Долгосрочные перспективы ресурсного обеспечения технически развитой цивилизации

[AlexAV]

Кому не нравится моя модель - ищите ошибку в коде

Проблема не в коде, а в нереалистичности требуемых параметров и полном игнорирование вопросов экономики. Т.е. без оценок стоимости энергии в такой системе (с учётом всех как генерации, так и стоимости сетей распределения) - её ценность не слишком велика.

Если же начинать закладывать параметры, которых не может получится в принципе - ещё меньше.

[mbrane]

Один из современных трендов - грунтовые тепловые аккумуляторы.

Геотермальный тепловой насос.
https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%93%D0%B5%D0%BE%D1%82%D0%B5%D1%80%D0%BC%D0%B0%D0%BB%D1%8C%D0%BD%D1%8B%D0%B9_%D1%82%D0%B5%D0%BF%D0%BB%D0%BE%D0%B2%D0%BE%D0%B9_%D0%BD%D0%B0%D1%81%D0%BE%D1%81
В мерикании 2 млн.установок на нынешний год.

 в американии средняя температура по терриотории +10, и даже в самой холодной и континентальной Северной Дакоте - +6 - поболе чем в москве... Это я к чему а к-тому сколько надо градусо-дней выкачивать из скважины, а также степень вымораживания скважины

[Кремальера]

можно и от модератора получить.

Ув.иваныч на даче,поэтому врядли..

можно топить лишь несколько часов в сутки,

Сейчас чтобы полностью замкнуть цикл по тепло/холодо снабжению необходимо наличие геотермального насоса с нормальным COP.70% энергии домохозяйства это отопление,кондиционирование и горячее водоснабжение.Использование геотермального теплового насоса позволяет сократить эти расходы на 50%.Т.е. мощностей фотовольтаики(и аккумуляции) вам нужно вдвое меньше.,что собственно и позволяет построить полностью энергонезависимую систему.
http://www.climatemaster.com/

[anovikov]

Площадь, которая должна приходиться на один ветрогенератор пропорциональна площади ротора. При замене маломощной установки на установку высокой мощности будет одновременно снижаться и максимальная допустимая плотность их установки. Поэтому так напрямую пересчитывать нельзя, нужно учитывать это снижение допустимой плотности размещения.

Тем не менее, на практике в прошлом году в Германии заменены ветряки в ветропарках общей мощностью 366 мегаватт, полученная новая мощность 679, рост в 1.85 раза. А по выработке - примерно вдвое т.к. новые ветряки выше. То же самое можно сделать практически со всеми ветропарками по мере выработки ресурса старых ветряков (выбрасывать еще хорошо работающие нерационально), у старых он составляет 20-25 лет, новые прослужат лет 50.

Т.е. установки ветряков примерно на уровне более консервативных вариантов моей модели (70-80% ВИЭ, там было 160 ГВт ветра) можно достичь вообще без освоения новых участков на суше, и с освоением тех участков на море на которые уже выданы разрешения, где потенциал изучен. Это займёт долго в основном потому что электричество дёшево и дорожать не собирается, но произойдёт само по себе без всяких изобретений.

[Кремальера]

в американии средняя температура по терриотории +10, и даже в самой холодной и континентальной Северной Дакоте - +6 - поболе чем в москве

Насосы ставят в Канаде и на Аляске.Есть централизованные большие проекты в Норвегии,Дании,Швеции,там ничего не бурят- используют водицу,это наиболее выгодно на больших проектах.
Вот старенький Аляскинский проект,трубы просто кинули в залив,минимальная температура воды там 2,7 гр.С,мизер-но этого хватило.
http://acep.uaf.edu/projects-(collection)/alaska-sealife-center-seawater-heat-pump-demonstration-project.aspx

чем в москве...

В наших палестинах проблема тут одна-конский ценник на бурение скважины.

[mbrane]

Кому не нравится моя модель - ищите ошибку в коде, я ж код тоже выложил, и исходные данные. А за переход на личности можно и от модератора получить.

