов, причиной появления перепадов напряжения может быть неудовлетворительное состояние домашней электропроводки. Скачки напряжения в данном случае могут возникнуть по разным причинам.

Наиболее распространенная неисправность домашней электропроводки заключается в ослаблении контактного соединения проводников в распределительном щитке, распределительной коробке или непосредственно в месте подключения к розетке, выключателю или осветительному устройству. Также причина может быть во внутренней неисправности защитных аппаратов, установленных в домашнем распределительном щитке.

В том случае, если причиной скачков напряжения является неисправность домашней проводки, необходимо произвести ревизию всей электропроводки - проверку контактных соединений по всей электропроводке, состояние защитных аппаратов и других элементов.

Если не удается найти видимые дефекты, то не исключено, что причиной перепадов напряжения может быть излом жилы. Данная проблема актуальна, как правило, для электропроводок, проложенных проводом (кабелем) с алюминиевыми жилами. Очень часто происходит излом жил после замены различных элементов электропроводки, то есть непосредственно в местах подключения различных элементов. Обрыв провода может быть в любом месте участка электропроводки, поэтому удобнее и быстрее найти обрыв при помощи специальных приборов для поиска скрытой проводки, имеющие соответствующую функцию, например, дятел.

Если есть подозрение, что есть неисправность в щитке учета, то в данном случае необходимо обратиться в энергосбытовую организацию, так как несанкционированное вскрытие щита учета влечет за собой большой штраф. В данном случае необходимо официально производить снятие пломбы и после устранения неисправности повторную опломбировку прибора учета.

В том случае если перепады напряжения фиксируются не по всему дому, а лишь по характерным признакам ненормальной работы одного из бытовых электроприборов или осветительного устройства, то это свидетельствует о неисправности данных элементов.

В данном случае необходимо удостовериться в том, что причина нестабильной работы электроприбора или светильника действительно не связана с неисправностью электропроводки или некачественного электроснабжения и отключить неисправный электроприбор от сети.





 

Защита от скачков напряжения

Перепады напряжения в быту могут быть незначительными и кратковременными, также возможно, что в данный момент одна из рассмотренных выше причин возникновения скачков напряжения была успешно устранена, но это не дает гарантии, что перепады не появятся вновь.

Скачки напряжения могут быть в любую минуту – это не предсказуемое явление, причем один раз они могут быть незначительными, а другой раз они могут вывести из строя домашние электроприборы. Во избежание негативных последствий необходимо предусмотреть защиту электропроводки от скачков напряжения.

Для защиты домашней электропроводки от перепадов напряжения используются специальные реле напряжения модульного типа, то есть которые устанавливаются в домашний распределительный щиток с другими защитными аппаратами. На реле напряжения устанавливаются границы минимального и максимального напряжений, а также время срабатывания реле.

Данное защитное устройство устанавливают на вводе распределительного щитка, и в случае возникновения нежелательных скачков напряжения реле полностью обесточивает электропроводку, защитив тем самым электроприборы от повреждения.

Если скачки напряжения в сети происходят достаточно часто, то постоянное срабатывание реле напряжения и соответственно полное обесточивание домашней электропроводки доставляет значительные неудобства. Если данную проблему не удалось решить обращением в снабжающую организацию, то решением данной проблемы будет установка стабилизатора напряжения.

Стабилизатор напряжения осуществляет фильтрацию входного напряжения и на выходе для питания бытовых электроприборов выдает стабильное напряжение заданного значения. Но не стоит полагать, что стабилизатор способен справиться с любыми перепадами напряжения. Стабилизатор напряжения, как и любое электротехническое устройство, может нормально работать только в заданных пределах напряжения. Поэтому помимо данного устройства необходимо дополнительно установить реле напряжения или же выбирать такой тип стабилизатора, в котором данная функция предусмотрена.

Стабилизатор напряжения может устанавливаться как на всю нагрузку на вводе электропроводки, так конкретно на каждый электроприбор или группу электроприборов. Например, для защиты компьютерной техники можно использовать небольшой стабилизатор напряжения соответствующей мощности или источник бесперебойного питания с функцией стабилизации напряжения.

 

Грозовые перенапряжения и защита от них

Отдельно следует выделить такое явление как грозовые перенапряжения. Если для защиты от внутренних перенапряжений, которые возникают в электрических сетях, достаточно установить реле напряжения, то в случае внешних, грозовых перенапряжений, данное защитное устройство не защитит домашнюю электропроводку. В случае попадания молнии в провод линии электропередач повредится не только само реле напряжения, но и домашняя электропроводка, а также эксплуатируемые в тот момент бытовые электроприборы.

Для защиты от грозовых перенапряжений на воздушных линиях электропередач должны устанавливаться разрядники или ограничители перенапряжения нелинейные (ОПН). Но фактически на большинстве линий электропередач или вовсе отсутствуют данные защитные устройства или же их установлено недостаточное количество, что свидетельствует о том, что защита от грозовых перенапряжений отсутствует. Поэтому необходимо самостоятельно позаботиться о защите домашней электропроводки от данного негативного явления.

Для этого в главный распределительный щиток на ввод домашней электропроводки необходимо установить модульный ограничитель перенапряжения. Данное защитное устройство имеет тот же принцип работы, что и полноразмерный ОНП, устанавливаемый на воздушных линиях электропередач, только он имеет компактные размеры, позволяющие установить его на DIN-рейку вместе с другими модульными защитными аппаратами.

