Долгосрочные перспективы ресурсного обеспечения технически развитой цивилизации

[Rattus]

Недолго, однако, праздник длился. 13 лет всего

Добыча выйдет на плато, а доля ОПЕК вырастет с трети до половины. Ужас какой! Фсёпропало! Контрреволюция свершилась!
Эксперт такой экперд....

[santax2]

Угу. Никакой электрической передачи, чисто механика: подъём гирь полиспатным механизмом, приводимым в движение солнечной или ветровой турбиной.

1. Зачем? Гончарные круги по ночам крутить, или ветер гонять?
2. Вы под каждым ветряком шахту рыть будете? Тогда уж лучше грузы прямо на опору ветряка поднимать
3. Длина и масса тросов в полиспастной конструкции какая? Или в постапокалипсисе утратим технологии электропривода, но будем использовать углеродное нановолокно?

[MenFrame]

Зачем?

Люди любят усложнять себе жизнь....

Хотя, казалось бы, в чём проблема сразу использовать энергию солнца либо ветра для приведения в действие подъёмного механизма?

Действительно! Даешь систему коленвалов от каждого ветряка!

[Проходящий Кот]

Угу. Никакой электрической передачи, чисто механика: подъём гирь полиспатным механизмом, приводимым в движение солнечной или ветровой турбиной.

1. Зачем? Гончарные круги по ночам крутить, или ветер гонять?
2. Вы под каждым ветряком шахту рыть будете? Тогда уж лучше грузы прямо на опору ветряка поднимать
3. Длина и масса тросов в полиспастной конструкции какая? Или в постапокалипсисе утратим технологии электропривода, но будем использовать углеродное нановолокно?

Это задача оборудования усадьбы товарища Барона.....

[Kaiserfrogling]

Угу. Никакой электрической передачи, чисто механика: подъём гирь полиспатным механизмом, приводимым в движение солнечной или ветровой турбиной. И гири, конечно, могут быть не по полторы тонны, а по нескольку десятков каждая. Да и шахты уже сейчас научились рыть километровые. 

Если не верите мне - может поверите этим авторам:
https://dzen.ru/media/bessedka/gravitacionnye-akkumuliatory-panaceia-dlia-hraneniia-energii-6187d02163e7df215ddc9c00

Интересное решение, но есть несколько "но":

- ремонт хотя бы одного крана останавливает всю систему, так как проводить ремонтные работы в активном состоянии будет опасно для жизни.

- не вижу направляющих, по которым будет осуществляться подъем-спуск блоков. Из-за ветра, вибрации и инерции точное позиционирование блока на высоте 150 м очень сомнительно. Разве что в ручном режиме... а это потери на ЗП работникам ))) А уж про захват блока свободно висящими тросами, которые будут развеваться по ветру - вообще фантастика. Но надеюсь это продумано, хотя и не описано.

- целостность блоков. Бетон хорош когда он стоит неподвижно и более-менее защищен от воздействия влаги в период температурного перехода через ноль. Т.е. в теплом климате еще норм, а вот в средней полосе бетонный блок будет крошиться, а это пыль, небольшие осколки (а может и большие), которые будут оседать на блоках, механизмах и т.д. И чем дольше эксплуатация тем больше пыли и разрушений и выше риск остановки установки (каламбур вышел).

- износ механизмов. Я не крановщик, но не встречал ни одного крана, который без ТО непрерывно работает несколько лет. Очень подозреваю, что осмотр механизмов должен проходить достаточно часто. А это возможно ТОЛЬКО при остановке всего комплекса, что не подразумевается в принципе. Либо таких установок должно быть например 9, из которых 1 стоит в резерве, 1 на обслуживании а 7 работают. (а это сразу минус 22% КПД)

.

В 2008 г защищал диплом в архитектурном вузе с проектом аккумуляторной станции. Техническое решение конечно было не очень сильно проработано, но теоретических расчетов выполнил достаточно. Основой служила вода, но не в виде гравитационного накопителя, а в виде источника газов: кислород и водород, которые сжигались по мере необходимости в турбинах + использование избытков тепла для отопления в зимний период.

И то, основная проблема была в создании месячного запаса газов, так как регионы с постоянным ветром и безоблачным климатом ОЧЕНЬ редки. А это безумное количество газгольдеров.

Плюс системы очистки воды и прочее и прочее, что в результате давало бешенное падение КПД и рост стоимости установки.

Единственный вывод, который я тогда сделал - такие системы выгодны для территорий, отрезанных от глобальных энергосистем, когда протянуть высоковольтную линию стоит дороже, чем привезти вертолётом (или дирижаблем) оборудование для аккумуляторной станции любого типа.

