Вход на сайт

МЕДИАМЕТРИКА

Облако тегов

АШ-YouTube

К вопросу о солнечной энергетике и о новом технологическом укладе

Аватар пользователя Селадо

Практика смены технологических укладов, вот уже на протяжении более чем двух столетий человеческой истории, является основополагающей особенностью научно-технического и общественного прогресса. Анализ прошлых и существующих технологических укладов даёт нам новый и конструктивный взгляд на процесс развития человечества, который органично дополняет формационные, классовые и иные теории, на применении которых была основана историческая наука ХХ века.

Кроме того, аппарат анализа технологических укладов обладает и существенной прогностической функцией: на основании его применения к «зачаткам» технологий (протоукладам) можно, опираясь на него, с достаточной вероятностью заниматься прогнозированием возможностей по будущим, уже работающим и замкнутым технологическим укладам.

Одним из таких «зачатков», современных протоукладов нового замкнутого технологического цикла, безусловно, является и солнечная энергия.

Цитируется по (http://www.webcitation.org/63fIHKr1S)

Как видно из наглядной визуализации — прямая солнечная энергия (около 23 000 Твт мощности), доступная для использования на Земле всего на протяжении лишь одного года, более чем на порядок превосходит всю совокупную и доступную человечеству энергию природного газа, нефти, угля и урана.

Именно прямая утилизация солнечной энергии является одним из тех путей, которые потенциально позволяют человечеству в перспективе уйти от нарастающей зависимости в использовании традиционных минеральных топлив.

А концентрированные и, в некоторых случаях, более удобные виды солнечно-связанной энергии: волновые, ветровые, приливные и гидроэлектростанции помогают облегчить этот переход и сделать его более лёгким, комплексным и управляемым.

Безусловно, такая заманчивая перспектива и возможность, в случае построения эффективной системы утилизации солнечной энергии, обеспечить рост потребления энергии более, чем на три порядка величины от текущего уровня потребления человечества в 16 ТВт, позволит обеспечить прогресс человечества во всех его аспектах — от обеспечения количественного роста человечества и уровня жизни людей и вплоть до развития науки и техники во всех её проявлениях.

В настоящее время человечество уже приблизительно на пять порядков величины превосходит по своей численности своих биологических конкурентов и, судя по всему, данный процесс всю наблюдаемую историю шёл рука об руку с ростом потребления энергии человечеством.

В силу этого у современного человечества есть сразу две проблемы: существующий технологический уклад критически зависит от невозобновляемой энергии минеральных топлив, а будущее развитие человечества неминуемо потребует гораздо более значительных количеств энергии, которые данные минеральные топлива обеспечить не в силах. Что, в общем-то, столь же неизбежно потребует замены энергии, получаемой из минеральных топлив на альтернативные виды энергии, наиболее мощным в абсолютных цифрах из которых и является прямая солнечная энергия.

Однако, с другой стороны, прямая солнечная энергия имеет ряд особенностей в своём распределении: несмотря на громадный абсолютный объём, она представлена на поверхности Земли в достаточно неудобных, распределённых формах, что и останавливало первые попытки её непосредственной утилизации.

Достаточно сказать, что по состоянию на 2011 год солнечная энергия занимала всего около 0,2% от общей энергетики США, в мировом же балансе энергии её доля, при самых оптимистических оценках, пока что не достигла и 0,1%.

При этом, базируясь на данных того же источника, можно увидеть, что наибольшую долю солнечная энергия и связанные с нею источники занимает в Европе, Северной и Южной Америке, в то время как в Азии, Африке, Евразии доля солнечной энергетики и того ниже.

Что же останавливает массовый приход солнечной энергетики в нашу жизнь? И как аппарат анализа прошлых и нынешних технологических укладов может помочь нам в выявлении слабых и пока не решённых проблем формирования технологического уклада, основанного на утилизации прямой солнечной энергии?

Рассматривая процесс замены одного, устаревающего технологического уклада другим, приходящим ему на смену, нам необходимо всегда убедиться в следующих основополагающих критериях устойчивости нового уклада, а именно:

1) эффективность нового уклада в физических категориях — способность уклада обеспечивать себя используемой энергией и необходимыми природными ресурсами, которые лежат в его начальном, «низовом» базисе;

2) замкнутость уклада, то есть — наличие полного, взаимосвязанного комплекта технологий, которые позволяют, с помощью доступной энергии превратить начальные природные ресурсы в те изделия и товары, которые могут быть использованы для поддержания самого уклада и обеспечения всех необходимых потребностей человечества;

3) долговечность уклада, которая обеспечивается необходимым уровнем развития общественных отношений, которые и могут поддерживать новый уклад достаточное время для формирования его замкнутости, основанной на эффективности.

При этом, в общем-то, критерии в процессе замены одного уклада другим возникают последовательно — эффективные технологии рано или поздно собираются человечеством в замкнутые циклы, а замкнутые циклы, будучи рано или поздно поддержаны формирующимися уже «под них» общественными отношениями, создают новую реальность человеческой цивилизации, которая и включает в себя новый технологический уклад уже в виде базового. 

При этом, к сожалению, иногда эффективные технологии отнюдь не формируют технологический уклад с первой попытки — в силу отсутствия или «невыдуманности» полного, замкнутого технологического цикла — либо же в условиях неготовности общественных отношений к тому, чтобы принять и использовать уже находящийся по сути дела «на заднем дворе» готовый замкнутый цикл.

Хрестоматийным примером такого рода технологического уклада является II технологический уклад, который часто романтически именуется «эпохой угля и пара». Именно от момента начала массового использования энергии ископаемого угля в паровых машинах и отсчитывают иногда старт так называемой Индустриальной революции, подчёркивая то, что как раз II технологический уклад обеспечил необходимую устойчивость технологическим циклам I технологического уклада, связанного с массовым внедрением промышленного разделения труда и производственных машин и станков.

Уголь и пар обеспечили энергией все те индустриальные машины, которые породила Первая промышленная революция, а энергетический уклад мира окончательно начал изменяться от использования дров, биомассы и мускульной силы людей и домашних животных в сторону современных ископаемых источников энергии.

Однако, за рамками успешного сюжета «революции угля и пара», которая бушевала в Англии в начале XIX века, остаётся два исторических примера, которые показывают нам сцепку «эффективность-замкнутость» и «эффективность-замкнутость-долговечность», которые и важны для формирования нового технологического уклада. 

