Мы хотим познакомить вас, уважаемые читатели, с мнением высококвалифицированного инженера на то, что такое основные составляющие «зеленой энергетики» – на солнечные панели и ветроустановки. «Передовая мировая общественность» считает, что век тепловых и атомных электростанций закончился? Предположим, что это именно так и просто посчитаем, во что это обойдется – по затратам на производствро, на эксплуатацию, на необходимые земельные площади. Дмитрий Таланов хорошо знает, о чем пишет, ведь ему приходилось рассчитывать электрические сети и для такой генерации, и этим его взгляд особенно интересен.
Москва и Солнце
Для начала давайте прикинем, что потребуется для перевода только Москвы на альтернативные источники энергии. Начнем с солнечной энергии.
Солнечная постоянная – количество мощности, проходящей через плоскость, перпендикулярную солнечным лучам – на орбите Земли составляет 1’367 Вт/м², а на поверхности планеты составляет 1’000 Вт/м² в полдень на экваторе. Это чтобы оценить потери в прозрачной атмосфере. Далее будем считать в кВт*ч, коли мы рассматриваем именно энергию, на которой сказывается эллиптичность орбиты планеты, да и ночь то и дело на ней наступает, а то и погода меняется. Годовая инсоляция это учитывает, и поэтому в ней считать проще.
Итак, годовая инсоляция для Москвы, если мы бросим солнечную батарею (СБ) горизонтально на землю, составит 1’020 кВт*ч/м² при 100% КПД батареи. Если направим ту же батарею под фиксированным оптимальным углом к горизонту, чтобы максимизировать получаемую энергию за год, эта цифра составит 1’173 кВт*ч/м². Если станем следить за солнцем, ворочая батарею туда-сюда, то 1’514 кВт*ч/м². Для сравнения, в Сочи те же показатели будут такими: 1’365 / 1’571 / 2’129. То есть строить там с целью переслать потом энергию в Москву нет смысла: вся прибыль уйдет на потери при передаче.
Это наши исходные данные без учета КПД батареи, который на настоящий день оптимистично заявляется в 18-20%, а в будничной реальности ближе к 16% без учета фото-деградации со временем. Останемся оптимистами и для расчетов примем 18%.
К исходным данным надо добавить еще стоимость 1 ватта установленной мощности солнечной станции. Автор статьи, используя доказавшие надежность СБ китайского производителя, опробованные годами на гигаваттных индийских установках, достиг показателя 1,8 доллара за ватт (под ключ, с прямой синхронизацией с построенной им же системой 220/33/10кВ на 200 МВт). Но ходят упорные слухи, что, при использовании оборудования отдельных производителей, можно достичь и 1,0 доллара за ватт. Что ж, не будем проверять обоснования такого оптимизма, а просто примем это для наших расчетов. На всякий случай, чтобы никто не пытался выдвигать обвинения в предвзятом отношении к «зеленой энергетике». И последнее: за 2016 год Москва потребила 59’068 млн кВт*ч (только город; из «Отчета Мосэнерго, 2016»).
Усредняя годовую выработку квадратного метра батареи, установленного под фиксированным оптимальным углом в Москве, получаем 1’173 кВт*ч/м² / 8’760 ч = 0.134 кВт = 134 Ватт/м². При оптимистично-реальном КПД 18% наш итог – 0,18 х 134 = 24 ватт/м².
Эти результаты хорошо согласуются с коэффициентом использования установленной мощности (КИУМ) для солнечных батарей, уже действующих в разных странах – он варьируется от 30% для Австралии до 13% для северной Европы.
Общая площадь требуемой солнечной батареи: 59’068 000 000 / 1’173 / 0,18 = 279’757’506 м².
Цифра кажется большой, но не надо её пугаться, это всего лишь 279,8 км, то есть что-то около 17 на 17 км. Когда мы стоим на земле, то на плоской открытой местности можем видеть невооруженным глазом на 5 км. Просто увеличьте эту дистанцию втрое, затем мысленно представьте квадрат с такой стороной, это и будет требуемая площадь СБ.
Таким образом цена вопроса перекрашивания Москвы в «зеленый» цвет составит:
279’757’506 м² х 24 Ватт/м² = 6’714’180’144 Ватт = 6’700 МВт ⇒
⇒ 6’700 МВт х $1.0 = 6’700 млн долларов = 6,7 млрд долларов
Это капитальные затраты. Сюда следует добавить операционные расходы по обслуживанию установки, пусть даже по очистке панелей. В противном случае когда пойдет снег, город окажется без электричества. Конечно, на очистку панелей всегда можно бросить строителей со всей Москвы, ведь света всё равно нет. Ну, а если тучки набегут или ночь случится? Нет, уж лучше запасти электроэнергию, пока светит солнце!
