Долгосрочные перспективы ресурсного обеспечения технически развитой цивилизации

[Okub62]

Кондиционер тоже педальный ставить придётся. 

[pkl]

А что крыши особняка не хватит? Зачем мне вообще ЛЭП?
Если вы о России, то в целом, да, на квартире панель не подцепишь. Ну это огромный минус, что ещё могу сказать. Не надо жить в скворечниках.

Особняку крыши хватит. Алюминиевому заводу - нет.

[СССР]

на орбите приходит примерно 1.4 кВт на кв.м, после умножения на все негативные факторы: поглощение атмосферы, день-ночь, зима-лето, снег-дождь, КПД панели, останется в лучшем случае десятки ватт на кв.м. Площадь коттеджа ну около 200 кв.м, вообщем то на освещение и компьютеры конечно хватит, с электрочайником и пылесом уже начнутся проблемы, про отопление и заправку авто говорить и вовсе не приходится.

Вот как раз чайник и отопление совсем не проблема. Тут можно почти 100 процентов перевести в тепло.

[Q]

Для заводов пусть в промышленных масштабах строят. Земли валом. Меня волнует дом.
И сейчас посчитаем.
Вот.
Прекрасная ссылка. http://alternativenergy.ru/solnechnaya-energetika/312-solnechnaya-insolyaciya.html

Так, в Краснодаре на один квадратный метр падает 1433 Квт час в год. Солнечные панели в скором будущем будут иметь эффективность 40%. Это реальные образцы, которые есть не один год.
1433*0,4=573 Квт час с метра. В месяц в среднем 47. Что проблема будет поставить 20 кв м панелей на крышу чтобы получить под 1000 Квт час на месяц. Этого не хватит на кондиционер, или на что этого не хватит. А ведь солнечные коллекторы имеют эффективность 60 % уже сейчас. Если думать о отоплении.
Поэтому вся проблема ТОЛЬКО в отсутствии ёмких аккумуляторов.

[Кремальера]

Кондиционер тоже педальный ставить придётся

Зачем?Вам ли ув.Олег не знать.В главной кубанской станице возле почившего в бозе кинотеатра Горизонт,при совдепии был возведен большой отдельно стоящий узел связи.ЕМНИП,для охлаждения этого аналогового чуда использовали адсорбционное охлаждение водички с бромидом лития.Чем сильнее припекало южное солнышко-тем лучше охлаждались каналы вентиляции.

Особняку крыши хватит. Алюминиевому заводу - нет.

Это вот особо прогрессивное ноу-хау с стиле хинди.www.thermaxindia.com/Absorption-Cooling/Products.aspx
Там и готовые установки для для индустриального охлаждения с помощью сорбции и солнечных коллекторов ,и теплообменники,и генерация,и фотовольтаика.Выбирайте себе "алюминевый завод" по вкусу.В индусской сети есть и стартапы попроще,как они прямо позиционируют -для Зимбабве.Посему индустриальный Вавилон и солнце в качестве динамо,вполне себе реальность ,а не пустые мечты.

[Resident]

Так, в Краснодаре на один квадратный метр падает 1433 Квт час в год. Солнечные панели в скором будущем будут иметь эффективность 40%. Это реальные образцы, которые есть не один год.
1433*0,4=573 Квт час с метра. В месяц в среднем 47. Что проблема будет поставить 20 кв м панелей на крышу чтобы получить под 1000 Квт час на месяц. Этого не хватит на кондиционер, или на что этого не хватит. А ведь солнечные коллекторы имеют эффективность 60 % уже сейчас. Если думать о отоплении.
Поэтому вся проблема ТОЛЬКО в отсутствии ёмких аккумуляторов.

не, мощность 1433 Вт - это на границе атмосферы, по ссылке там не очень удачно, кВт*ч это энергия, а не мощность, надо указывать за какое время столько приходит, например в Ереване по их таблице при усреднении по году получается 4кВт*ч за сутки, то есть средняя падающая мощность 4/24=166Вт на каждый кв.м, ну а КПД 40% это разве что у преобразователя на базе тепловой машины, то есть бак с водой нагревают, получившийся пар в турбину. А так, у фотоэлементов:
http://www.nanonewsnet.ru/news/2012/ibm-dobilas-rekordnogo-kpd-dlya-fotoelementov-na-osnove-nedorogikh-materialov
за десятые процента бьются из последних сил... так что мощность 16Вт с кв.м, и то, в Ереване. А в Москве, да еще зимой - ну разве что калькулятор питать.