Первый вариант существования протоуклада, условно названный «незамкнутость», и иллюстрирующий нарушение сцепки критериев «эффективность-замкнутость», связан с поздней Римской Империей и с фигурой знаменитого ученого Герона Александрийского.

Именно Герон Александрийский предложил первый проект паровой турбины — эолипила, который представлял из себя шар, вращаемый за счёт подводимого к нему водяного пара.

Существуют свидетельства, что данные «паровые шутихи» использовались Героном для храмовых представлений, однако, в силу того, что эолипил не являлся по факту промышленным агрегатом — он не нашёл массового применения. Его мощность, согласно новейшим оценкам не могла составлять больше одного ватта, что не позволяло использовать его в каких-либо реальных производственных циклах Древнего Рима.

Таким образом, возможность создания замкнутого технологического уклада во времена Римской империи была упущена из-за того, что ни мощность, ни КПД античных паровых машин так и не вышли за пределы «детских» или «храмовых» игрушек. А путей совершенствования данной технологии в античности так и не изобрели. Даже человек-раб вполне мог обеспечивать в рамках древнеримской экономики 60-100 Вт полезной мощности, а пусть и неэффективное по нынешним меркам использование волов и лошадей, давало в распоряжение промышленности Древнего Рима и того больше — до единиц киловатт на каждую упряжку таких «природных моторов». В такой ситуации 1 Вт эолипила оказался и в самом деле не более, чем игрушкой.

Другой, менее известный пример, связан со средневековой Испанией и с фигурой испанского изобретателя Бласко де Гарая.

17 июня 1543 года в барселонской гавани, по приказу испанского императора Карла V, Гарай провёл испытания своего «самодвижущегося судна». Гарай содержал в секрете устройство самой паровой машины своего корабля, однако из тогдашних испанских источников стало известно, что она состоит из огромного котла и сложного рычажного и трубного механизма. Судно, на котором она была поставлена, имело по гребному колесу с обеих сторон и проехало от Коллиуры до Барселоны, нагруженное хлебом. Оно вмещало в себе 200 бочек груза и называлось «Троица».

Таким образом, более чем за 150 лет до первых опытов Папена с паровым двигателем и более, чем за 250 лет до «официальных» паровых машин Уатта и Фултона — мы имеем в вообщем-то ещё средневековой Испании, всего через 50 лет после открытия Америки Христофором Колумбом, свидетельства о наличии и попытках использования технологий паровой машины на морском транспорте.

Несмотря на то, что испытание изобретения Гарая увенчалось полным успехом, а испанский император, весьма довольный им, велел принять на свой счет все издержки изобретателя, понесённые им на опыты, Испания так и не стала первой индустриальной державой. Новая война отвлекла внимание Карла V от перспективного изобретения — и развития пароходов и паровых машин в средневековой Испании так и не произошло.

Как видите, здесь нам уже продемонстрирована важность связки критериев «эффективность-замкнутость-долговечность»: несмотря на эффективность использования энергии минеральных топлив вместо мускульной энергии гребцов и энергии ветра в парусах судна и даже наличия действующей паровой машины — общественные отношения тогда ещё очень феодальной и консервативной Испании не позволили технологиям II технологического уклада  закрепиться на сколь-либо длительное время в испанском обществе.

Похожую судьбу, кстати, имело и аналогичное изобретение француза Дени Папена. По свидетельствам современников, его корабль без парусов и рангоута, который он собрал в 1707 году, вызывал лишь «мрачное любопытство, густо замешанное на беспокойстве».

В целом же, несмотря на несомненных технический успех Папена, он просто не смог найти никого, кто бы захотел воспользоваться его судном для перевозки грузов. По итогом всех его опытов его паровая машина была уничтожена портовыми громилами, в то время, как его самого задержали в порту немецкие таможенники.

Рассмотрим, исходя из данных критериев, степень готовности солнечной энергетики к тому, чтобы сформировать на сегодняшний день эффективный, замкнутый и долговечный уклад. Не впадая при этом, конечно, как в неуёмный оптимизм, но и не упуская при этом важных деталей, критических для анализа ситуации.

Во-первых, рассмотрим вопрос эффективности.

Основным параметром, от которого нам надо оценивать эффективность солнечной энергетики, основанной на утилизации прямого солнечного излучения, является так называемая солнечная постоянная. Этот параметр является константой и определяет наибольшее количество солнечной энергии, которое возможно получить от нашего светила в условиях земной орбиты. Понятное дело, что на Меркурии солнечная постоянная намного выше, а на орбите Марса — гораздо ниже земной, так как солнечный свет, как и многие другие природные явления волновой природы, подчиняется закону обратных квадратов.

Солнечная постоянная на земной орбите составляет 1366 Вт/м2.

Солнечная энергия составляет это значение в любой точке земной орбиты (с поправкой на эллиптичность) и не может быть поднята выше этого уровня без дополнительных концентрирующих устройств.

Однако, когда мы переходим от космического пространства к поверхности Земли, то мы сразу же упираемся в жёсткие, чисто физические ограничители по фактической доступности солнечной энергии на поверхности планеты.

Исходя из геометрии планеты, вращения земного шара вокруг своей оси, а также рассеивания, поглощения и отражения солнечного света в земной атмосфере, мы сразу же получаем гораздо более скромное значение «земной солнечной постоянной», составляющее около 341 Вт/м2 на «усреднённой» земной поверхности.

Уйти от этого ограничения, не расположив солнечные батареи в космосе, практически нереально — все эти параметры задаются физикой нашего небесного тела и составом его атмосферы.

Для понимания ограниченности данной цифры — на орбите Марса солнечная постоянная составляет 586 Вт/м2, а Меркурий может похвастаться и вдесятеро большей солнечной постоянной, нежели Земля — на его орбите она составляет 13 600 Вт/м2.

Цитируется по (http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Solar_land_area.png)

Вторым моментом, который опять-таки работает не «вверх», а «вниз» в вопросе оценки возможной эффективности солнечной энергетики, является её крайне неравномерное распределение как в пространстве поверхности планеты, так и во времени суточного ритма.