Только эффективно и недорого запасать её мы еще не научились. Строить ГАЭС (гидроаккумулирующие электростанции) требуемого объема в Москве негде (для примера, установленная мощность огромной Саяно-Шушенской ГЭС составляет 6’500 МВт). Использовать тепловой коллектор для нагрева воды можно, но у него КПД не более 20% и размерами он будет лишь немногим уступать СШГЭС.
Остаются аккумуляторы. КПД современных свинцово-кислотных аккумуляторов доходит до 80%, а у новых литиевых достигает 90%. Но здесь беда не с КПД, а со стоимостью. Оптовая цена свинцово-кислотных аккумуляторов составляет 0,1 доллар за Ватт*час, а литиевых – 0,3 доллара. Соответственно, на 1 Ватт солнечной батареи стоимостью 1 доллар, чтобы пережить только ночь длиной 8 часов, нужно потратить 0,8 доллара на свинцово-кислотные аккумуляторы или 2,4 доллара на литиевые.+
Удельные характеристики их тоже не радуют. Лучшие литиевые аккумуляторы обеспечивают 200 Вт*ч на килограмм веса. У свинцово-кислотных всё значительно хуже. Таким образом, вес требуемой литиевой батареи составит: (6’700 х 106 х 8) / 200 = 268’000 тонн. Для сравнения – Эйфелева башня весит 10’000 тонн.
Следует также помнить, что количество циклов заряд-разряд у этих типов аккумуляторов ограничено и составляет 1’000 циклов при потере около 20% исходной емкости. То есть через 3 года батарею придется менять на новую, а старую весом в 27 Эйфелевых башен придется утилизировать. И это нужно будет делать каждые 3 года – по меньшей мере, до появления более эффективных аккумуляторов.
Те, кто занимается их утилизацией – обычно это сами производители – утверждают, что до 80% материалов аккумуляторов обезвреживается и, в том или ином виде, возвращается в производство. Вопрос: куда деваются остальные 20%? Соли лития, тионил хлорид, диоксид серы и прочие крайне токсичные и тератогенные вещества, которыми битком набиты современные аккумуляторы. Если начать складировать каждые 3 года по пять Эйфелевых башен таких отходов, то в сравнении с ними шахтные терриконы покажутся экологичней ракушек на крымском пляже.
Но, в таком случае, может, не стоит использовать аккумуляторы, а вместо них отдавать электричество сразу в распределительную сеть по мере генерации, рассчитывая ночью и вечером на обычные электростанции? Так оно и делается там, где солнечная энергетика цветет в полную силу. К чему это приводит, рассмотрим чуть позже.
Москва и ветер
Энергия ветра относится к возобновляемым источникам энергии. Ветер дует везде и всегда, разве что с разной силой. Общие запасы его энергии в мире оцениваются в 170 трлн кВт*ч, что в восемь раз превышает мировое потребление электроэнергии на настоящий день. Теоретически всё электроснабжение в мире можно было бы обеспечить только за счёт энергии ветра.
Использовать энергию ветра стали давно – достаточно вспомнить ветряные мельницы и парусные суда. А в начале прошлого века стали строиться и ветроэлектростанции (ВЭС). Следует отметить, что одним из лидеров в этой области был СССР. В 1931 году в Крыму, около Балаклавы, была введена в эксплуатацию ВЭС, которая проработала до 1941 года. Во время боёв за Севастополь она была разрушена. Опорную конструкцию её ветродвигателя построили по проекту В. Г. Шухова. Ветроагрегат с ротором диаметром 30 м и генератором в 100 кВт являлся на тот период самым мощным в мире. В 1950-х годах в СССР производилось 9’000 ветроустановок в год.
Но ветер не всегда дует с достаточно силой, что особенно выражено на суше. Поэтому те, кто стремится развивать ветроэнергетику, лезут также в море, что обходится заметно дороже. И, невзирая на эти усилия, КИУМ таких комбинированных ветропарков всё же едва достигает 35%, а на суше он обычно около 20% – то есть попадает в тот же диапазон, что и в случае солнечной энергетики.
В «погоне за ветром» высота мачты всё время увеличивается, во многих случаях достигая сотни метров. Длина лопастей ротора тоже растет, как и номинальная мощность ветрогенераторов. На настоящий день 5 МВт для такого генератора считается средней величиной, и ведутся разработки машин вплоть до 20 МВт.
Чтобы утыкать землю вокруг Москвы ветроэлектростанциями, возьмем 5 МВт машину за основу. Сколько их может понадобиться? С учетом КИУМ, 6’700/5/0’2 = 6’700 машин.
Много это или мало?
Обычно высота таких ветрогенераторов вместе с лопастями составляет 160-180 метров. Будем скромны и примем 160 м. Следует понимать, что для максимальной плотности размещения ветропарка каждая машина должна отстоять от соседней на двойную дистанцию своей полной высоты (просто для того, чтобы при падении двух машин навстречу друг к другу они не разломали себя в труху). Имеются и другие, куда более специфические соображения, но их можно опустим в данном случае.