Если только в сахаре парогенераторов налепить, и соляру из этой энергии синтезировать...

[Stalk.er]

Protean Electric представила эффективный двигатель-колесо

Колесные электродвигатели Protean обладают увеличенным крутящим моментом, который на 25% больше, чем в аналогичных традиционных двигателях. Каждый двигатель, обладающий мощностью 100 л.с., способен выдать крутящий момент в 1000 Нм. Вес каждого колеса составляет 31 кг, а если учесть, что легковой автомобиль может быть оборудован сразу четырьмя такими двигателями, то его ходовые качества становятся просто недосягаемыми. Помимо этого, такой автомобиль потребляет на 30% меньше электроэнергии, чем все известные сегодня аналоги.

http://supreme2.ru/3187-dvigatel-koleso/

[anovikov]

Кондиционеры скоро пассивные вообще будут. Просто дощечка из материала который солнечный свет отражает, а сам в ИК излучает неслабо. Вообще без расхода энергии. Тачки краской из такой штуки уже в ближайшие год-два начнут покрывать чтоб не раскалялись на солнце, в местах типа Кипра будет окупаться влет (потому что за 2-3 года парковки под солнцем салон из-за thermal cycling превращается в хлам).

Цифры установки в 300-400 МВт для Германии маленькие, в предыдущие 3 года было в среднем по 600, но не забывайте что субсидии сейчас в среднем составляют менее половины розничной цены электричества, и меньше даже цены которую платят крупные предприятия. Grid parity в полный рост, уже приближается level 3 parity, когда возможна работа просто по биржевым ценам без субсидий.

If this proves correct, the government mandated photovoltaic construction limit of 2.5 to 3.5 GW would be exceeded by more than 1.8 GW. As such, feed-in tariffs would fall by a further 1.8% in May, to between €0.1082 to €0.1563/kWh, depending on system size.
If more is installed in March than 290 MW, then solar subsidies would fall by 2.2% in May.

Read more at http://cleantechnica.com/2013/04/17/germany-installs-775-mw-of-pv-in-q1-2013/#JV643SqaTfA8k84v.99

0.1082 приведенные к среднеевропейской инсоляции (в 1.5 раза выше чем в Германии, 15% нагрузки против 10%) это 7.2 цента за квтч. Чуть выше биржевой цены в 5-6 центов. То есть сетевой, несубсидировынный grid parity уже just around the corner, хотя еще 2 года назад возможность parity с residental prices выглядела сомнительно.

[ivanij]

А что крыши особняка не хватит? Зачем мне вообще ЛЭП?
Если вы о России, то в целом, да, на квартире панель не подцепишь. Ну это огромный минус, что ещё могу сказать. Не надо жить в скворечниках.

 Недавно репортаж показывали из одного дома. Я не обратил поначалу внимания, значения не придал. Сейчас вижу, что напрасно. Речь о том, что в одном доме жильцы (ТСЖ) сами решили сделать у себя на крыше солнечную электростанцию. И получилось так. что у них образовались излишки. Теперь они подключились в местную систему Энергосбыта и сами стали отпускать электричество. Естественно, не "забесплатно". Не знаю, байка, PR-ход или правда?
 Может, кому-нибудь это тоже попадалось на глаза?

[незлой]

Недавно репортаж показывали из одного дома. Я не обратил поначалу внимания, значения не придал. Сейчас вижу, что напрасно. Речь о том, что в одном доме жильцы (ТСЖ) сами решили сделать у себя на крыше солнечную электростанцию. И получилось так. что у них образовались излишки. Теперь они подключились в местную систему Энергосбыта и сами стали отпускать электричество. Естественно, не "забесплатно". Не знаю, байка, PR-ход или правда?
 Может, кому-нибудь это тоже попадалось на глаза?

кажется это даже субсидируется -- вродебы киловатт-час от такого частника оплачивается дороже, чем оптовику.

[-Asket-]

Писали в прошлом году про Екатеринбург, об установке солнечных коллекторов на крыше десятиэтажки:

Надежда Сутугина об отоплении дома своего ТСЖ солнечными коллекторами
Надежда, председатель правления ТСЖ «Родонитовая, 8», рассказывает о том, как собственники жилья на Родонитовой, 8 решили отапливать типовой 10-этажный дом с помощью альтернативного источника энергии. Установка солнечных коллекторов на крыше своей десятиэтажки стала своего рода венцом реализации программы ТСЖ по автоматизированному управлению теплоснабжением многоквартирного дома...