Вопрос с распределением по поверхности зависит не только от широты расположения участка, но и от погоды — плотный облачный покров может отражать назад, в космическое пространство, до 80% солнечного света, а в среднем по Земле из общего баланса в 341 Вт/моблака отражают назад около 30% падающего потока (102 Вт/м2) и ещё около 23% (78 Вт/м2) поглощается атмосферными аэрозолями и облаками. Что, в целом, даёт усреднённое, среднегодовое значение солнечной энергии, доступной на поверхности Земли, как 161 Вт/м2. Уже одно это снижает значение солнечной постоянной на поверхности Земли почти что на порядок от условий космического пространства.

Ещё более радикально влияет на доступную солнечную энергию широта расположения участка поверхности. Так, например, в северном Санкт-Петербурге среднегодовое значение солнечной энергии составляет лишь 108 Вт/м2, а пример Мурманска ещё более показателен — несмотря на то, что летом там можно рассчитывать на 214 Вт/м2 и на круглосуточную инсоляцию за счёт полярного дня, в период полярной ночи, с 2 декабря по 11 января, в Мурманске наблюдается будет строгий 0 Вт/м2 . При этом среднее значение солнечной энергии для условий Мурманска составляет не более 91 Вт/м2.

Работа с такого рода распределёнными в пространстве источниками энергии непроста уже сама по себе, о чём упоминалось в докладе П.Л. Капицы. В отличии от бытового применения, индустриальная энергия оперирует категориями сотен мегаватт мощности, что приводит нас для случая солнечной электростанции мощностью в 100 МВт в условиях Санкт-Петербурга, с учётом всех потерь на КПД фотоэлементов, к циклопическому сооружению площадью в 5 км2. И это ещё без учёта факторов неравномерности солнечной энергии по суткам и временам года, что дополнительно увеличивает площадь электростанции за счёт потерь энергии на её передачу и аккумуляцию.

Затронув вопрос суточных и годовых циклов доступности солнечной энергии, мы неизбежно от вопроса эффективности технологии переходим к оценке критерия замкнутости.

Понятное дело, что любая технология, претендующая на то, чтобы стать заменой существующего уклада, обязана обеспечивать замкнутость новых технологических циклов, которые приходят на смену существующему укладу.

Исходя из приведенной выше сложной и комплексной картины с суточными и годовыми ритмами доступности первичной солнечной энергии, обычная солнечная панель, при всей её кажущейся эффективности, не может сама по себе обеспечивать замкнутый технологический цикл, нуждаясь в массе дополнительных, «поддерживающих» технологий для обеспечения замкнутости цикла.

Рассмотрим их отдельно, для случая «идеальных» космических условий — и для варианта «реальной» Земли, от тепличных условий экватора и вплоть до жёстких ограничений северных и пасмурных районов.

В целом, понятное дело, решив в «идеальном», космическом варианте вопрос расположения солнечных электростанций на орбите Земли и обеспечив безопасную передачу солнечной энергии на Землю, можно легко сделать данный технологический цикл замкнутым: использование массы аппаратов в ближнем и дальнем космосе и отработанность солнечных батарей для них не оставляют в этом никаких сомнений.

А увеличение практически на порядок потока солнечной энергии даже при простом переходе расположения солнечных батарей на освоенных гелиосинхронных орбитах позволяет рассчитывать на технологическую целесообразность использования таких космических солнечных электростанций — даже с учётом неизбежных потерь на передачу электроэнергии на Землю в виде микроволнового излучения.

Основным вопросом и, одновременно, критической технологией, которая пока задерживает реализацию данного уклада в его «космическом» варианте, является не КПД или долговечность солнечных фотоэлементов, а стоимость доставки грузов на околоземные орбиты.

На сегодняшний день солнечные фотоэлементы, пригодные для работы в космосе, достигли массового совершенства в 20 кг/кВт электрической мощности, включая опорные системы и модуль передачи на Землю электроэнергии в виде микроволнового излучения. В ближайшее время, с опорой на тонкоплёночные облегчённые конструкции, можно рассчитывать на то, что солнечные батареи достигнут массового совершенства в 1 кг/кВт.

Таким образом, 1 ГВт электрической мощности на околоземной орбите будет весить от 1000 до 20000 тонн. Для сравнения, масса самого большого искусственного объекта на околоземной орбите, Международной космической станции, составляет на сегодняшний день около 417 тонн. Поэтому, с технологической точки зрения строительство космической солнечной электростанции уже возможно — причём при минимальном совершенствовании существующих технологий стыковки и сборки сложных объектов в околоземном космическом пространстве.

Однако, основной проблемой космической солнечной энергетики пока являются стоимостные ограничения. При запуске существующими носителями такой объект обойдётся только в пусковых затратах от 4 до 80 млрд. долларов США, даже если использовать самые дешёвые существующие на сегодняшний день носители, которые обеспечивают запуск килограмма на низкую околоземную орбиту в пределе около 4000 долларов за килограмм.

Для сравнения, полные затраты постройки такого же 1 ГВт мощности современной угольной или атомной энергетики составляют сегодня от 3 до 6 млрд. долларов за 1 ГВт установленной мощности. Таким образом, на сейчас путь солнечной энергетики в космос закрыт по объективной причине: существующие космические технологии просто не могут обеспечить замкнутость данного уклада, как это произошло с эолипилом Герона Александрийского. Эффективность солнечной космической энергетики упирается в наши неэффективные и дорогие ракетные системы вывода грузов в околоземное пространство.

С другой стороны, использование и доведение до уровня промышленных изделий массы уже просчитанных и технически эффективных концепций, основанных на удешевлении технологии «классического» ракетного старта — пусковой электромагнитной рампы, «большого примитивного носителя» многоразового использования, воздушного старта ракеты-носителя— сулит снижение стоимости пуска практически на порядок, вплоть до цифры в 400 долларов за килограмм груза на низкой околоземной орбите (НОО), с реальным, легко достижимым уровнем в 1000 долларов за килограмм.

Вторым критическим компонентом возможной схемы построения космических солнечных электростанций должен стать мощный космический буксир, который сможет поднимать выведенные грузы на более затратные и высокие гелиосинхронные орбиты с НОО. Нынешний уровень развития технологии космического буксира, его двигателей и ядерной или солнечной энергетической установки опять-таки пока ещё не вышел из стадии экспериментальных разработок.