При установке модульного ограничителя перенапряжения необходимо учитывать, что он будет работать только лишь в том случае, если в домашней электропроводке есть рабочее заземление. опубликовано  

 

P.S. И помните, всего лишь изменяя свое потребление — мы вместе изменяем мир! ©

Источник: //electrik.info/main/electrodom/1211-skachki-napryazheniya-kak-zaschititsya.html

Глубоководная добыча полезных ископаемых позволить развить солнечную энергетику

Поделиться



Недавно ученые обнаружили огромное количество редкого металла, называемого теллуром, который является ключевым элементом в передовых солнечных технологиях. Однако месторождения находится на дне моря, в нетронутой части океана.





Люди нередко идеализированное представление о солнечном свете как об идеальном источнике чистой энергии.

Прямое преобразование солнечного света в электричество, отсутствие выбросов, разливов нефти или загрязнений — безупречная чистота. Однако упускается из виду производство солнечных панелей.

Хотя произведенная энергия действительно чиста, некоторые материалы, необходимые для генерирования этой энергии, являются токсичными или редкими. В случае одной конкретной технологии солнечные элементы делаются на основе теллурида кадмия. Кадмий является токсичным, а теллурид трудно найти.

Теллурид кадмия является одним из материалов необходимых для тонкопленочных солнечных элементов второго поколения. Они намного лучше поглощают свет, чем кремний, на котором основано большинство фотопанелей,  и значительно тоньше. Слой теллурида кадмия толщиной всего лишь тысячную часть миллиметра будет поглощать около 90% падающего на него света. Это гораздо дешевле и компактнее обычных кремниевых батарей.





На данный момент на солнечные модули на основе теллурида кадмия приходится около 5% глобальных установок, и могут производить более дешевую энергию, чем кремниевые солнечные батареи.
 Но главным недостатком теллурида кадмия является сам теллур, один из редчайших металлов в земной коре. Поэтому еще большой вопрос, стоит ли массово использовать технологии, основанные на таком редком металле.

Данные о распространенности теллура указывают на реальную проблему, но контраргумент заключается в том, что никто не активно ищет новые запасы материала. В конце концов, платина и золото так же редки, но спрос на ювелирные изделия и каталитические нейтрализаторы (первичное использование платины) означает, что на практике запасов может оказаться гораздо больше.

Открытие массивного нового месторождения теллура в подводных горах в Атлантическом океане, безусловно, подтверждает эту теорию. И это особенно богатая руда, считают британские ученые, участвующие в проекте MarineE-Tech, который и нашел залежи. Хотя большинство теллура добывается в качестве побочного продукта добычи меди и, следовательно, образцы с морского дна содержат концентрацию в 50 тысяч раз боле высокую, чем на суше.

Но извлечение окажется очень рискованным.

Вершина горы, где был обнаружен теллур, находится на километр ниже волн, а ближайшая суша находится за сотни километров.

Даже на суше горная промышленность никогда не оказывает хорошего влияния на окружающую среду. Она уничтожает общины, леса и оставляет огромные шрамы на ландшафте. Это часто приводит к загрязнению грунтовых вод, несмотря на всевозможные предосторожности. А на морском дне?

Однако фотомодули из теллурида кадмия могут быть повторно переработаны по истечении их 20-летнего срока службы.  Поэтому вполне возможно, что воздействие горных работ на экологию для создания таких солнечных панелей, вероятно, будет минимальным по сравнению с нефтяной или угольной промышленностью, но оно не будет равно нулю. опубликовано  

 

P.S. И помните, всего лишь изменяя свое потребление — мы вместе изменяем мир! ©

Источник: //solarpanels.com.ua/news/glubokovodnaya-dobycha-poleznykh-iskopaemykh-pozvolit-razvit-solnechnuyu-energetiku/

Электрические магистрали будущего

Поделиться



В 2003 году в Евросоюзе возник большой проект Desertec, представлявший тогдашнее видение о переводе Европы на рельсы возобновляемой энергетики. Основой “зеленой энергетики” ЕС должны были стать тепловые электростанции с концентрацией солнечной энергии, расположенные в пустыне Сахара, способные запасать энергию как минимум на вечерний пик потребления, когда обычная фотовольтаика уже не работает. Особенностью проекта должны были стать мощнейшие линии электропередач (ЛЭП) на десятки гигаватт, с дальностью от 2 до 5 тысяч км. 





СЭС подобного рода должны были стать основной европейской возобновляемой энергетики.

Проект просуществовал около 10 лет, и затем был заброшен концернами-основателями, так как действительность Европейской зеленой энергетики оказалась совершенно другой и более прозаичной — китайская фотовольтаика и наземная ветрогенерация, размещаемая в самой Европе, а идея тянуть энергетические магистрали через Ливию и Сирию — слишком оптимистичной. 





Планировавшиеся в рамках desertec ЛЭП: три основные направления с мощностью по 3х10 гигаватт (на картинке одна из более слабых версий с 3х5) и несколько подводных кабелей.