– Как возникла идея установки солнечных коллекторов на крыше дома?
...Один из собственников нашего дома, Юрий Данилов, пришел с идеей установки солнечных коллекторов на крыше. На тот момент он протестировал систему на собственной даче. Солнечные теплогенераторы предназначены для преобразования солнечной энергии в тепловую, позволяя тем самым экономить средства, предназначенные на обеспечение помещения теплом. Юрий Данилов четыре года успешно отапливал дачу при помощи солнечных коллекторов. На общем собрании собственники поддержали идею. Проект в течение года прорабатывали совместно с инженерами и учеными. Его сын Василий в этом году закончил теплофак УрФУ, темой его дипломной работы стало теплоснабжение многоквартирного дома с помощью солнечных коллекторов – достойное завершение реализации идеи отца.
В первую очередь необходимо было отладить существующую систему механической подачи тепла. Многие жильцы самостоятельно поменяли батареи в квартире, это привело к тому, что здание стало отапливаться неравномерно: одна часть прогревалась хорошо, а в другой было холодно. Поэтому, прежде всего, в доме установили автоматизированную систему теплоснабжения, которая обеспечила равномерное распределение тепла. Вместе с тем она позволила задать температурный режим в квартирах и в любой момент регулировать нагрев в зависимости от внешней температуры воздуха. Благодаря этому в доме устанавливается комфортная температура вне зависимости от погоды.
Проект с солнечными коллекторами отработан в полном объеме, включен первый блок. Недавно мы замкнули систему тепловодоснабжения дома.

– Как отнеслись ресурсоснабжающие организации к вашим нововведениям?
– Теплоснабжающие организации производят ресурсы, не определив потребности, не подписав соответствующие договоры, не договорившись о ценах на услуги. Еще год-другой и у нас все равно будет европейская система – «кто платит, тот и заказывает музыку». Ресурсники – это группа физических лиц, которая образовалась в частном порядке для извлечения прибыли за предоставление услуг в сфере ЖКХ. У нас имеется сертификат соответствия требованиям безопасности, в котором прописаны все те услуги, которые мы можем оказывать надлежащим образом соответствующего качества. Сертификат, между прочим, выдан нашим федеральным агентством по техрегулированию, бывший Госстандарт. Этот документ позволяет точно так же предоставлять услуги в системе ЖКХ.

– Насколько эффективно использовать солнечные теплогенераторы в условиях Урала?
– Это не обычные солнечные батареи, посредством которых можно получать электроэнергию, а вакуумные солнечные коллекторы, поглощающие излучение солнца и вырабатывающие тепло в любое время года, даже в пасмурную погоду. Средняя дневная сумма солнечной радиации в регионе составляет 2,9 киловатт-часа на квадратный метр, тогда как в Краснодаре этот показатель лишь немногим больше – 3,5. По расчетам товарищества, энергии скупого уральского солнца должно хватить для обогрева здания.
Стоит уточнить, что это не основной, а дополнительный источник теплоснабжения, за счет которого можно восполнять нехватку тепла. Например, когда поставщик подает ресурс недостаточной температуры или в случае аварии. Кроме того, обычная система водоснабжения такова, что вода не циркулирует, а стоит в трубопроводах, поэтому остывает. Это приводит к тому, что каждое утро жители вынуждены подолгу пропускать воду, пока не побежит горячая. Получается, ежедневно кубометры воды попусту спускаются в канализацию. Благодаря включению в систему коллекторов стояки будут постоянно заполнены горячей водой.

– Что из себя представляют солнечные коллекторы?
– Солнечные коллекторы доставили из Китая. Это 910 вакуумных трубок, разделенных на десять секций. Поглощая солнечную энергию, они нагреваются и направляют антифриз, который в них находится, в подвал. Там он подогревает воду в цистернах, а затем она поступает в квартиры. Таким образом, одновременно решается вопрос и с теплом, и с горячей водой.

– На какой экономический эффект рассчитываете?
– Судить об эффективности пока рано. Однако, по расчетам, солнечная батарея позволит товариществу экономить более 30 процентов энергоресурсов. При этом техническая новинка должна окупиться всего за два года. Стоимость – более 250 тысяч, а доставка и монтаж – в несколько раз дороже. Коллекторы могли бы обойтись куда дешевле, если бы была отработана система транспортировки и прохождения таможенного контроля. Вероятно, другие ТСЖ или коммунальные компании, которые захотят последовать примеру нашего дома, смогут сделать это за меньшую сумму.