Перспективные же системы запуска, которые опираются на существующие материалы и технические концепции, но нуждаются в проработке массы существенных технических деталей на уровне создания технологий — пусковая петля, космический трамвай, позволяют и ещё более радикально снизить стоимость вывода грузов на околоземную орбиту, достигнув цифры в 50-100 долларов за килограмм груза на околоземной орбите. Однако, такие цифры достижимы при годовых объёмах вывода в сотни тысяч тонн грузов на околоземной орбите. И именно развитие космической солнечной энергетики может обеспечить такой поток грузов на орбиту, одновременно нуждаясь в системах дешёвого и массового вывода грузов в ближний космос.

Такое развитие технологии позволит космической солнечной энергетике однозначно выполнить критерий замкнутости — при снижении стоимости вывода до 1000 долларов за килограмм запуск солнечной электростанции на 1 ГВт с использованием лёгких конструкций обойдётся в 1 млрд. долларов США, а при уменьшении стоимости вывода грузов до 100 долларов за килограмм — всего лишь в 100 млн. долларов США.

При этом, конечно же, расходы на запуск солнечной электростанции отнюдь не являются единственными издержками по созданию замкнутого цикла солнечной энергетики.

На сегодняшний день, даже если убрать вопросы стоимости и обслуживания космических опорных конструкций и системы микроволновой передачи электрической энергии, остаётся и стоимость самих солнечных батарей.

Сегодняшние оценки по стоимости киловатта электрической мощности, исходя из массы источников,  колеблются в пределе от 300 до 2100 долларов за кВт установленной мощности (таким образом, гигаватт фотоэлементов сегодня обходится от 300 миллионов до 2,1 миллиарда долларов).

На фоне стоимости запуска на околоземную орбиту эти цифры, в общем-то, несущественны (поскольку оценки стоимости 1 ГВт электрической мощности солнечных панелей сравнимы с перспективной стоимостью их запуска на орбиту и гораздо меньше существующей фактически на сегодняшний день стоимостью запуска), однако, на Земле в вопросах замкнутости технологического цикла начинают участвовать уже иные факторы.

Продолжение следует.

Алексей Анпилогов при поддержке фонда "Основание" для издательства "Селадо"

Фонд поддержки авторов AfterShock

Комментарии

Аватар пользователя Grifan
Grifan(3 года 5 месяцев)(19:22:24 / 07-07-2015)

Доставка ликтричества из космоса - самая большая трабла. Можно конечно аккамулировать в ядреные таблетки и посылками на Землю слать  но это еще более отдаленная першперктива 

Аватар пользователя Tikovka
Tikovka(5 лет 11 месяцев)(18:46:24 / 07-07-2015)

Держись. Тебя ща будут бить троллить.

Да - персчитай плотность энергий из квадратных метров в кубические.

Аватар пользователя Красный аноним

Надо всего-лишь протянуть из космоса кабель. Ах, ну да...

Как обычно не взлетает зелёная энергетика. Я в таких случаю говорю, что зарядить ойпад хипстеру - панелей хватит. Основывать энергоуклад на таком не получиться.

Аватар пользователя alexsword
alexsword(6 лет 7 месяцев)(20:14:23 / 07-07-2015)

Безусловно, такая заманчивая перспектива и возможность, в случае построения эффективной системы утилизации солнечной энергии, обеспечить рост потребления энергии более, чем на три порядка величины от текущего уровня потребления человечества в 16 ТВт, позволит обеспечить прогресс человечества во всех его аспектах

Странный тезис, типичная зеленая замануха.  

От фотосинтеза и других процессов, где задействовано Солнце предлагается отказаться?  Если учитывать эти процессы, лимиты будут выглядеть совсем иначе.  Об этом в статье ни слова. 

В космосе, да, экономика у солнечных батарей выглядит иначе, но ни на угасающем углеводородном укладе, ни на зеленой "энергетике" - качественное развитие космоса нам не грозит (как бы имеющиеся наработки не исчезли), так что до запуска/внедрения нового полноценного энергоуклада с высокой плотностью энергопотока это гадание на кофейной гуще, а потом будут совсем новые расклады, в том числе по физической экономике космоса.  

В любом случае, у нас принципиальные ограничения солнечной энергетики, вытекающие из низкой плотности энергопотока, уже разбирались неоднократно, например тут - и гораздо более лаконично - http://aftershock-2.livejournal.com/19235.html

И, раз заговорили про лаконичность. Общая структура текста.  Обычно такие экскурсы про римские империи появляются когда автор с объема текста кормится и ради этого "выжимает" объем.    

Исторические примеры в данном случае натянуты, выглядят слабо.  Если уж говорить об истории - то все реальные революции в хозяйственном / энергетическом укладе сопровождались резким удешевлением материалов и появлением новых сплавов, ранее недоступных в силу дороговизны энергии.  Сильно солнечные батареи удешевили сталь, или кремний?  Способны ли они удешевить их в принципе?  Работу с какими новыми типами материалов они открыли, которые были недоступны до них?

Вот реальные вопросы, а не байки про каких-то денов папенов.

Аватар пользователя vasilyry
vasilyry(5 лет 6 месяцев)(11:24:59 / 08-07-2015)

По структуре текста согласен, на Алексея не похоже, не его стиль растекатся, обычно информация концентрирована, очевидно платили за объем.

По фотосинтезу - тоже сначало зацепило, но в тексте потом идет пояснение (косвенное правда) что перекрывать Землю не понадобится.

-  орбитальные зеркала для освещения ночной стороны Земли

(вполне комерческое мероприятие уже на нынешнем этапе, только нужен ну ОЧЕНЬ крупный и "долгосрочный" инвестор, на данный момент ТОЛЬКО государства типа РФ, Китай, США, Индия)

Аватар пользователя amobile
amobile(5 лет 8 месяцев)(19:01:01 / 07-07-2015)

На сегодняшний день солнечные фотоэлементы, пригодные для работы в космосе, достигли массового совершенства в 20 кг/кВт электрической мощности, включая опорные системы и модуль передачи на Землю электроэнергии в виде микроволнового излучения


А можно поподробнее про системы передачи энергии земля-космос?

Аватар пользователя Grifan
Grifan(3 года 5 месяцев)(19:05:54 / 07-07-2015)

HAARP в Аляске есть,  но он вроде только передает...  