если у вас провалы в памяти - напоминаю - вы с какой частотой дикретизации делали расчеты - раз в час....Это бред , с загниденными требованиями по резервным мощностям, и перетокам (сечениям и капиталовложениям в ЛЭП), ибо дисперсия выработки ВИЭ очень велика - подробности читайте в статье по ссылке алекса... Оно лучше по жизни когда сапоги тачает сапожник, а пироги печет пирожник, а не наоборот... Можешь жаловаться не модераторам - чо мелочится, а прямо в Спортлото

[AlexAV]

потенциал ветроэнергетики (на том же примере Германии) близок к исчерпания совершенно смехотворно и я не могу всерьез говорить об этом.

Совершенно не смешно. Оценки предельной плотности размещения, когда ветряки начинают снижать скорость ветра в регионе есть, скажем http://www.pnas.org/content/109/39/15679 (оттуда эти 200 квадратов диаметров ротора и взялись). И эти оценки, если их сравнить с площадями районов где хоть какой-то ветер есть - дают однозначные выводы.

[AlexAV]

Тем не менее, на практике в прошлом году в Германии заменены ветряки в ветропарках общей мощностью 366 мегаватт, полученная новая мощность 679, рост в 1.85 раза.

Ни о чём это не говорит без указания, где конкретно произошла замена. Если в точках, где их плотность размещения низкая - тогда так и бкдет, но из этого никак не следует, что везде так.

новые прослужат лет 50.

Не соответствует действительности. Реальный срок службы ветрогенераторов около 20 лет и независит от поколения (https://www.diva-portal.org/smash/get/diva2:873368/FULLTEXT01.pdf).

А по выработке - примерно вдвое т.к. новые ветряки выше.

Сомнительное утверждение, т.к. обычно более мощные ветряки выходят на номинал при большей скорости ветра. Ну и главное в Германии КИУМ ветрогенераторов за последние 20 лет вообще почти не поменялся. Нет никакого его заметного роста по крайней мере в среднем.

[mbrane]

Насосы ставят в Канаде и на Аляске.

теперь мне приведи хотя бы один проект в этих славных местностях где насос проработал в грунте (не в воде ) 25-20 лет...

Есть централизованные большие проекты в Норвегии,Дании,Швеции,там ничего не бурят- используют водицу,это наиболее выгодно на больших проектах.

Естественно выгодно, ибо грунт не вымораживается , а тепловой поток за счет доставляется к холодильной камеры теплового насоса зв счет естественной конвекции воды... Теперь у представителя прибалтики надо спросить есть ли у него пожходящий водный поток около дома.

[serega2007]

потенциал ветроэнергетики (на том же примере Германии) близок к исчерпания совершенно смехотворно и я не могу всерьез говорить об этом.

Совершенно не смешно. Оценки предельной плотности размещения, когда ветряки начинают снижать скорость ветра в регионе есть, скажем http://www.pnas.org/content/109/39/15679 (оттуда эти 200 квадратов диаметров ротора и взялись). И эти оценки, если их сравнить с площадями районов где хоть какой-то ветер есть - дают однозначные выводы.

     Можно ветряки поставить хоть в затылок друг к другу . На второй и последующие немногим меньше ветра достанется . Но , однако , ничто не мешает их разнести по фронту розы ветров .

[.]

так как летом мне так много энергии не понадобится и я бы хотел ей обменяться в обмен на зимнюю

Зимой ещё в обмен на снег её можно покупать.

В этом и цель и мечта эффективных менеджеров. Без продажи бус папуасам или снега эскимосам, вся затея с ВИЭ теряет смысл.
Это мы тут пытаемся честно посчитать баланс ВИЭ, в замкнутой системе, физический и экономический. Ушлые партнеры заранее закладывают в схему наличие папуасов и эскимосов, которые компенсируют издержки. Особо одаренные неофиты карго-культа, которым далеко до великих комбинаторов,  искренне верят в скорое пришествие панацеи и философского камня.
Главное хотя бы у нас не допускать успешных управленцев, типа Чубайса (про Илона нашего уж не буду вспоминать в суе) к энергосистеме страны.