Итак, каждому ветрогенератору потребуется жизненное пространство 320 х 320 метров, т.е. 102’400 м². А всем 6’700 агрегатам понадобится 686 км², что значительно хуже того, что потребовала для себя гипотетическая СЭС выше. И что совсем замечательно, мы избавляемся от «проблемы аккумуляторов».
Осталось посчитать, во сколько это встанет.
Капитальные затраты на строительство материковых ВЭС составляют, по разным источникам, от 1’300 до 2’000 долларов за кВт установленной мощности. Принимая во внимание погоду в Москве – риск сильных ветров и морозов – агрегаты нуждаются в повышенной надёжности, а значит, разумней взять $2’000/кВт. Следовательно, стоимость нашего ветропарка составит $13 млрд 400 млн.
Получилось в два раза дороже, чем СЭС без аккумуляторов, но есть и другой минус. Обслуживание вращающихся машин также дороже в сравнении со стационарными статическими установками типа СЭС, где только смахивай пыль/снег с панелей да изредка меняй сгоревшие инверторы. Т.е. себестоимость производства электроэнергии ВЭС в реальности далека от нуля.
Европейский опыт показывает, что суммарные эксплуатационные издержки составляют примерно 1 евроцент на 1 кВт*ч (около 70 копеек на сегодняшний день) и эти деньги ложатся на плечи потребителей в той же мере, как и эксплуатационные издержки ГЭС, АЭС и ТЭС. Вот только последние при той же установленной мощности занимают площадь в тысячи раз меньшую (исключая водохранилища ГЭС). И затраты на выработку 1 кВт*ч на АЭС и ГЭС составляют единицы копеек. Только ТЭС приближается к еврозатратам на эксплуатацию ВЭС в силу дороговизны углеводородов.
Не обошли ВЭС и экологические проблемы. Многие европейские источники ссылаются на инфразвуковые колебания и вибрации, исходящие от работающих ветрогенераторов, отрицательно воздействующие на людей и животных. В районе ветропарков перестают селиться животные и птицы. Статистику по погибшим птицам, особенно перелетным, летящим на значительной высоте, найти непросто. Но недаром в Великобритании ветряки теперь зачастую называют “bird choppers”, что соответствует «мясорубке для птиц».
Еще одна проблема состоит в утилизации лопастей, исчерпавших свой ресурс. При том количестве ветрогенераторов, которые уже установлены, это серьезная проблема. Дело в том, что лопасти генераторов делаются из стеклопластика для облегчения нагрузки на подшипники машины. И в большинстве случае после того, как они отслужат свое, их сжигают, что порождает много высокотоксичных газов. При этом зольность сжигаемой массы составляет около 60% и образующаяся зола требует захоронения.
Подытожим:
- Капитальные затраты на строительство СЭС без аккумуляторов составляют на настоящий момент не ниже $1’000/кВт установленной мощности;
- Капитальные затраты на строительство СЭС с аккумуляторами составляют на настоящий момент не ниже $1’800/кВт со свинцово-кислотными аккумуляторами и не ниже $3’400/кВт – с литиевыми;
- Проблема утилизации аккумуляторов в том масштабе, который потребуется, если они всё же найдут широкое применение в мощных СЭС, далека от решения;
- Капитальные затраты на строительство ВЭС на территории РФ составляют на настоящий момент не ниже $2’000/кВт;
- Эксплуатационные затраты ВЭС сравнимы с такими же у ТЭС и значительно выше, чем у ГЭС и АЭС;
- Проблема воздействия ВЭС на людей и животных, а также проблема утилизации отдельных частей ВЭС пока далеки от решения;
- Оба типа станций требуют масштабного отчуждения земель;
- Оба типа станций генерируют электроэнергию когда могут, а не когда нужно.
В то же время:
- Капитальные затраты на строительство АЭС составляют $2’000-4’000/кВт в зависимости от того, кто строит. Утилизация отработанного топлива давно проработана, а при вводе в работу новых БН реакторов появилась и возможность замкнуть цикл использования топлива;
- Капитальные затраты на строительство газовой ТЭС составляют не более $1’200/кВт. Утилизация отработавшей своё станции не представляет проблем;
- Капитальные затраты на строительство угольной ТЭС составляют не более $2’000/кВт. Утилизация отработавшей своё станции не представляет проблем;
- Все три типа станций генерируют электроэнергию когда нужно и не требуют масштабного отчуждения земель;
- Капитальные затраты на строительство ГЭС составляют $1’200-2’000/кВт в зависимости от рельефа местности. Этот тип станций тоже генерирует электроэнергию когда требуется, за исключением маловодных лет. Чаще всего требует масштабного отчуждения земель. Утилизация отработавшей своё станции требует массивной рекультивации земель.