Аватар пользователя ASergej
ASergej(3 года 10 месяцев)(19:08:25 / 07-07-2015)

С таким образованием как у Вас, на новых тех. уклад конечно тяжело переходить!

http://photonics.phys.msu.ru/grp-microwave.html

Комментарий администрации:  
*** Нужны обильные рассуждения с ошибками в логике? Это ко мне! ***
Аватар пользователя Grifan
Grifan(3 года 5 месяцев)(19:21:20 / 07-07-2015)

Сарказм - не ваше? По ссылке - пусть для начала ученые мужи разберутся со всеми тонкаостями ионосферы прежде чем прожекты остальным на головы сыпать  

Аватар пользователя ASergej
ASergej(3 года 10 месяцев)(19:40:49 / 07-07-2015)

Не мое. Вы за этим сарказмом пытаетесь неудачно скрывать свою безграмотность.

Передача энергии производится неионизирущим излучением, поэтому с прохождением ионосферы проблем нет. Проблемы есть в другом... ну если б и проблем не было - то давно бы СЭ летали в космосе...

Вот еще на закуску... 

http://www.nss.org/news/releases/pr20080909.html

Японцы тоже не спят... Ищущий - найдет. Удачи.

Комментарий администрации:  
*** Нужны обильные рассуждения с ошибками в логике? Это ко мне! ***
Аватар пользователя Grifan
Grifan(3 года 5 месяцев)(21:07:06 / 07-07-2015)

2008 год - очередной прожект сгинувший в небытие. Конечно, сову на глобус всегда можно натянуть 

Аватар пользователя vasilyry
vasilyry(5 лет 6 месяцев)(11:26:31 / 08-07-2015)

вам бы власть до сих пор  пешком ходили бы

Аватар пользователя ASergej
ASergej(3 года 10 месяцев)(19:08:57 / 07-07-2015)

Вот ссылка для примера...

http://photonics.phys.msu.ru/grp-microwave.html

Комментарий администрации:  
*** Нужны обильные рассуждения с ошибками в логике? Это ко мне! ***
Аватар пользователя maxvlad
maxvlad(6 лет 4 месяца)(00:37:57 / 08-07-2015)

Строим Звезду Смерти из кусочков...

Честно сказать, когда в 87-м году делал  в школе доклад на тему, на вопрос о безопасности попавших в луч ответил: "Ну, этим не повезёт". И с тех пор не вижу, чтобы в этом плане что-то поменялось. Тонкие пучки с высокой энергетикой - причём там десятком киловатт не ограничатся.

Аватар пользователя Ещё не решил.

Пусть сначала ответит-почему Земля вертится? А уж потом качает солнечную энергию с орбиты.

Аватар пользователя vleo
vleo(3 года 9 месяцев)(19:29:15 / 07-07-2015)

Я бы для большей убедительности сравнивал не солнечную энергию, которая поступает на поверхность ЭКЗОСФЕРЫ Земли (как тут сделано), а сразу брал бы энергию, которое излучает Солнце (на поверхности экзосферы Солнца). Вообще бы не было видно ядерной энергиии или энергии угля.

И отчего аффторы постеснялись нарисовать объем термоядерной энергии, если исходить из количества ВОДОРОДА на Земле (в принципе - термоядерный синтез можно от водорода вести - дейтерий или тритий - только для удобства).

Почему в статье нет цифр, которые хоть как-то отражали текущие реалии - например, какой ширины должно быть поле солнечных батарей, созданных по современной технологии, на той части экватора, где имеется суша, чтобы покрыть текущие потребности в энергии на Планете? От этого и можно было бы что-то обсуждать.

Разговоры о том, что будет, если солнечные батареи разместить на Луне, ничуть не практичнее, чем разговоры о том, сколько реакторов типа DEMO понадобится построить, чтобы закрыть текущие потребность. Кстати - реактор DEMO должен давать 2 ГВт, текущее потребление - 16 ТВт, то есть нужно построить 8 тысяч реакторов. Предположим, что реактор DEMO стоит 20 млрд. долл (20 Гигадолл), следовательно, требуется 160 триллионов долл., чтобы покрыть все текущие потребности в энергии, то есть 160 Терадолл. на весь проект.

Кстати, уточним меры долл. США с приставками системы СИ.  1 миллион. долл = 1 Мегадолл, 1 миллирад долл. = 1 Гигадолл, 1 триллион долл = 1 Терадоллдолл, 1000 триллионов = 1 Петадолл

Потребление энергии всей Планетой - 16ТВт, цена ватт-часа - примерно 1/20000 долл.США, соответственно, стоимость потребляемая за час по Планете - примерно 16 ТВт*3600 сек/час / 20000 ~= 0.8 ГДолл за час.

160 ТДолл / 0.8 Гдолл = 200 000 часов = 23 года.

Таким образом, тотальный переход на термоядерную энергию в масштабах Планеты - окупается за двадцать лет, в отношении капитальных затрат.

Аватар пользователя joho
joho(4 года 7 месяцев)(19:54:46 / 07-07-2015)

и что не переходят на термояд, ретрограды

http://amfora.livejournal.com/253068.html

- Это патентное бюро?
- Да.
- Здравствуйте, вы-то мне и нужны!
- Здравствуйте, чем можем быть полезны?
- Я бы хотел запатентовать изобретение.
- Замечательно! В чем его суть?
- Термоядерный реактор!
- Да вы что?
- Да!
- Это тот самый, над разработкой которого ученые трудятся уже много лет?
- Ну почти...
- Вы работаете в одной из лабораторий?
- Нет.
- Вы работали там раньше?
- Нет.
- Вы просто сами изобрели термоядерный реактор?
- Ну можно сказать и так.