Однако, мощные ЛЭП возникли в проекте desertec не случайно (забавно, кстати, что площадь земли под ЛЭП в проекте получалась больше площади земли под СЭС) — это одна из ключевых технологий, которая может позволить ВИЭ-генерации вырасти до подавляющей доли, и наоборот: при отсутствии технологии передачи энергии на большие расстояния ВИЭ, вполне возможно, обречены на не более чем на долю в 30-40% в энергетике Европы. 

Взаимная синергия трансконтинентальных ЛЭП и ВИЭ довольно хорошо видна на моделях (например, в гигантской модели LUT, а также в модели Вячеслава Лактюшина): объединение многих районов ветровой генерации, удаленных на 1-2-3 тысячи километров друг от друга, разрушает взаимную корреляцию уровня выработки (опасную общими провалами) и выравнивает объем поступающей в систему энергии. Вопрос лишь в том, какой ценой и с какими потерями возможно передавать энергию на такие расстояния. Ответ зависит от разных технологий, которых на сегодня по сути три: передача переменным током, постоянным и по сверхпроводящему проводу. Хотя такое деление немножко неправильно (сверхпроводник может быть с переменным и постоянным током), но с системной точки зрения правомерно.



Впрочем, техника для передачи высоковольтного напряжения, на мой взгляд, является одной из самых фантастично выглядящих. На фото выпрямительная станция на 600 кВ.

Традиционная электроэнергетика с самого начала шла по пути объединения электрогенерации с помощью высоковольтных ЛЭП с переменным током, добравшись в 70х годах до 750-800-киловольтных ЛЭП, способных передавать 2-3 гигаватта мощности. Такие ЛЭП подошли к пределам возможностей классических сетей переменного тока: с одной стороны, по системным ограничениям, связанным со сложностью синхронизации сетей протяженностью во многие тысячи километров и желанием разделить их на энергорайоны, связанные относительно небольшими страхующими линиями, а с другой стороны, из-за нарастания реактивной мощности и потерь такой линии (связанной с тем, что растет индуктивность линии и емкостная связь на землю). 



Не совсем типичная картина в энергетике России в момент написания статьи, но обычно перетоки между районами не превышают 1-2 ГВт.

Впрочем, облик энергосистем 70х-80х годов не требовал мощных и дальних линий электропередач — электростанцию чаще всего удобнее было пододвинуть к потребителям, и единственным исключением были тогдашние ВИЭ — гидрогенерация. 

Гидроэлектростанции, а конкретно бразильский проект ГЭС Итайпу в середине 80х годах привели к появлению нового чемпиона по передаче электроэнергии много и далеко — ЛЭП постоянного тока. Мощность бразильского линка — 2х 3150 МВт при напряжении +-600 кВ на дальность 800 км, проект реализован фирмой ABB. Такие мощности еще на грани доступного ЛЭП переменного тока, однако бОльшие потери окупали проект с конвертацией в постоянный ток.



ГЭС Итайпу мощностью 14 ГВт — до сих пор вторая в мире по мощности ГЭС. Часть вырабатываемой энергии передается по HVDC линку в район Сан-Паоло и Рио де Жайнейро.

В отличии от ЛЭП переменного тока, ЛЭП ПТ избавлены от индуктивных и емкостных потерь (т.е. потерь через паразитную емкостную и индуктивную связь проводника с окружающей землей и водой), и изначально активно использовалось в основном при подсоединении к общей энергосистеме больших островов подводными кабелями, где потери линии переменного тока в воду могли достигать 50-60% мощности. Кроме того, ЛЭП ПТ при том же уровне напряжения и сечении провода способна передать на 15% больше мощности по двум проводам, чем ЛЭП переменного тока по трем. Проблемы с изоляцией у ЛЭП ПТ проще — ведь на переменном токе максимальная амплитуда напряжения в 1,41 раза больше, чем действующее, по которому считается мощность. Наконец, ЛЭП ПТ не требует синхронизации генераторов на двух сторонах, а значит избавляет от множества проблем, связанных с синхронизацией удаленных районов.



Сравнение ЛЭП переменного (AC) и постоянного (DC) тока. Сравнение немножко рекламное, т.к. при одинаковом токе (скажем 4000 А) ЛЭП переменного тока 800 кВ будем иметь мощность 5,5 ГВт против 6,4 ГВт у ЛЭП DC, правда с вдвое большими потерями. С одинаковыми потерями, действительно мощность будет отличатся в 2 раза.



Расчет потерь для разных вариантов ЛЭП, которые предполагалось использовать в проекте Desertec.

Разумеется, есть и минусы, и существенные. Во-первых, постоянный ток в энергосистеме переменного тока требует выпрямления с одной стороны и «закривления» (т.е. генерации синхронного синуса) с другой. Когда речь идет о многих гигаваттах и сотнях киловольт — это выполняется весьма нетривиальным (и очень красивым!) оборудованием, которое обходится в многие сотни миллионов долларов. Кроме того, до начала 2010х годов ЛЭП ПТ могли быть только вида «точка-точка», так как не существовало адекватных выключателей на такие напряжения и мощности постоянного тока, а значит, при наличии многих потребителей невозможно было отсечь одного из них с коротким замыканием — только погасить всю систему. А значит основное применение мощных ЛЭП ПТ — связь двух энергорайонов, где были нужны большие перетоки. Буквально только несколько лет назад ABB (один из трех лидеров в создании оборудования HVDC) сумели создать “гибридный” тиристорно-механический выключатель (схожий по идеям с коммутатором ИТЭР), который способен на такую работу, и сейчас строится первая высоковольтная ЛЭП ПТ “точка-мультиточка” North-East Angra в Индии.
 