Электроэнергетические качели
Сначала внимательно посмотрим на следующие два слайда, взятые из официальной презентации немецкой RWE.
Что мы здесь видим? А видим мы здесь большую проблему. С 2012 года эта проблема лишь выросла в размерах, окрепла и уже угрожает не просто энергосистеме, а существованию той промышленности Германии, которой кровь из носу требуется стабильность частоты и напряжения. Прежде всего это точное машиностроение и тяжелая промышленность с большой добавленной стоимостью, дающие работу значительной части населения и немалую часть ВВП страны.
Как признаётся в презентации от 2012 года, Германия может получать до 30% требуемой электроэнергии от ветра и солнца, но контроля за этой выработкой не имеет. К слову, на сегодняшний день страна в отдельные дни получает уже до 80% от солнца и ветра. Вот только эта выработка может как взмывать в небеса, так и падать камнем буквально за секунды (тучка набежала!).
Автор статьи, как человек, занимавшийся часть карьеры проблемами устойчивости энергосистем и разработкой новых типов релейной защиты и автоматики, видел и куда как более детальные осциллограммы, на которых выработка немецких ветропарков и солнечных полей в соответствующих погодных условиях менялась до 8 ГВт/сек в тяжелых случаях и в сотни раз чаще – около 2 ГВт/сек. Это при полной установленной мощности системы 50 ГВт и средней используемой 44 ГВт.
Но ведь это «бесплатная» энергия? Да. Это же хорошо? Нет.
Давайте представим, что по дороге едет груженый самосвал, везущий в кузове разные стекляшки (хрупкие параметры статической и динамической устойчивости). В какой-то момент вне контроля водителя момент на валу двигателя самосвала вдруг резко возрастает, затем спустя время так же резко падает, и этот процесс продолжается несколько раз. Стекляшки стукаются друг об друга, иногда бьются, водитель в поту (диспетчер системы и автоматика) отчаянно пытается выровнять ход, надеясь только, чтобы колеса не слетели с осей и выдержала коробка передач.
Благополучно доехав до цели, водитель сталкивается с политиком-адептом «зеленой» энергии, жалуется на жизнь, на что адепт говорит: – «Но ведь ты потратил даже меньше топлива, чем обычно, сам признаешь! Невзирая на все выкидоны своего самосвала. А значит, это хорошо, мы делаем мир чище!».
Что на это ответить? Нет ничего более печального и нелепого, чем попытки политиков решать технические вопросы.
Чем компенсировать эти рывки? Только увеличением мощности двигателя настолько, чтобы рывки в ней утонули… ой, в смысле только увеличением установленной мощности традиционных станций, пусть даже они будут вынуждены большую часть времени работать на уровнях нагрузки, близких к холостому ходу. Вот только на этих уровнях КПД этих станций самый низкий, рабочее тело просто вылетает в трубу, а регулярное обслуживание оборудования учащается. В общем, швыряние денег псу под хвост.
Плюс нагрузка на персонал системы. Возвращаясь к RWE, с середины 90-х до середины 2010-х количество случаев, когда их ЦДУ прибегало с ручному вмешательству для предотвращения развала системы на «острова», увеличилось в 17(!) раз. А стабильность напряжения/частоты стала такова, что прокатные станы, металлургия, точное машиностроение начали ругаться уже матом и крепко задумались перебираться в другие, не столь успешные в «зеленой» энергетике страны. Недавняя тяжелая авария в восточной Австралии пример тех же процессов.
Вот такая эта «зеленая» энергетика…
Мечтания и реальность
Собственно, какой вывод из этого можно сделать? Такой, что вся солнечная и ветроэнергетика должны иметь 100% резервирование традиционными мощностями, чтобы всё не развалилось, когда в пасмурный день не дует ветер. А это значит, что стоимость генерации «зеленой» электроэнергии без учета стоимости обслуживания резерва – передергивание карт под столом и лукавство.
Альтернативная энергетика имеет право на существование без присоединения к системе и без субсидий. Еще до того, как у стран, увлекшихся таким присоединением, как те же Германия и Австралия, начались проблемы с устойчивостью, автор этой статьи со своим коллегой ручками прикинул, что по достижении 20% установленной мощности вся эта «зелень» начнет создавать сильную головную боль. И решение на разрешение таких присоединений равнозначно открыванию ящика Пандоры. Закрыть его будет трудно.
Тем не менее расхожее мнение, что нам в России вообще не нужны солнечная и ветроэнергетика, не имеет под собой оснований. Солнечная энергетика (с аккумуляторами) и ветроэнергетика сегодня могут быть оправданны в удаленных районах, где нет возможности подключиться к сети. В конце концов, более 70% территории нашей страны, на которой проживает около 20 млн человек, находится вне системы централизованного энергоснабжения. Опыт РусГидро, которая комплектует солнечные и ветровые электростанции с дизельными установками и устанавливает такие комбинированные установками даже за Полярным кругом, доказывает, что это не только возможно, но и позволяет окупать капитальные затраты за счет экономии северного завоза топлива.