- Вот просто так взяли и изобрели?
- Я опирался на труды академика Сахарова.
- А, ну это совсем другое дело! Вы продолжаете работы Сахарова?
- Ну можно сказать и так.
- Кстати, а Сахаров разве работал над реактором?
- Сахаров создал водородную бомбу.
- А, ну да... а вы, значит...
- Да, я применил его метод для создания реактора.
- Очень интересно! И что, он у вас работает?
- Нет, конечно. Для его создания нужна производственная база, у меня только проект.
- А вы уверены, что ваш проект сработает?
- Абсолютно!
- А можно ознакомиться?
- Да, пожалуйста! Все очень просто. Мы взрываем водородную бомбу и несколько миллионов человек крутят динамо-машины.
- Подождите, я что-то не очень понимаю... при чем здесь динамо-машины?
- Ну надо же как-то получать энергию!
- А при чем здесь тогда бомба?
- Ну надо же как-то заставить людей крутить динамо-машины.
- Нет, я вас решительно не понимаю...
- Ну что тут непонятного? Мы сбрасываем бомбу на противника, кто выживет - будет крутить динамо-машины.
- Нет, я не выдам вам патент на такое изобретение. Это бред!
- Бред? Нет, это не бред. Бред - это 50 лет собирать какие-то магнитные катушки, а противник тем временем размещает у наших границ свои военные базы и скоро мы сами будем крутить динамо-машины, если продолжим работать, как прежде. А мой метод - это быстро и эффективно.

Аватар пользователя Muller
Muller(6 лет 4 месяца)(19:36:34 / 07-07-2015)

Львиная доля солнечной энергии аккумулируется в атмосфере в виде разницы потенциалов между ее слоями, существующей в любой точке Земли в любой момент времени. Каждая испаряющаяся капелька воды несет электрический заряд. Максимальная концентрация их достигается на высотах 7-10 км. Вот эту энергию и надо учиться использовать. Там ведь мно-о-ого.

Аватар пользователя Ещё не решил.

Тесла предлагал её использовать. А то чёй то она с одного полюса на другой, через ядро Земли, разогревая его, попусту гоняется и далее в космос летит.

Аватар пользователя Muller
Muller(6 лет 4 месяца)(19:49:34 / 07-07-2015)

Тесла работал по этой теме, было такое. Только про ядро - это уже сказки Рен-ТВ.

Аватар пользователя Ещё не решил.

 Солнце наводит напряжение, обмотка (электромагнитное поле Земли) работает, полюса имеются, сердечник греется... в чём сказки. Живём на огромном статоре роторе- философствуем, умничаем, магнит и изоляцию ковыряем.

Аватар пользователя Muller
Muller(6 лет 4 месяца)(20:33:06 / 07-07-2015)

Ддве обкладки шарообразного конденсатора у нас тоже есть, земля и тропопауза. И между ними есть разность потенциалов, которую можно снять. Причем куда проще.

 

Аватар пользователя Ещё не решил.

Куда кабель подтягивать?

И как проще по вашему?

Примерно так?

http://aftershock.news/?q=node/268473

Аватар пользователя Muller
Muller(6 лет 4 месяца)(21:26:56 / 07-07-2015)

Можно примерно так

Если на верхушке башни будет находиться источник аэроионов - выход тока будет выше. Предел безопасного съема - где-то 7-9 мегаватт с квадратного километра, десять коллекторов на кв.км. Дальше будут разные погодные эффекты вплоть до града. Технология также позволяет управление климатом.

А Генрих Плаусон в 1922 предлагал так:

Аватар пользователя Ещё не решил.

http://www.teslatech.com.ua/index.php?option=com_content&view=article&id=9&Itemid=13

Аватар пользователя Muller
Muller(6 лет 4 месяца)(22:00:48 / 07-07-2015)

Да, этот товарищ пытается изобрести велосипед именно на этом принципе. Первым тут как раз был Тесла, и тему массового использования атмосферного электричества активно копали в первую четверть ХХ века.

Только не космические лучи ионизируют атмосферу, а очень даже солнечные.

Канал пробоя создается достаточно легко, аэроионов в воздухе много. Основная проблема - пробить несколько метров около коллектора, где носителей зарядов почти нет (все давно разрядилось). Нужен ионизатор, питаемый от маломощного источника высокого напряжения. Тогда пробой будет создан, а дальше он начнет лавинообразно усиливаться: сам коллектор становится источником коронного разряда.

Классический опыт, доказывающий  существование атмосферного электричества: берется воздушный шарик, на нем поднимается на несколько десятков метров одним концом неизолированная металлическая проволочка. Шарик поднимается в воздух. В разрыв между проволочкой и землей подключается лампа дневного света. В сумерках она начинает моргать.

Аватар пользователя Ещё не решил.

Я не знаю, что такое космо лучи!

Условно 5 Мвт с км2. Колхозное поле 1000 Га (10 км2)= 50 Мвт. Вопрос- в час?

Аватар пользователя Muller
Muller(6 лет 4 месяца)(22:22:44 / 07-07-2015)

В мегаваттах измеряется мощность. Пять мегаватт. Соответственно, в час - пять мегаватт-часов.

На практике там могут и другие цифры получиться. Порядок - примерно такой, может даже больше. Доступная мощность - порядка 240-280 Вт с квадратного метра площади тропопаузы. Снимать можно безбоязненно несколько процентов. Больше всего можно снять в жаркую облачную погоду (и легко спровоцировать грозу).

Был лет 10 назад проект элетрификации Большого Лондона на атмосферной энергии. Проблема в том, что атмосферная энергетика завязана на высокую квалификацию непосредственно конечного пользователя энергии. Для индивидуального пользователя - не хватает квалификации. Для среднего бизнеса проект нерентабелен из-за того, что он ориентирован на получение прибыли от сбыта, а тут  - видится совсем другая модель: децентрализованное производство, самообеспечивающее конечных пользователей и выдающее какие-то излишки в общую сеть. Все являются генераторами, а покупателей нет вообще! Где денег взять? Для крупного же бизнеса - слишком мелкие объемы, потому что он силен концентрацией капитала. Вот и результат. Автор проекта думает, что тут политика помешала (слишком независимый производитель энергии никому не нужен!), а на самом деле политика тут в лучшем случае на втором месте, а на первом - чистейшая экономика.

Аватар пользователя Ещё не решил.

где-то 7-9 мегаватт с квадратного километра

Просто уточнил, а то кто его знает;)

И круглые сутки, вне зависимости от погоды.

Я думал, что один и сбрендил, а оказывается в палате народ имеется.

Аватар пользователя Muller
Muller(6 лет 4 месяца)(22:22:12 / 07-07-2015)

Круглые сутки. Зависимость есть, но в пределах пары десятков процентов. Меньше всего - звездной ночью, больше всего - жарким облачным днем.

Аватар пользователя Ещё не решил.