А как люди по морю ходили до начала XX века?!!!! Весло (на реках - шест или бечева), парус. Самая же мякотка в том, что на т.н. межколхозных ГЭС, в СССР в двадцатые-пятидесятые годы применялись деревянные турбины. Срок службы у них, конечно, меньше, чем у стальных, но зато и сделать могли многие мастера-столяры.

Эта картина и правдивей и поучительней утопий, электрических цивилизаций на СЭС.
Простые местечковые ВЭС или ГЭС еще можно как-то представить, а вот производство СЭС и трансконтинентальные электросети, для цивилизации такого уровня выглядят полным бредом.

Какое-то в общем очень сомнительное достижение получается. Построили кучу дорогих СЭС, в результате из-за падения КПД тепловой генерации, которое не покрывается снижением потребления тепловых киловаттов, потратили ещё больше газа, чем если бы никаких СЭС не строили и стали ещё больше зависеть от достаточно дефицитного газа. И какой в этом смысл? Выполнить ритуал борьбы с глобальным потеплением (или карго-культа "приобщения к цивилизации")?

Это называется, назло бабушке отморожу уши. Временный эффект торжества над бабушкой присутствует, зато когда повязку снимут, придется без ушей жить. Пожелаем удачи нашим партнерам.

[Кремальера]

где насос проработал в грунте (не в воде ) 25-20 лет

Активная установка началась только лет 15 назад.Грунт обычно не промерзает глубже 1,5 метра даже в Москве.Т.е. если участок позволяет ,можно уложить в горизонтальные траншеи глубиной 1,8метра,дабы не бурить.А использование петель в естественной водной среде,обусловленно экономией именно на буровых работах( ну и этой водной конвекцией),т.к.на больших проектах объемы бурения будут весьма большими.

[Зануда]

Ничего это в доме не нужно, лишние детали которые сломаются, разумнее сразу вложиться в панели.

Странный аргумент. Солнечные батареи тоже ломаются и изнашиваются.

Кстати, есть вариант, когда через подземную трубу прокачивается не теплоноситель, а воздух. Очень старинный, кстати. Применялся персами с очень давних пор (гуглить по словам "бадгир", "кяриз", "канат"). Пруфы - https://the-world-is-enough.com/dnevniki-puteshestvij/asia/iran/dni-9-10-jezd-i-mejbod-tajnye-reki-nevidimki-iranskix-pustyn.html http://sanaei.livejournal.com/96442.html

В Википедии тоже есть: https://en.wikipedia.org/wiki/Ground-coupled_heat_exchanger

[AlexAV]

Кстати сам тезис, что новые ветряки в среднем мощнее старых - ложен и не соответствует реальности. Вот данные по числу имеющихся установок и ежегодно вводимой новой мощности ВЭС в Германии: https://www.wind-energie.de/en/infocenter/statistiken/deutschland/number-wind-turbines-germany

Из этих данных несложно посчитать среднюю установленную мощность новой установки по годам (см. приложенный файл). Начиная с 2010 года на нём никакого роста нет. Средняя мощность нового ветрогенератора практически не уходит из диапазона 1 - 1,5 МВт (где видимо находится экономический оптимум, больше - не всегда лучше ). Собственно даже с 2000 года особого роста нет. В 2000 году средняя мощность одного нового ветрогенератора - 1МВт, а в 2016 - 1,3 МВт.

Так что рассуждения о том, что единичного генератора растёт в бесконечность (хотя для потенциала генерации это и несущественно) - просто не относятся к нашей реальности.

[mbrane]

Активная установка началась только лет 15 назад.Грунт обычно не промерзает глубже 1,5 метра даже в Москве.