Послесловие про «Теслу»
Трудно представить восторг водителя машины, каждое колесо которой оснащено индивидуальными движками в 100 л.с. (75 кВт) с плоским, без провалов, моментом. Мы скоро придем к этому, но пока и два движка 100 кВт (по одному на переднюю и заднюю ось) вызывают прилив счастья у пользователей таких авто. Однако чем ближе день, когда такие авто сделаются широко распространенными, тем ближе неприятности, о которых пока мало кто думает (и речь совсем не об аккумуляторах).+
Современный электромобиль тратит примерно 20 кВт*ч на 100 км пробега. Эта дистанция близка к обычному дневному пробегу американской машины, судя по публикуемым пробегам в их каталогах подержанных машин.
При напряжении аккумуляторов в 400 В (как у Теслы), сила тока для полного заряда в течении 6 минут должен быть: 20’000/400В/0,1 ч = 500А. Соответственно мощность зарядного устройства: 0,5кА х 400В = 200 кВт (при 100% КПД).
Почему именно 6 минут? Потому что это время, которое обычно тратится на заправке для заливки в бак топлива вроде бензина-солярки. Эту привычку будет крайне трудно переломить.
Далее должен последовать выбор: или владельцы электромобилей согласятся сидеть рядком у электро-заправки, словно воробьи на жердочке, ожидая зарядки своих авто сниженным током, скажем, целый час для тока 50А, или они начнут этим возмущаться, и ток зарядки в 500А быстро сделается стандартным.
Во что более верится?
Конечно, в домовых паркингах ток зарядки может быть значительно меньше. Но после пары ситуаций, когда владелец, едва поставив авто на зарядку, будет вынужден снова отправиться в путь на полупустом аккумуляторе с риском застрять где-то в дороге, можно быть уверенным, что ток зарядки будет сразу выставлен на максимум.
А к чему это приведет?
К тому, что неизбежно случится, если об этом не подумать заранее: к коллапсу единой энергосистемы. Ибо три таких машины на зарядке по потреблению электроэнергии равны возможностям трансформатора, питающего 1’000 квартир без электропечей или 600 квартир с электропечами.
В каждом часовом поясе приехавшие на работу / с работы станут массово ставить свои машины на зарядку, на что при нынешних российских 44 млн легковушек на руках, замени мы их завтра электромобилями, понадобятся дополнительные 44 млн х 0,2 МВт = 8’800 ГВт (!) установленной мощности в системе. Это 8’800 гигаваттных генераторных блоков или 2’200 крупных АЭС по 4 таких блока на станцию. Для сравнения, на апрель 2017 года в России имелось 10 действующих АЭС с общим числом в 35 энергоблоков суммарной установленной мощностью 28 ГВт.
От такого у любого адепта позеленеет в глазах. Автор этих строк, правда, смухлевал, решив не загружать текст интегрированием зарядок по времени, т.к. картина всё равно будет страшная.
Начинаем «экономить» генерирующие станции. Для начала попробуем переустановить стандарт скорости зарядки на 50А – это позволит разом уменьшить количество требуемых АЭС в десять раз, до 220. Теперь чем мощней авто, тем дольше придется его заряжать в часах (но минимум 1 час). Затем придет время ограничения количества электромобилей. Скажем, разрешения на покупку будут разыгрываться в лотерее с потолком по стране 22 млн – тогда ещё уполовиним количество станций, до 110. После чего обязательно наступит день, когда электромобили личного пользования будет законно заряжать от общей сети только при токах зарядки 10А и менее.
Так элементарный инженерный расчет рушит розовую картину будущего, созданного буйным воображением адептов альтернативной энергетики.
Комментарии
В закладки тыкать в рыло зеленым.
По части ВИЭ в целом верно, по части электромобилей - косяк (ну или подтасовки, как больше нравится).
А что не так с электромобилями у автора? Игрушка для богатых... неудобная для повседневного использования
Расчет требуемой мощности принципиально неверный: энергетику должно быть стыдно. Мало кто знает, но в многоквартирном доме на квартиру приходится примерно 1кВт подведенной к дому мощности. При том, что это меньше даже одного чайника, не говоря уж о всех приборах. Это установленной мощности.
А реальный средний расход российской семьи - еще в 3 раза меньше, около 250кВт×ч/мес, 300Вт средних. Есть даже специальная единица - эрланг, в которой измеряются коэффициенты заполнения единичной мощности.