Я не согласен, что прибавочной стоимости здесь нет. Несмотря на простоту, здесь: обязательное страхование (жизни, поломки и пр.), обслуживание гарантийное и постоянный смотр, регулировка и обесточивание, если нет потребления, изготовление и т.д. Тот же природный ресурс, EROI только больше.

Аватар пользователя Muller
Muller(6 лет 4 месяца)(22:37:57 / 07-07-2015)

Так в том-то и дело, что в такой системе обслуживание нереально возложить на специально обученных людей. Присмотр нужен постоянный. Непосредственно на конечного пользователя придется очень многое перекладывать! То есть на домохозяйства. А квалификация требуется приличная. Все же там сотни киловольт. EROEI выходит очень хороший (единственный расходный материал - металл электродов, один кубический сантиметр с ампера в час).

Если технология будет отработана - построить атмосферную электростанцию сможет любой человек, у которого руки из нужного места растут. Полностью самостоятельно, без покупных элементов. То есть любому потребителю выгоднее самому стать производителем, чем покупать. И никаких денег бизнес не получит, а покупать энергию у мелких производителей - нерентабельно, у них большая часть уходит на себя. Это еще фермерские ветряки показали. Атмосферная энергетика по модели похожа на ветряки, только экономических факторов намного меньше, а требуемая квалификация намного выше.

Аватар пользователя Ещё не решил.

Нет тут самостоятельности, она изначально ограничена законодательством по воздушному пространству. Во-вторых экология, плюс эффективность выше в умеренных широтах (плотность потока выше, посмотри на магнитную карту Земли). В-третьих, требуется степная зона для пром.потенциала. И таких ограничений, по-мимо перечисленного тобой и мной, много, вагон и маленькая тележка. Не обкатана, последствия и эффективность безопасности в достаточной мере не просчитана. Я уж не говорю о наводимых помехах для сигналов.

Аватар пользователя Muller
Muller(6 лет 4 месяца)(22:57:38 / 07-07-2015)

Не-не-не.

1) Не обязательно шары - достаточно вышек высотой 40-60 метров над уровнем растительности из диэлектрического материала. Лучше на возвышенностях. В горах так вообще дохрена снять можно, если на вершинах ставить.

2) Экология - влияние минимально. Все ионы уносит вверх. Разве что от изменения влажности.

3) Пром.потенциал при наличии сверхдешевой децентрализованной энергии точно так же децентрализуется.

4) Согласен.

5) Магнитное поле ВООБЩЕ НИКАКИМ БОКОМ - это чисто тропосферные явления. Солнышко испаряет воду с земли, капельки замерзают, электризуются и концентрируются на определенной высоте. На всех широтах работает.

6) С помехами - верно, надо думать. Например, ионизировать накалом, а коронный разряд свести к минимуму.

Аватар пользователя Ещё не решил.

1) Бетонные постройки. Там же и весь сервисный коммутатор.

2) Влажность, пернатые (представляю как им локацию сбивать будет).

3) Доказано картошкой! Не всем это надо.

5) Не согласен. Наводимое солнцем напряжение лучше проявляется, пример - Полярное сияние.

Аватар пользователя Muller
Muller(6 лет 4 месяца)(23:21:40 / 07-07-2015)

5) Не согласен. Наводимое солнцем напряжение лучше проявляется, пример - Полярное сияние.

Полярное сияние наводится не солнечным светом, а выбросами солнечной ПЛАЗМЫ. Ионизированного водорода и гелия. Их отклоняет к полюсам магнитное поле. А здесь же как раз именно солнечный свет в чистом виде. Утилизируемый в электрический заряд на поверхности земли и в нижних слоях тропосферы.

1) Бетонные постройки. Там же и весь сервисный коммутатор.

В бетоне арматура железная и крыша у здания плоская, для города нужно поднимать коллекторы на 30-40 метров над крышами зданий.  Сервис нужен ДЛЯ КАЖДОГО ПРИЕМНИКА, причем постоянно. А коммутатор не нужен, вся передача делается на постоянном токе высокого напряжения и на минимальные расстояния (чисто для согласования). В идеале - потребляться вся получаемая энергия должна рядом с местом получения, а соединение в сеть - чисто для сглаживания потребления и резервирования станций.

пернатые (представляю как им локацию сбивать будет).

Магнитное поле Земли ВООБЩЕ никаким боком не изменится. Максимум радиопомехи будут от коронного разряда. Так что для птиц безопасно на 100%.

3) Доказано картошкой! Не всем это надо.

О чем и речь.

Аватар пользователя Ещё не решил.

Вот именно здесь мы и не можем понять друг друга. Я не на солнечныйй свет делаю упор, а на энергию Солнца, в каком бы виде она не шла, но имено она наводит разность потенциалов поверхности Земли и его полем.

1) Оооо, тогда постройки в форме пирамиды и с каналами для токов)

Что-то меня беспокоит и имено с пернатыми, подумаю и выскажу, пока снимаю данное требование.

 

Аватар пользователя Muller
Muller(6 лет 4 месяца)(23:42:13 / 07-07-2015)

Пирамида не очень. Коллектор должен быть тонким, высоким и из диэлектрика (просушеное дерево, стеклопластик), по которому проходит наверх изолированный кабель Например, геодезический сигнал хорошо бы пошел. Можно и из бетона, но я не знаю, как там с железной арматурой будет. Может мешать - мокрый бетон с окислами железа очень проводник, а тем более с арматурой. Интересный вариант для бетонного коллектора - стеклопластиковая или базальтовая арматура вместо железной.

Я не на солнечныйй свет делаю упор, а на энергию Солнца, в каком бы виде она не шла

Разные виды солнечной энергии требуют разных технологий утилизации. Как подступиться к атмосферному электричеству (в которое преобразуется примерно треть энергии, получаемой Землей в виде солнечного света) - примерно ясно, о чем и пишу. К остальным - не вполне. Во всяком случае, уже эта технология при своем освоении обеспечит человечество энергией, на порядок большей чем сейчас. Но она завязана на конечную квалификацию пользователя и требует полной смены социальной и экономической модели - равномерное расселение и децентрализация экономики вместо концентрации.

Аватар пользователя Ещё не решил.

Ну так тропосфера меньше всего в умеренных зонах, а оптимально на полюсах, а значит ближе к ионосфере, в которой происходит ионизация молекул воздуха, а значит выше плотность заряда.