МНЕНИЕ ЭКСПЕРТА
Кандидат технических наук, доцент кафедры «Атомные станции и возобновляемые источники энергии» УрФУ Владимир Велькин:
– В России есть практика использования солнечных коллекторов, но не в таком масштабе. Так что этот проект можно назвать инновационным, Полностью перевести дом на отопление с помощью солнечной энергии, конечно, рискованно, но направление это вполне реальное и перспективное. Если собственники получат даже не 30, а 15 процентов экономии ресурсов, проект уже можно будет считать успешным. То, что сегодня делается на Родонитовой, 8, это профессионально выполняемый проект, установлено 910 вакуумных трубок. Это проект должен иметь российское звучание.
Источник: Журнал "Жилищно-коммунальный комплекс Урала" № 7, 2012

Еще про них: Поймали луч:

...Генеральный директор китайской компании, поставившей оборудование на Урал, Жень Жунь рассказывает, что в КНР уже давно активно внедряются энергоэффективные технологии. Например, солнечными коллекторами оснащаются все новые здания. Причина - дороговизна природных ресурсов.
- Двадцать лет назад, когда такие устройства только появились, китайцы не понимали, зачем они нужны, и не хотели их использовать. Нашей компании пришлось долго объяснять и доказывать эффективность солнечных коллекторов. Сейчас люди сами охотно устанавливают их даже в деревнях, так как ощутили выгоду от экономии воды и тепла, - говорит он.
Правда, отмечает руководитель практики ТЭК и ЖКХ агентства юридической безопасности Иван Елисеев, использование нетрадиционных источников энергии и тепла в России осложняется несовершенством законодательства. В частности, нет законов, которые бы регулировали их применение.
- Устанавливать технические новинки можно, но важно следить, чтобы они отвечали требованиям СанПиН и СНиП. Иначе придется платить штрафы, - предупреждает эксперт.
По словам председателя правления товарищества собственников жилья, освоение, отработка и распространение новых технологий шли бы намного легче и быстрее, если бы изменилась позиция региональной власти и поставщиков ресурсов - пусть бы они даже не поддерживали жильцов в их начинаниях, но хотя бы шли на открытый диалог.
"Российская газета" - Экономика УРФО №5783 (110)

Интересно, конечно, как все это показало себя на практике этой зимой...

[idris]

Кроме домов можно ставить солнечные панели над автотрассами, автостоянками, железными дорогами, трассами трубопроводов, законсервированными мусорными полигонами, законсервированными могильниками-хранилищами разных отходов и прочими пустыми объектами.

Площадь таких транспортных линий достигает 1-2% от площади любого развитого региона. И эта территории просто пропадает. Так что место если поискать то всегда можно место найти.




Максимальный теоретический КПД солнечных панелей не более 37%. Это связано с тем, что не важно с какой энергией летит фотон, он может выбить только один электрон в зависимости от химсостава вещества из которого он его выбивает. Если ставить вещество с энергией выбивания электронов высокой, тогда теряем фотоны низких энергий которые не выбивают электроны. Если ставить энергию выбивания низкой, тогда теряем фотоны с высокими энергиями, которые выбивают один электрон, а все остальное тратят на нагрев и тепловое испарение.

Но ведутся разработки создания элементов где бы один фотон выбивал сразу два электрона! Вот тогда КПД солнечных батарей можно поднять на десятки процентов.

[Алексис]

«Третья промышленная революция» (ThirdIndustrialRevolution — TIR) — это концепт развития человечества, автором которого является  американский ученый — экономист и эколог — Джереми Рифкин (JeremyRifkin). Вот основные положения концепции TIR:
1) Переход на возобновляемые источники энергии
2) Превращение существующих и новых зданий (как промышленных, так и жилых) в минизаводы по производству энергии
3) Развитие и внедрение технологий энерго-ресурсо-сбережения
4) Перевод всего автомобильного (легкового и грузового) и всего общественного транспорта на электротягу на основе водородной энергетик
5) Переход от промышленного к локальному и даже «домашнему» производству большинства бытовых товаров благодаря развитию технологии 3D-принтеров
6) Переход от металлургии к композитным материалам (особенно нано-материалам) на основе углерода, а также замена металлургии на технологию 3D-печати на основе селективной лазерной плавки
7) Отказ от животноводства, переход к производству «искусственного мяса» из животных клеток с использованием 3D-биопринтеров
8 Перевод части сельского хозяйства в города на базе технологии «вертикальных ферм»

http://hvylya.org/analytics/tech/tretya-promyishlennaya-revolyutsiya-solntse-s-vetrom-vodorod-3d-printeryi.html

[idris]

Чем крупнее предприятие, тем меньше издержки на производство.
Соответственно пункт 3 и 4 противоречат пункту 2.