Гибридный выключатель ABB недостаточно выразительный (и не очень засвечен), зато есть мегапафосное индусское видео по сборке механического выключателя на напряжение 1200 кВ — впечатляющая машина!

Тем не менее технология ПТ-энергетики развивалась и дешевела (во многом благодаря развитию силовых полупроводников), и к появлению гигаватт ВИЭ-генерации оказалась вполне готова для того, чтобы начать подсоединять удаленные мощные гидроэлектростанции и ветропарки к потребителям. Особенно много таких проектов реализовано в последние годы в Китае и Индии.

Однако мысль идет дальше. Во многих моделях возможности ПТ-ЛЭП по передаче энергии используются для выравнивания ВИЭ-переменчивости, которая является важнейшим фактором на пути внедрения 100% ВИЭ в больших энергосистемах. Более того, такой подход уже реализуется на деле: можно привести пример 1,4 гигаваттного линка Германия-Норвегия, призванного скомпенсировать переменчивость немецкой ветрогенерации норвежскими ГАЭС и ГЭС и 500 мегаваттного линка Австралия-Тасмания нужного для поддержания энергосистемы Тасмании (в основном работающей на ГЭС) в условиях засухи.





Большая заслуга в распространении HVDC принадлежит так же прогрессу в кабелях (так как зачастую HVDC — это морские проекты), которые за последние 15 лет повысили доступный класс напряжения с 400 до 620 кВ

Впрочем, дальнейшему распространению мешает как дороговизна самих ЛЭП подобного калибра (например, крупнейшая в мире ЛЭП ПТ Xinjiang — Anhui 10 ГВт на 3000 км обойдется китайцам приблизительно в 5 миллиардов долларов), так и неразвитость равноценных районов ВИЭ-генерации, т.е. отсутствие вокруг крупных потребителей (например, Европы или Китая) сопоставимых крупных потребителей на расстоянии до 3-5 тысяч км.




В том числе порядка 30% стоимости ЛЭП ПТ линий составляют вот такие конвертерные станции.

Однако что если появится технология ЛЭП одновременно и дешевле и с меньшими потерями (которые определяют максимальную разумную длину?). Например, ЛЭП со сверхпроводящим кабелем.



Пример реального сверхпроводящего кабеля для проекта AMPACITY. В центре формер с жидким азотом, на нем расположены 3 фазы сверхпроводящего провода из лент с высокотемпературным сверхпроводником, разделенные изоляцией, снаружи медный экран, еще один канал с жидким азотом, окруженный многослойной экранно-вакуумной теплоизоляции внутри вакуумной полости, и снаружи — защитная полимерная оболочка.

Разумеется, первые проекты сверхпроводящих ЛЭП и их экономические расчеты появились не сегодня и не вчера, а еще в начале 60-х годов сразу после открытия “промышленных” сверхпроводников на основе интерметаллидов ниобия. Однако для классических сетей без ВИЭ места таким СП ЛЭП не находилось — и с точки зрения разумной мощности и стоимости таких ЛЭП, и точки зрения объема разработок, нужных для внедрения их в практику. 



Проект сверхпроводящей кабельной линии из 1966 года — 100 ГВт на 1000 км, с явной недооценкой стоимости криогенной части и преобразователей напряжения.

Экономика сверхпроводящей линии определяется, по сути, двумя вещами: стоимостью сверхпроводящего кабеля и потерями энергии на охлаждение. Изначальная идея использования ниобиевых интерметаллидов споткнулась о дороговизну охлаждения жидким гелием: внутреннюю “холодную” электрическую сборку необходимо держать в вакууме (что не так сложно) и дополнительно окружить охлаждаемым жидким азотом экраном, иначе тепловой поток на температуре 4,2К превзойдет разумные мощности рефрижераторов. Такой “бутерброд” плюс наличие двух дорогостоящих систем охлаждения в свое время похоронили интерес к СП-ЛЭП.

Возврат к идее произошел с открытием высокотемпературных проводников и “среднетемпературного” диборида магния MgB2. Охлаждение на температуре 20 Кельвинов (К) для диборида или на 70 К (при этом 70 К — температура жидкого азота — широко освоена, и стоимость такого хладагента невысока) для ВТСП выглядит интересным. При этом первый сверхпроводник на сегодня принципиально более дешевый, чем изготавливаемые методами полупроводниковой промышленности ВТСП-ленты.



Три однофазных сверхпроводящих кабеля (и вводы в криогенную часть на заднем плане) проекта LIPA в США, каждый с током в 2400 А и напряжением 138 кВ, общей мощностью в 574 МВт.

Конкретные цифры на сегодня выглядят так: ВТСП имеет стоимость проводника в 300-400 долларов за кА*м (т.е. метр проводника, выдерживающего килоампер) для жидкого азота и 100-130 долларов для 20 К, диборид магния для температуры 20 К имеет стоимость 2-10 $ за кА*м (цена не устоялась, как и технология), ниобат титана — около 1 $ за кА*м, но уже для температуры в 4.2 К. Для сравнения, алюминиевые провода ЛЭП обходятся в ~5-7 долларов за кА*м, медные — в 20. 