Согласен. Как возвышающий фундамент для коллектора оптимально, но дорого. Здесь мы построим гору!)

Аватар пользователя Muller
Muller(6 лет 4 месяца)(00:14:28 / 08-07-2015)

Ионизация происходит много где. Для конкретного явления - она идет на малых высотах, не более 9 км. При испарении воды с поверхности и при замерзании капелек воды. И здесь как раз тропосфера должна быть как можно толще, и как можно влажнее. В идеале - тропики. Ионосфера - это следующая обкладка конденсатора. Это другая технология. С нее тоже можно снять уйму энергии (в теории на порядок больше, чем с "башен Назгула"), но пока почти неизвестно как. А вот здесь - уже известно. От 1 Вт/м2 на полюсе до 4 Вт на экваторе мы можем снять без проблем.  В принципе и больше тоже можно.

А здесь мы работаем непосредственно с нижними слоями атмосферы. На колхозно-сарайном техническом уровне. И заодно регулируем климат.

Аватар пользователя Ещё не решил.

Понял. Я на промышленные объёмы энергии напирал. Города и сёла, фабрики и предприятия, т.е. на основного потребителя мыслю. Помимо прочего, освоение протяжённого участка арктического пояса нашей страны с развитой инфраструктурой и без массового изъятия воздушного пространства в умерянном поясе. Но 5 МВт/ч, даже при таком техническом уровне, как предлагает Назгул... Думай не думай, а пока не попробуешь- не оценишь.

Опыты с реальными оценочными показателями и не в его исполнение, а хоть с десяток имеются? Вы пробовали? 

Аватар пользователя Muller
Muller(6 лет 4 месяца)(00:50:38 / 08-07-2015)

Макгваер пробовал два года назад. Снял с одного самодельного коллектора около 30 киловатт мощности. Но он не то аэростатом пользовался для подъема кабеля, не то на скалу приемник ставил. Надо поднимать старые комменты. Может и еще кто-то делал.

Я пока не пробовал. Триста киловольт напряжения... мне однако еще жить охота. У меня для таких вещей руки из задницы растут. Тут профессионал нужен.

Даже два ватта с квадратного метра - это 1,5-2 мегаватта с квадратного километра. Сотня человек могут на этих двух мегаваттах не только неплохо жить, но и обеспечивать энергией минимально достаточные средства производства для самообеспечения. А со ста квадратных километров (10х10) - это уже 150-200 мегаватт, мощность нормальной ТЭЦ города-стотысячника. Это, конечно, не городская энергоплотность, но гораздо выше деревенской. При разумной организации децентрализованной экономики и хозяйства даже на нижней планке атмосферной энергетики можно решать серьезные задачи без потребления ископаемых углеводородов.

Площадь только густонаселенной части территории России - 2 миллиона квадратных километров. Минимальная планка атмосферной энергии - 1,5 мегаватта с квадратного километра. С тысячи - 1,5 гигаватта. С миллиона - 1,5 тераватта. Сравните это с 210 гигаваттами мощности всей российской энергетики. А ведь есть еще 3-4 миллиона, доступных с атмосферной энергетикой для заселения с плотностью в десятки человек на квадратный километр! И на промышленность хватит, и на транспорт. Другое дело, придется строить много мелких предприятий с замкнутым технологическим циклом вместо индустриальных гигантов. Предел концентрации очень низкий.

Идеальная модель для атмосферной энергетики - рассредоточенные сплошными "жгутами" вдоль транспортных путей населенные пункты в 500-1000 человек населения, обладающие большой степенью экономической автономности по продовольствию и основным товарам. Малые многофункциональные предприятия-кооперативы. И вообще коммунизм.

Аватар пользователя Композитор
Композитор(3 года 6 месяцев)(00:35:09 / 08-07-2015)

Аватар пользователя Ещё не решил.

И всё население под градом и ливнями, вместе со своими урожаями?

Аватар пользователя Muller
Muller(6 лет 4 месяца)(00:54:46 / 08-07-2015)

Если накрывать АтЭС большую площадь и не наглеть с выкачиванием энергии - никаких градов и ливней, наоборот - гарантированное равномерное орошение в течение всего года. За счет регулирования градиента отбора на площади - направляем воздушные потоки туда, куда нужно, и регулируем скорость выпадения осадков. Заодно получаем климатическое оборонительное оружие - враги в грязи утонут и будут добиты градом с кирпич, а в пятидесяти километрах - тишь и сушь.

Аватар пользователя Prikolist
Prikolist(3 года 4 месяца)(22:38:52 / 07-07-2015)

Камрады, мож не надо про Теслу, а?

Я его глубоко уважаю как изобретателя, но ему и Тунгусский "метеорит" приписывают... Как бы не заиграться с такими силами..

Аватар пользователя Muller
Muller(6 лет 4 месяца)(22:46:21 / 07-07-2015)

Тесла действительно работал над проектом атмосферной энергетики. Но вот до стадии действующего образца и патента технологию довел Генрих Плаусон. Никаких совсем уж мощных "сил" планетарных масштабов здесь нет. Хотя погодой управлять можно. Даже единичная атмосферная станция может сильно увеличить среднегодовое выпадение осадков, спровоцировать грозу или град. А система атмосферных электростанций хотя бы на несколько десятков тысяч квадратных километров - управлять климатом, регулируя перемещение воздушных масс и выпадение осадков. Хоть в Сахаре!

Аватар пользователя Citizen_Mordor
Citizen_Mordor(6 лет 4 месяца)(22:48:44 / 07-07-2015)

Похоже у Теслы получились не установки по передаче энергии на расстоянии, а приемники атмосферного электричества с внешним питанием ионизаторов.

Аватар пользователя Muller
Muller(6 лет 4 месяца)(22:51:33 / 07-07-2015)

Да, я тоже пришел к такому выводу.

Аватар пользователя Ещё не решил.

Так его патенты и говорят об этом, просто передача энергии им патентовалась и преподносилась для развивающегося бешеными темпами, того времени, транспорта и мест, где их (установки) не возможно разместить, море, ущелья и т.д.

Страницы

Лидеры обсуждений

за 4 часаза суткиза неделю

Лидеры просмотров

за неделюза месяцза год

СМИ

Загрузка...