Точно также крупное промпроизводство выгоднее малоинтенсивного натурального сельского хозяйства. когда коровки пасутся на лугах и пощипывают травку. Вместо этого выгоднее держать генетические модифицированных "слизней" которые будут тупо лежать и потреблять генетически модифицированные "водоросли" и давать на выходе такое "мясо" которое нам нужно. Соответственно пункты 5 и 7 противоречат пункту 8. Последний предполагает полное удаление таких явлений как рынки, базары и прочие места где продают реально природную продукцию. В США например таких вещей как рынки или базары практически нет, даже вне мегаполисов.

Возобновляемые источники энергии были известны намного раньше обычного топлива. Например ветрянные мельницы известны тысячи лет. Энергия воды также используется тысячи лет. Сжигание биотоплива (то есть дров) тоже сложно назвать чем то новым.

Дальнейшее увеличение скорости потребления в обществе потребления (создание 3д принтеров например, когда каждый сможет себе распечатать условное Феррари), тоже сложно назвать каким то качественным скачком.

Водородный транспорт, тоже не ноу-хау (Первый двигатель внутреннего сгорания, работающий на водороде создал Франсуа Исаак де Риваз (англ.)русск. (1752—1828) в 1806 году. Водород изобретатель производил электролизом воды.)


Так что не видно что то прорывных направлений в этом списке.

[Алексис]

А

ак что не видно что то прорывных направлений в этом списке.

3-D принтер? А биотехнологии?
В статье обсуждаются подробности.

[ВадимZero]

Максимальный теоретический КПД солнечных панелей не более 37%. Это связано с тем, что не важно с какой энергией летит фотон, он может выбить только один электрон в зависимости от химсостава вещества из которого он его выбивает.

Один фотон впервые дал солнечной батарее два электрона
http://science.compulenta.ru/746067/

[-Asket-]

Покрытие толщиной 5 нанометров из пентацена позволяет в перспективе удвоить количество возбужденных частиц в фотоэлементе при падении на него света. В разработанном прототипе отношение числа возникших электронов к количеству поглощенных фотонов (внутренняя квантовая эффективность системы) составило 160 процентов.
В стандартном фотоэлементе один фотон возбуждает в полупроводнике ровно один электрон, создавая электрический ток. Остаточная энергия световых частиц уходит в тепло. Покрытие из пентацена потенциально позволяет получить по два электрона на каждый поглощенный фотон.
Предложенная технология находится на стадии концепции, поэтому общий КПД солнечной батареи с новым покрытием составляет только 2 процента. Вместе с тем, авторы работы считают возможным оптимизировать фотоэлементы и добиться эффективности более 30 процентов, что превысит средний КПД для производимых в настоящее время солнечных батарей — 25 процентов.
Авторы работы отмечают, что их способ не является единственным вариантом оптимизации работы солнечных батарей. Реализации солнечных батарей с квантовыми точками (MEG) и каскадного включения фотоэлементов и ранее использовались для преодоления теоретического предела Шокли-Квайссера. Этот постулат ограничивает эффективность фотоэлемента с одним p-n переходом величиной 33,7 процента.
http://lenta.ru/news/2013/04/19/pentacene/

[idris]

Это прототип, просто идея. Пока до технологии далеко.

Это не прорывные технологии. Это просто совершенствование старых технологий и не более того. Биотехнологии в виде новых гибридных сортов сельхозрастений и т.д. тоже насчитывают десятки, если не сотни лет.

[anovikov]

Лучше бы сделали массовую дешевую солнечную панель с КПД хотя бы те же 25%, по цене за киловатт как современные с КПД 10-11%. Этого уже будет достаточно чтобы сделать солнечную энергию (ибо расходы на установку зависят от площади а не мощности и сейчас составляют подавляющую часть стоимости) дешевле любой другой. Но сейчас панели с КПД 25% - triple junction и стоят совершенно заоблачных денег, катят только для спутников и т.п. Даже панели с КПД 17-18% стоят раз в 5 дороже обычных.

[ВадимZero]

Лучше бы сделали массовую дешевую солнечную панель с КПД хотя бы те же 25%,

Возможно это вопрос не сколько технологический, сколько экономический. Так сказать любая массовая технология, проходит этап снятия сливок.