Реальные тепловые потери СП кабеля AMPACITY длинной 1 км и мощностью ~40 МВт. В пересчете на мощность криокуллера и циркуляционного насоса мощность, затрачиваемая на работу кабеля, — около 35 кВт, или меньше 0,1% передаваемой мощности.

Конечно, то, что СП кабель — это сложное вакуумированное изделие, которое можно прокладывать только под землей, добавляет дополнительных расходов, однако там, где земля под ЛЭП стоит значительных денег (например, в городах), СП ЛЭП уже начинают появляться, пускай пока и в виде пилотных проектов. В основном, это кабели из ВТСП (как наиболее освоенные), на низкие и средние напряжения (от 10 до 66 кВ), с токами от 3 до 20 кА. Такая схема минимизирует количество промежуточных элементов, связанных с повышением напряжения в магистраль (трансформаторов, выключателей и т.п.) Наиболее амбициозным и уже реализованным проектом силового кабеля является проект LIPA: три кабеля длиной 650 м, рассчитанные на передачу трехфазного тока мощностью 574 МВА, что сопоставимо с воздушной линией электропередачи на 330 кВ. Ввод в эксплуатацию самой мощной на сегодняшний день ВТСП кабельной линии состоялся 28 июня 2008 г. 

Интересный проект AMPACITY реализован в Эссене, Германия. Кабель среднего напряжения (10 кВ c током 2300 А мощностью 40 МВА) со встроенным сверхпроводящим ограничителем тока (это активно развивающаяся интересная технология, позволяющая за счет потери сверхпроводимости «естественно» отключать кабель в случае перегрузок коротким замыканием) установлен внутри городской застройки. Запуск произведен в апреле 2014 г. Этот кабель станет прототипом для остальных проектов, запланированных в Германии по замене 110 кВ кабелей ЛЭП на сверхпроводящие 10 кВ кабели.



Установка кабеля AMPACITY сопоставима с протяжкой обычных высоковольтных кабелей.

Экспериментальных проектов с разными сверхпроводниками на разные значения тока и напряжения еще больше, в том числе несколько выполнено в нашей стране, например, испытания экспериментального 30-метрового кабеля со сверхпроводником MgB2, охлаждаемого жидким водором. Кабель под постоянный ток в 3500 А и напряжение 50 кВ, созданной ВНИИКП интересен «гибридной схемой», где охлаждение водородом одновременно является перспективным методом транспортировки водорода в рамках идеи «водородной энергетики».



Однако вернемся к ВИЭ. Моделирование LUT было нацелено на создание 100% ВИЭ генерации в масштабах континентов, при этом стоимость электроэнергии должна была составить меньше 100 долларов за МВт*ч. Особенность модели — в получившихся перетоках в десятки гигаватт между европейскими странами. Такие мощности практически невозможно передать никак кроме СП ЛЭП постоянного тока.



Данные моделирования LUT для Великобритании требуют экспорта электроэнергии, доходящего до 70 ГВт, при наличии на сегодня линков острова в 3,5 ГВт и расширения этого значения до 10 ГВт в обозримой перспективе.

И подобные проекты существуют. Например Карло Руббиа, знакомый нам по реактору с ускорительным драйвером MYRRHA, продвигает проекты на базе чуть ли не единственного на сегодня в мире производителя стрэндов из диборида магния — по задумке криостат диаметром 40 см (впрочем, уже довольно сложный для транспортировке и укладки на суше диаметр) вмещает 2 кабеля с током 20 кА и напряжением +-250 кВ, т.е. общей мощностью 10 ГВт, причем в таком криостате можно разместить 4 проводника = 20 ГВт, уже близко к требуемому моделью LUT, причем в отличии от обычных высоковольтных линий постоянного тока, здесь есть еще большой запас по повышению мощности. Расходы мощности на рефрижерацию и прокачку водорода составят ~10 мегаватт на 100 км, или 300 МВт на 3000 км — где-то в три раза меньше, чем для самых передовых высоковольтных линий постоянного тока. 



Предложение Руббия по 10-гигаваттной кабельной ЛЭП. Такой гигантский размер трубы для жидкого водорода нужен для того, что бы уменьшить гидравлическое сопротивление и иметь возможность ставить промежуточные криостанции не чаще 100 км. Есть проблема и с поддержанием вакуума на такой трубе (распределенный ионный вакуумный насос — не самое мудрое решение тут, ИМХО)

Если дальше увеличить размеры криостата до значений, характерных для газопроводов (1200 мм), и уложить внутрь 6-8 проводников на 20 кА и 620 кВ (максимальное освоенное на сегодня напряжение для кабелей), то мощность такой “трубы” составит уже 100 ГВт, что превосходит мощности, передаваемые самими газо- и нефтепроводами (самые мощные из которых передают эквивалент 85 ГВт тепловых). Главной проблемой может стать подсоединение такой магистрали к существующим сетям, однако факт, что сама технология уже почти доступна. 

Интересно прикинуть стоимость подобной линии. 