Это если вы из него не выкачиваете тепло зимой - то он и непромерзает, а вот как начнете выкачивать все по другому, с чем и сталкивааются к февралю месяцу года через 3-4 после строительства энтузиусты- теплонасосщики, построившие  свои грутновые живопырки, кто без расчетов охлаждения грунтов ставил установки ( то есть с расчетами типа ваших солнечной генерации - 200 дней по 10 часов по 1 квт на м2 панели-= окупаемость 5 лет)

А использование петель в естественной водной среде,обусловленно экономией именно на буровых работах( ну и этой водной конвекцией),т.к.на больших проектах объемы бурения будут весьма большими.

Я вам по секрету скажу что в больших проектах без летнего подогрева вообще в грунтах ничего работать не будет

[anovikov]

Есть 15-минутные данные, могу использовать их. Реально ничего не изменится т.к. часовые прогнозы погоды практически идеально точны, ничто не мешает балансировке на таких маленьких интервалах.

Что касается отопления - нужно просто строить нормально, энергоэффективные дома активного отопления вообще не требуют даже в холодных климатах, кроме совсем экстремальных арктических.

[mbrane]

Кстати, есть вариант, когда через подземную трубу прокачивается не теплоноситель, а воздух.

можно и воздух, только оказывается шо у него плотность в 800 раз ниже воды, и удельная теплоемкость в 4 раза ниже оной, поэтому скорости на порыдок выще водной и гидропотери примено по квадрату, ну и площадь пеплоомена тоже на порядок выше чем у воды...Так что с эффективностью и  капиталозатратами будет что надо, особливо на больших проектах

[anovikov]

Кстати сам тезис, что новые ветряки в среднем мощнее старых - ложен и не соответствует реальности. Вот данные по числу имеющихся установок и ежегодно вводимой новой мощности ВЭС в Германии: https://www.wind-energie.de/en/infocenter/statistiken/deutschland/number-wind-turbines-germany

Не вижу где там число ветряков-то? Одна величина в мегаваттах и вторая в мегаваттах.

У меня вот тут https://en.wikipedia.org/wiki/Wind_power_in_Germany#Timeline получился рост КИУМ на 0.133 процентных пункта в год в среднем (линия тренда), хотя ярко выраженного тренда и нет. Падения нет уж точно, тогда как по-Вашему должно было бы уже чувствоваться, если пригодные к установке участки заканчиваются, а роста средней мощности (и значит КИУМ при тех же условиях) нет.

Ресурс: раньше доминировали ветряки с коробкой передач и генератором переменного тока, эти коробки служат по 15-20 лет, зависит от ухода. Те что ставили в последние лет 10 (а сейчас - уже исключительно) - с генератором постоянного тока и инверторам, там ломаться почти нечему.

Repowering - проверенная вещь. Просто сносить ещё работающие, исправные ветряки чтобы заменить их пусть и на лучшие новые - нет смысла, ждут пока поломаются старые. Поэтому объёмы пока очень маленькие, 0.6% действующих мощностей в год заменяется - заменяются ветряки установленные ещё в начале 90-х, их тогда совсем мало было.

[AlexAV]

Не вижу где там число ветряков-то?

Точки на линии - число ветрогенераторов, действующих на данный год.

Одна величина в мегаваттах и вторая в мегаваттах.

Cumulative - не в мегаваттах, к ниму относится правая шкала, где не про какие мегаватты не говорится. Ну и кроме того подпись внизу:

At the end of 2016, 27,270 wind turbines had been installed in Germany

Явно говорит о смысле этой цифры (27270 - цифра соответствующая графику сumulative за 2016 год).

[sharp]

Что касается отопления - нужно просто строить нормально, энергоэффективные дома активного отопления вообще не требуют даже в холодных климатах, кроме совсем экстремальных арктических.

Возможно, не требуется круглосуточного отопления, но чтобы совсем не требовалось - это бред.