С электроавто то же самое: реальное потребление будет очень сильно усреднено, и может быть легко вычислено по потреблению нефтепродуктов. А худший сценарий использования легко вычисляется по пробкам. В среднем для России при ПОЛНОМ переводе всех авто на электро потребуетсся нарастить мощность станций от 5 до 26 процентов по разным сценариям. Причем, ясен пень, что полный перевод потребует очень много времени и практически нереален.э при текущей технологии.
...
Дороговизна и практичность электромашин - вопросы ортогональные потреблению. И друг другу. :)
Нет вы не правы с претензией автору. Оба варианта расчетов верны. Но ваши расчеты по нарастанию мощности проводились для медленной зарядки. А автор сделал упор на зарядке быстрой, которую предпочтут автомобилисты. Ибо привыкли на заправке стоять 6 минут. Конечно кто то будет заряжать медленно, но как и написал автор до первых "шишек". Человеку всегда может понадобится куда то отскочить. А батарея почти пуста.
Так что это все же проблема, и очень большая. С текущими аккумуляторами электроавто очень нишевый продукт.
Я про то и говорю, что на больших масштабах - микрорайона или города - совершенно пофигу, чайник или телевизор... быстрая зарядка или медленная. Потребность в мощности будет примерно той же.
Должны отличаться мощности зарядки, но и тут все просто: будут у домов только медленные (ради дешевизны), и всего делов.
Поездка в 100км или больше для типичного пользователя машины - очень редкая вещь, а те, кто делают это часто просто не купят электроавто.
Поэтому и говорю, что расчет совершенно неадекватен.
1) Расчет адекватен для затыкания ртов тем, кто хочет вот прям всех перевести и сейчас на электроавто.
2) Прогресс дарит в первую очередь удобство! А удобство достигается дополнительными энергетическими тратами! И никак иначе. Это почти закон физики.
Отсюда вывод прост: Пока электроавто не переплюнут в удобстве использования ДВС -- то ни о каком широком распространении и не мечтать даже.
Я конечно легко могу поставить авто на ночь на зарядку. Но мне надо просто иметь возможность в любой момент поехать хоть 100, хоть 200, хоть 400 км. Вот прям сел и поехал! А электроавто с текущими аккумами такое не позволяют. 500А негде взять даже в городе, уж извините.
1. Таких нет уже просто потому, что полная замена автопарка происходит лет за 30, а то и больше. То есть, если сейчас подорваться, запретить производство и продажу ДВС, начать продавать ТОЛЬКО электро, то последние ДВС будут ездить еще 30-50 лет. И даже это нереальный сценарий.
Так кому и зачем "затыкать рот"? Ну, если "человек с незаткнутым ртом" обсуждает принципиально невозможное, то зачем стараться? :)
Кроме того, как я уже сказал, он неверен. Математически. Там ошибки. Неадекват.
2. Электромобиль дает удобства, лежащие в другой плоскости: отличную, с ДВС достижимую лишь за безумные деньги динамику, бесшумность и плавность + чистоту (что в городе немаловажно).
Если Вам принципиально иметь пробег именно 400км, Вам (лично) просто не нужен электромобиль. Но многим не нужен пробег, зато нравятся прыткие и приятные в городском вождении машины (мне например). И для таких людей объективным препятствием к покупке является лишь цена.
За приемлемую цену вы получите совсем не прыткую и приятную! сейчас все электроавто -- это игрушки. Без прорывов в аккумах они ими и останутся.
Скорее, цена прытких мне пока неприемлима. Но я вижу процесс удешевления аккумов, понимаю, что там можно улучшить и уверен, что в ближайшее время это будет сделано. Никаких "прорывов" не нужно, все необходимые уже сделаны. Нужно просто дальнейшее снижение цены теми темпами, что последние 3 года ещё года так 2-3. Более чем вероятно.
А вот куда расти ДВС - я не знаю. Асимптота. Потолок.
"Без прорывов в аккумах они ими и останутся." Это точно. Смотрится очень перспективно проточные аккумуляторы, если их "допилят" то это будет просто сказка. Приехал слил "разряженую" жидкость, залил "заряженую". А автозаправка заряжает всю ночь, тем самым забирая "лишнее" электричество которое не востребовано ночью производством. Особенно в паре с ЗЯТЦем хорошо смотрится и маневрировать не надо и "машинки" есть чем заправить. Думаю ЗЯТЦ и проточные аккумуляторы самые перспективные проекты на горизонте в полвека, альтернатива лошадь и овёс.
Про проточку для компактных приборов забудьте, ей априори нужные большие объёмы.
Самые перспективные - это различные варианты исполнения водородных топливных элементов, особенно на криогенике. Остальное тлен (по плотности запасённой энергии) и проиграет синтетическому бензину без вариантов.
А ещё в качестве приятного бонуса - совершенно безумную (для соизмеримых гоночных авто на ДВС) инерцию из-за массы аккумуляторов :)
?! С чего бы?