Доминировать будет, очевидно, строительная часть. Например, прокладка 800 км 4 HVDC кабелей в немецком проекте Sudlink обойдется в ~8-10 миллиардов евро (это известно, поскольку проект подорожал с 5 до 15 миллиардов после перехода с воздушной линии на кабель). Стоимость прокладки в 10-12 млн евро за км примерно в 4-4,5 раза выше, чем средняя стоимость прокладки газопроводов, судя по этому исследованию.



В принципе, ничего не мешает применять подобную технику для прокладки сверхмощных линий электропередач, впрочем, основные сложности тут видны в оконечных станциях и подключению к имеющимся сетям.

Если взять что-то среднее между газом и кабелями (т.е. 6-8 млн евро за км), то стоимость сверхпроводника скорее всего потеряется в стоимости строительства: для 100-гигаваттной линии стоимость СП составит ~0,6 млн долларов на 1 км, если взять СП стоимость 2$ за кА*м.

Вырисовывается интересная дилемма: СП “мегамагистрали” оказываются в несколько раз дороже газовых магистралей при сопоставимой мощности (напомню, что это все в будущем. Сегодня ситуация еще хуже — нужно окупить НИОКР на СП-ЛЭП), и именно поэтому строятся газопроводы, но не СП-ЛЭП. Однако по мере роста ВИЭ эта технология может стать привлекательной и получить бурное развитие. Уже сегодня проект Sudlink, возможно выполнялся бы в виде СП-кабеля, если бы технология была бы готова. опубликовано  

 

P.S. И помните, всего лишь изменяя свое потребление — мы вместе изменяем мир! ©

Источник: //geektimes.ru/post/288386/

Способ производства 10 тераватт энергии от солнечного света уже к 2030 году

Поделиться



Годовой потенциал солнечной энергии намного превышает ежегодное потребление энергии во всем мире, но, к сожалению, добиться получения всей ее энергии пока невозможно.

Ученые из Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии Министерства энергетики США и их коллеги из аналогичных институтов в Японии и Германии вместе с исследователями из университетов и промышленной сферы оценили возможности фотоэнергетики и оценили потенциальный мировой путь производства электричества за счет Солнца в научной статье Terawatt-Scale Photovoltaics: Trajectories and Challenges.





57 экспертов встретились в Германии в марте 2016 года на собрании Глобального альянса исследовательских институтов солнечной энергетики (GA-SERI), где они обсудили, какие политические инициативы и технологические достижения необходимы для поддержки и роста использования солнечной энергии в ближайшие 20 лет.

Основное внимание было приковано к разработке крупномасштабных технологий хранения, которые могли бы конкурировать с гидроэнергетикой.





Находящаяся в Дублине компания Gaelectric получила 90 млн евро поддержки от Европейского Союза на проект по разработке системы хранения энергии на сжатом воздухе (CAES), который должен быть построен в Ларне, восточном Антриме, на северном ирландском побережье.

Проект Larne CAES, который должен быть завершен в 2022 году, будет генерировать до 330 МВт энергии в течение 6 часов. Будучи разработанным совместно с компанией Dresser-Rand, он будет хранить сжатый воздух в двух пещерах, расположенных в солевых отложениях под землей. При необходимости воздух будет повторно нагреваться с использованием природного газа и, при расширении, приводить в движение турбину.

Ископаемое топливо не вечно. Возобновляемые источники энергии — солнце, ветер, биомасса, гидроэнергетика и другие — будут существовать до тех пор, пока мы живем и даже после. Именно поэтом исследователи так сосредоточены на развитии альтернативных источников электричества. опубликовано  

 

P.S. И помните, всего лишь изменяя свое потребление — мы вместе изменяем мир! ©

Источник: //solarpanels.com.ua/news/priduman-sposob-proizvodstva-10-teravatt-energii-ot-solnechnogo-sveta-uzhe-k-2030-godu/

Устройство Ulta Chaata умеет собирать солнечную энергию и дождевую воду

Поделиться



Компания ThinkPhi представила Ulta Chaata – механизм, который похож на вогнутый зонтик, нацелен на убийство двух зайцев одним выстрелом. Он собирает и хранит дождевую воду и, с помощью установленных на ней солнечных панелей, вырабатывает электричество.



Созданная в 2015 году супругами Самит и Прия Чокси компания ThinkPhi выпускает устойчивые продукты.

— Прия и я из разных слоев общества. В то время как Прия занимается архитектурной и дизайном, я работаю с этой технологией. Мы хотели создавать продукты, которые могли бы способствовать созданию среды. Было много запусков электронной коммерции и программного обеспечения, поэтому мы хотели сделать что-то сложное, — рассказал Самит.

Много дизайнерских мыслей и технологий вложены в создание Ulta Chaata. Форма перевернутого зонтика помогает в сборе воды, также устройство имеет фильтр в средней части трубы, которая очищает воду и делает ее годной к употреблению. Ulta Chaata может хранить до 150 000 литров собранной воды, а в сухие месяцы можно использовать устройство для сбора солнечной энергии.





Затем электрическом может быть направлено на  работу встроенных светодиодных ламп  или в качестве мобильных зарядных станций.

Более мощная версия продукта позволяет подавать электропитание обратно в электросеть.

Площадь Ulta Chaata  - 25 квадратных метров площади. В среднем, текущая версия устройства может вырабатывать максимальную мощность 1,2 кВт. опубликовано  

 

P.S. И помните, всего лишь изменяя свое потребление — мы вместе изменяем мир! ©

Источник: //solarpanels.com.ua/news/ustrojstvo-ulta-chaata-umeet-sobirat-solnechnuyu-energiyu-i-dozhdevuyu-vodu/

В чем сходство искусственного интеллекта и электричества

Поделиться



Что первым приходит в голову, когда вы слышите «искусственный интеллект»? Воспитанные на нескольких поколениях голливудских фильмах, мы часто задумываемся о «злобных роботах и всезнающих компьютерах, которые жаждут уничтожить человечество».

Но ИИ уже играет активную роль в нашей повседневной жизни, и его возможности будут только увеличиваться с этого момента. Чтобы облегчить беспокойство, которое будет сопровождать приход ИИ в наш мир, редактор Wired Кевин Келли предложил нам изменить свое мышление и отношение к искусственному интеллекту.

 





Келли думает, что слово «интеллект» приняло на себя чрезмерный багаж, в том числе и несколько негативный оттенок. Если оно используется безотносительно разума человека, слово «интеллект» (intelligence) неизбежно ассоциируется со шпионажем, секретной информацией или вторжением в частную жизнь.

Поскольку область применения искусственного интеллекта выходит далеко за пределы этого, а мы, возможно, уже не в состоянии внедрить новые определения для старых слов, почему бы не использовать вместо этого новые слова?

Слово, которое предлагает использовать Келли, это наделение способностью к познанию, «когнификация» — cognification — и он использует его для описания «умных» вещей.

На текущий момент не так много вещей были когнифицированы: телефоны, автомобили, термостаты, телевизоры, но вместе с ними грядут и другие. Но в будущем, говорит Келли, все, что уже было электрифицировано, будет и когнифицировано. Умные дома? Умные офисы? Умные города? Нужно только подождать.

Когнификацию вещей можно рассматривать аналогично электрификации вещей, которая произошла во время промышленной революции.

Промышленная революция осуществила крупномасштабный переход от сельскохозяйственного мира — где все, что было сделано, было сделано силой мышц — к механизированному миру, где искусственную силу практически всем вещам придал бензин, паровые двигатели и электричество. Мы создали энергосеть, чтобы распределять эту энергию, иметь к ней доступ по требованию в любое время и в любом месте, и все, что требовало бы применения естественной силы, можно было осуществить с помощью искусственной силы.





Передвижение и транспорт, среди прочего, существенно выросли за счет этой новой силы. Келли приводит пример автомобиля, который прост, но убедителен: вы вызываете силу 250 лошадей, просто поворачивая ключ. Нажмите ногой на педаль газа — и ваше транспортное средство будет двигаться со скоростью 100 километров в час, что было немыслимо для тех времен, когда все, что мы делали, мы делали голыми руками.

Следующий шаг — это взять тот самый автомобиль, который уже имеет искусственную силу 250 лошадей, и добавить силу 250 искусственных умов. Результат? Самоуправляемые автомобили, которые могут не только быстро ехать, но и принимать самостоятельные решения, доставлять нас в пункты назначения и снижать риск фатальных инцидентов.

По мнению Келли, сейчас мы стоим на пороге другой промышленной революции. По мере того как она разворачивается, мы будем брать все, что раньше электрифицировали, и будем все это когнифицировать.

Представляя жизнь до промышленной революции, мы удивляемся, как вообще можно было жить без электричества. Мы думаем, как хорошо, что сегодня у нас есть свет, самолеты и электронная почта. Хорошо, что мы перестали пользоваться свечами, ездить на каретах и писать письма от руки. Впрочем, это не избавляет нас от ностальгии по этим простым вещам.

Что будут думать люди через 200 лет? Как только все будет познано, а мир станет одним большим умным пузырем, люди будут скучать по «более простым временам», в которых мы живем сейчас, но при этом удивляться: как же мы жили без вездесущего ИИ?  опубликовано  

 

P.S. И помните, всего лишь изменяя свое потребление — мы вместе изменяем мир! ©

Источник: //hi-news.ru/research-development/v-chem-sxodstvo-iskusstvennogo-intellekta-i-elektrichestva.html

Smartflower – «цветок» для получения солнечной энергии

Поделиться



Если Вы хотите получать солнечную энергию для дома, но жилье съемное или на крышу падает мало света? Тогда можно использовать Smartflower POP. Это отличное решение все-в-одном. Устройство включает в себя интегрированный аккумуляторный блок, который делает устройство независимым от энергосистемы днем и ночью.

Smartflower POP был вдохновлен подсолнухом, который после созревания вращает свои цветы вслед за солнцем, чтобы получить максимум солнечной энергии. Smartflower POP имеет две подвижные оси, позволяющие системе автоматически следить за ходом солнца в течение всего дня. Первый запуск состоялся в Европе в 2014 году, но компания вышла и на североамериканский рынок в 2016 году.





Являясь простой установкой для производства чистого электричества, Smartflower поставляется в виде единой системы, которая будет готова к работе уже через час. Это автономная фотогальваническая структура, которая поддерживает подключаемые устройства.

Дополнительным преимуществом является то, что каждый блок имеет специально разработанную батарею, которая может снабжать электроэнергией домашнее хозяйство даже после захода солнца.