ДВС+коробка передач с той же динамикой тяжелее в разы. Не зависящий от оборотов крутящий момент (в отличие от ДВС, которому для выхода на мощность нужно раскрутиться + вытекающие проблемы с передачами) + возможность перегрузки на несколько секунд в 5-10 раз(!) (что для ДВС в принципе невозможно, с каким угодно ущербом для ресурса и даже с впрыском дополнительного окислителя - закиси азота или т.п.).
Опять же, если упираться, то ведь оно как - мощность ЭД определяется только эффективностью теплоотвода от обмоток, принципиально ничем более она не ограничена. Мощность ДВС ограничена множеством вещей, ресурсом в первую очередь.
Можно, конечно, разводить руками насчёт пробега - да, если речь идёт о пробеге больше 400-500км, ДВС будет иметь уже сравнимую динамику. Но даже убогое электроавто имеет потрясающую динамику в диапазоне городских скоростей - сравнимую с гоночными машинами. Или даже лучше.
Ноно! До появления комнатных сверхпроводников мощность электродвигателя более чем ограничена. А со сверхпроводниками "всё сложно".
С того бы. Зачем вы мне про Фому, тогда когда я вам - про Ерёму?
Никто не спорит про динамику электроавто.
А вот инерция объекта строго зависит от массы. Из-за своей массы электромобиль имеет априори значительно большую инерцию чем похожие по динамике гоночные суперкары, что неизбежно будет приводить к авариям (сначала от непривычности, потом просто из-за повышенной инерции).
Так сказать ложка дёгтя :)
Ну вот я и говорю, чем именно ограничена: теплоотводом. Только им. А режим перегрузки, соотвественно, ограничен запасом теплоёмкости мотора. Просто электромоторы применяются там, где люди особо не парятся с удельной мощностью. Но вот там, где парятся... посмотрите моторчики авиамоделей. С постоянными магнитами, аутраннеры. И это, собссно, ещё так... в интересах мальчиков и девочек - это ещё вояки всерьёз темой не интересовались (как, допустим, интересовались компактностью и массой дизелей).
...
Ну, вот я и спрашиваю: с чего бы электроавто быть сильно тяжелее авто с ДВС?
По факту этого не наблюдается. Удельная мощность ДВС и электромотора сравнимы, у электромотора гораздо проще/легче редуктор (если вообще есть) и нет переключения передач. А масса одной только коробки передач сравнима с массой аккума.
И еще...
Я бы за тупость и неумение усваивать и анализировать информацию затыкал бы рот. Ибо экспердов половина интернета, даже весь. И все требуют вот поставь им ветряки, и электроавто под жопу!
Ну тогда на АШ наступит такая тишина ...
Потребление увеличится, а потребность останется такой же.
Ну-ну.
Потребление (в кВт*ч) одинаково в обоих случаях.
Вижу, не до всех доходит идея, что мощность и потребление - часто таки коррелирующие, но независимые виличины.
Бонусом: как полагаете, какой сейчас средний КИУМ у электростанций России? Ну или даже только у российских ТЭС (> 60% от УМ)?
Вообще-то, вопрос быстрой зарядки может решаться разными способами, не обязательно подсаживанием сети (автор, кстати, мог бы включить в рассмотрение и замену сетей - нынешние коммунальные редко тянут большие токи).
Например, использованием двух аккумуляторов (один в работе, второй на зарядке) с быстрой заменой.
Еще вариант - накопление энергии в каком-либо стационарном накопителе и быстрой передачей заряда в аккумулятор машины. Потери - но скорость.
А теперь накладываем на это реальный график пробок, и пробуем прикинуть, в какие часы 90% личных авто окажутся припаркованными возле дома.
Упс, да, таки в реальности, значительная доля встанет на зарядку одновременно.
Скоро для большинства легковых авто не взлетит из-за больших неподрессоренных масс.
Скорее всего - да. С другой стороны: масса нынешних колёс легковушек - 10-20кг. Вполне канает на 10-30 кВт мощности электромотора. Конечно, если вычесть массу покрышки и необходимых конструктивных элементов останется, скорее 5-15кВт. Но и то очень немало, и уж точно хватит городской легковушке. С лихвой и с кепкой хватит. Ещё и разгон будет лучше, чем у 99% машин с ДВС.
Проблема, с которой встретились - сложность создания компактного, лёгкого, мощного и виброустойкого мотора одновременно. :) Да ещё и достаточно дешёвого.
Одновременно выходит не то что все пять пунктов, а дай бог 2-3 на выбор. То есть, в теории всё получается. На практике выходит ненадёжное и/или негодное дорогое говно.
Пока. Не факт, что кто-нить не придумает что-нить гениальное. Теоретических-то ограничений тут нет.
Но да: оговорка "скоро для большинства" вполне достаточна. :)
Если пнут боссов Formula 1, Formula E или Le Man за это, то дело сдвинется не только в гибридах, но и в мотор-колёсах. Там инженеры гениальные и баблища навалом..