— Независимость — это важная тема для нас. Мы заинтересованы не только в том, чтобы производить электричество наилучшим образом, но и эффективно его использовать, — пояснил директор-распорядитель Александр Сватек.



Система вырабатывает от 3,400 до 6,200 кВт-ч в год, что, поэтому она и не сможет сделать владельца полностью энергонезависимым, по позволит значительно уменьшить потребление электроэнергии. Согласно последним данным, среднее потребление энергии американского домохозяйства составляет около 10 000 кВт-ч в год. Ключом к системе солнечных батарей Smartflower POP является не ее размер, а то, что она позволяет более эффективно использовать и улучшать производительность за счет своего дизайна и слежения за солнцем. опубликовано  



P.S. И помните, всего лишь изменяя свое потребление — мы вместе изменяем мир! ©

Источник: //solarpanels.com.ua/news/smartflower-tsvetok-dlya-polucheniya-solnechnoj-energii/

Европейские ученые создали новый сверхпроводящий материал

Поделиться



В рамках европейского исследовательского проекта Eurotapes разработана дешевая и более эффективная сверхпроводящая лента, которая однажды сможет удвоить производительность ветряных турбин.

Eurotapes изготовил 600 метров такой ленты, сообщил координатор проекта Ксавье Обрадорс. «Этот материал, оксид меди, похож на нить, которая проводит в 100 раз больше электричества, чем чистая медь. Из нее можно, к примеру, делать электрические кабели или генерировать гораздо более мощное магнитное поле», — сказал он.





Когда ток проходит через проводник, такой как медь или серебро, часть его теряется в виде тепла, и с расстоянием эти потери возрастают. В сверхпроводимости электрическое сопротивление исчезает в некоторых металлах, когда их охлаждают до абсолютного нуля (-273 градусов по Цельсию).

Однажды с помощью этого материала можно будет изготовить более мощные и легкие ветряные турбины, которые вдвое превзойдут по производительности нынешние, говорит координатор Eurotapes.

Для достижения нулевой потери энергии кабель, заключенный в трубку, помещается в жидкий азот, но эта сложная и дорогая технология еще не дошла до стадии серийного производства. Пока энергетические компании проводят пилотные испытания.





Eurotapes — это проект, объединяющий мировых лидеров в сфере полупроводников из девяти европейских стран: Австрии, Бельгии, Великобритании, Франции, Германии, Италии, Румынии, Словакии и Испании. Основное финансирование (20 млн евро) выделил Евросоюз. Цель проекта — найти такой материал, которые станет сверхпроводником при комнатной температуре, что позволит осуществлять передачу энергии на большие расстояния с нулевыми потерями.

Один из вариантов решения этой задачи предлагает Иван Бозовик и его команда из Национальной лаборатории в Брукхейвене (США). Ученые изучают купраты, вещества, состоящие из меди и кислорода. В соединении со стронцием и некоторыми другими элементами они проявляли свойства сверхпроводников, но не требовали экстремально низких температур, как обычные сверхпроводники. опубликовано  

 

P.S. И помните, всего лишь изменяя свое потребление — мы вместе изменяем мир! ©

Источник: hightech.fm/2017/03/16/superconductivity-breakthrough

В ОАЭ построят крупнейшую в мире солнечную электростанцию

Поделиться



Государственная энергетическая компания Абу-Даби, Объединенные Арабские Эмираты, намерена заключить финансовый пакет о финансировании в размере 3,2 млрд дирхам (872 млн долларов) о строительстве солнечной электростанции. Работы должны начаться уже в апреле 2017 года, а сама арабская электростанция имеет шансы стать самой крупной в мире.





В начале февраля Управление по водным и электрическим ресурсам Абу-Даби (ADWEA) заявило, что выбрало консорциум японской корпорации Marubeni и китайского холдинга JinkoSolar для строительства и эксплуатации установки мощностью 1777 мегаватт. Обе компании были отобраны из шести претендентов в сентябре 2016 года.

Этот проект — первый шаг ADWEA в области развития возобновляемых источников энергии. В планах Абу-Даби уже к 2020 году довести выработку из чистых источников до 7%. До этого солнечными заводами занималось правительственное предприятие Masdar, которое начало реализовывать проекты возобновляемых источников энергии, в том числе солнечных установок.



Анонсированные ADWEA завод начнет функционировать в 2019 году, будет финансироваться на 25% за счет собственных средств и 75% за счет кредитования, заявил и.о. директора по приватизации ADWEA Адель аль-Саиди. ADWEA внесет свою часть, а остальную сумму покроют местные и международные банки.

Стоимость электроэнергии от данной солнечной электростанции составил 2,42 цента за киловатт-час, что является одной из самых конкурентоспособных цен в данной отрасли энергетики.

Также для управления проектом будет создана целевая компания; ADWEA будет владеть ее 60%, а Marubeni и Jinko – 40%. Получаемая электроэнергия будет продаваться Абу-Даби в течение 25 лет. опубликовано  

 

P.S. И помните, всего лишь изменяя свое потребление — мы вместе изменяем мир! ©

Источник: solarpanels.com.ua/news/v-oae-postroyat-krupnejshuyu-v-mire-solnechnuyu-elektrostantsiyu/