Зелёная энергетика обречена, только ядерная энергетика имеет перспективы.
На ядерном самолёте летать будете после конца нефти?
У газпрома и газовый ТУ-206 не получился.
а вы то судя по всему на самолете с солнечной тягой ?? идиоты иногда такие идиоты..
На драконьих ГМО-упряжках.
Как завещал великий Гоголь.
))) газовый самолет - отголосок перехода СССР на атом, планировались блоки вдвое более мощные, чем сейчас, большее количество станций и в менее нагруженные часы нарабатывать водород. А вот уже водородом заправлять самолеты :) Не знаю что там с технической стороной дела.
Да не вопрос, если сделают мини реактор Ту-119 (https://ru.wikipedia.org/wiki/Ту-119)
В целом можно и на водородном Ту-155 (https://ru.wikipedia.org/wiki/Ту-155) если бак меньше сделают.
А вы на чём собираетесь летать после конца нефти?? Неужели на ветряках и солнечных панелях? гыыы
Избранные на порохе будут (реактивные ранцы), кто-то на батарейках и биотопливе, но массам людей полёты станут недоступны.
Если еще лет 40-50 назад Госплан СССР прорабатывал замену на водород и вероятные производные, то неужели лет через 30 с этим не справятся? Сначала газ, потом придумают варианты. Газ проще и дешевле батареек, в России даже инфраструктура уже есть.
"Идее проведения управляемого термоядерного горения с магнитным удержанием стукнуло 60 лет"
Газ даже на самолёт не прикрутили - баллоны над фюзеляжем толстые и тяжёлые, при жёсткой посадке придавят пассажиров.
Лет через 30 может быть развал всего вместо ожидаемого вами расцвета перепотребления.
Водород сверхтекучий.
"Вы, наверное, ещё просто не поняли, перед какой бездной вы стоите."
Вообще-то вполне можно летать на ядерном самолёте. Опытные работы были и в СССР, и в США. Ну а так - летать будем как обычно, на синтезированном топливе. Сырья для него нам хватит ещё на пару-тройку тысяч лет как бе.
Уже летаем. Без нефти.
Это несерьёзно.
Для длительных перелётов рост стартовой массы - экспонента. Просто у бензиновых её показатель настолько мал, что характер кривой не замечают. А вот для плотности энергии на 1.5-2 порядка менее (как у аккумов) проблема уже во весь рост.
Нефть кончится не раньше, чем через 1000 лет. Много неразведанных месторождений. Всё дело в методах добычи, а нефть фактически есть везде!
У вас из крана уже течёт? Зимой замерзает? У меня в огороде не наблюдается
А то, что она в Арктике на глубине 20 км теоретически есть, не гарантирует долгого процветания нынешней цивилизации мусорящих энерго-проглотов.
Найдите тут подходящий сценарий её сдувания:
https://ru.wikipedia.org/wiki/Пределы_роста
Пердопедию не предлагать.
Вах, какие мы нежные.
15 долл. на амазоне заплатите (+ доставку) и будет вам бумажное издание 1972 г. на английском.
На русском я той старой статьи и таблицы с 12-ю вариантами развития человечества не нашёл.
Даже при неограниченном источнике энергии возможен обвальный спад численности населения Земли до 1-5 млрд. из-за ограничений по продовольствию и загрязнениям.
Вы прям такой фанатичный поклонник математических моделей как логических спекуляции, примата формы над содержанием. Выдавать желаемое за действительное.
А запас дров вообще неисчерпаемый!
По тем проектам ВЭС что отобрали у нас в этом году цена от 85 тыс руб до 125 тыс руб. Так что действительно ближе к 2000
http://www.atsenergo.ru/vie/proresults
Это всё-таки российская специфика.
Сезонное! (с)
Так в примере про Москву речь идет, а не Маями.
однако, автор не посчитал стоимость самой земли.
в дальнем Подмосковье возьмём скромные 10$ за кв.м, поэтому стоимость установленного кВт вместо 1$ становится практически в полтора раза дороже.
можно, конечно, взять землю в аренду у государства из расчета 100$ за га в год, но этот платёж также должен быть включён в расчёт себестоимости выработанной энергии. Для ветряков это может составить около 1 цента за квт/час (при оптовой цене около 3 центов за квт). Так шта без субсидий - не взлетит...
Там ещё качество земли... кхе-кхе.
И какие 600р за метр?
За то, что бы проложить оптику по границе участка (15 метров), хотят 1,5 млн! :)
А ещё строительство в болотах и плывунах.
если 90 м. Башню свчзи иногда замучается притыкивать, то 150 м. Хрень с парусностью ого-го, вообще ....!
И да, дальнее подмосковье это в районе Твери, Владимира начинается...
Страницы