Хотя сейчас во всю разрабатываются ПАТЭС (плавучая атомная теплоэлектростанция)

[pkl]

Между тем: кто-нибудь ещё помнит сланцевую революцию? Которая должна была перевернуть мир? Всё получилось, как и предсказывал Alex AV:
https://expert.ru/2023/03/10/opek-slantseviki/
Недолго, однако, праздник длился. 13 лет всего.

С помощью качелей нефтянных цен, парочки войн и прочих мелочей, ОПЕК смог удержать контроль. Правда теперь сильно ограниченный и никаких 140$+ за баррель не видно. 

И во всём этом виноват ОПЕК? Вы уверены? 

[pkl]

Недолго, однако, праздник длился. 13 лет всего

Добыча выйдет на плато, а доля ОПЕК вырастет с трети до половины. Ужас какой! Фсёпропало! Контрреволюция свершилась!
Эксперт такой экперд....

Да какой уж есть. Выдохся сланец.

[pkl]

Угу. Никакой электрической передачи, чисто механика: подъём гирь полиспатным механизмом, приводимым в движение солнечной или ветровой турбиной.

1. Зачем? Гончарные круги по ночам крутить, или ветер гонять?

Чтобы до минимума сократить потребление дефицитных цветных и редких металлов. В первую очередь меди.

2. Вы под каждым ветряком шахту рыть будете? Тогда уж лучше грузы прямо на опору ветряка поднимать

Шахта может иметь глубину 1 км. Вы можете представить себе ветряк высотой 1 км? Груз может иметь массу несколько десятков т. Представляете, какая нагрузка будет на мачту ветряка? И, наконец, это может быть старая шахта. Далее - шахты можно рыть в ряд и передавать на них мощность через вал.

3. Длина и масса тросов в полиспастной конструкции какая? Или в постапокалипсисе утратим технологии электропривода, но будем использовать углеродное нановолокно?

Проблема не в том, что утратим технологии, а в том, что цветные металлы станут очень дорогими. Потому для материала тросов надо использовать широко распространённые в природе элементы. Это может быть кевлар или любое другое синтетическое волокно. Они лёгкие, прочные, служат годами и не содержат редких химических элементов.

[pkl]

Угу. Никакой электрической передачи, чисто механика: подъём гирь полиспатным механизмом, приводимым в движение солнечной или ветровой турбиной. И гири, конечно, могут быть не по полторы тонны, а по нескольку десятков каждая. Да и шахты уже сейчас научились рыть километровые. 

Если не верите мне - может поверите этим авторам:
https://dzen.ru/media/bessedka/gravitacionnye-akkumuliatory-panaceia-dlia-hraneniia-energii-6187d02163e7df215ddc9c00

А при чём тут этот сон разума? Я предлагаю проще: рядом со старой шахтой ставить ветряк /или рядом с ветряком копать шахту/ и использовать его энергию для подъёма груза. Шахт может быть несколько в ряд, мощность для подъёма груза которых передаётся через вал.

[comp]

Шахта может иметь глубину 1 км.

Сдаётся мне, что строительство километровой шахты само по себе сожрёт гору денег, не говоря уже о её обслуживании и защите от затопления. Например, рытьё десятиметрового колодца стоит за сотню тысяч, насколько я знаю. А там не нужно обеспечивать защиту от подтопления, постоянно откачивать воду, проходить плывуны и т.д.

[santax2]

Чтобы до минимума сократить потребление дефицитных цветных и редких металлов. В первую очередь меди.

Да при чем здесь цветные металлы? Вы предлагаете схему накопления энергии (без использования электроэнергии). А для чего? Вы будете под каждым ветряком кроме рытья шахты строить еще и цех по круглосуточному использованию этой механической энергии?

Шахта может иметь глубину 1 км. Вы можете представить себе ветряк высотой 1 км? Груз может иметь массу несколько десятков т. Представляете, какая нагрузка будет на мачту ветряка? И, наконец, это может быть старая шахта. Далее - шахты можно рыть в ряд и передавать на них мощность через вал.

Проблема не в том, что утратим технологии, а в том, что цветные металлы станут очень дорогими. Потому для материала тросов надо использовать широко распространённые в природе элементы. Это может быть кевлар или любое другое синтетическое волокно. Они лёгкие, прочные, служат годами и не содержат редких химических элементов.

Значит, цветных металлов у нас нет, а какой-то волшебный трос длиной 1км с парой десятков тонн на конце есть? Да и нафига чудовищный полиспаст, если старый добрый цилиндрический редуктор делается без цветных металлов и высоких технологий.

[pkl]

Чтобы до минимума сократить потребление дефицитных цветных и редких металлов. В первую очередь меди.

Да при чем здесь цветные металлы?

При том, что их очень мало в природе. Возобновляемая энергия, не важно какая, ветра ли, солнца, волн и т.д. - это рассеянная энергия. Её надо собирать, поэтому такие системы в любом случае будут гигантскими. И тут во весь рост встаёт проблема материалов - они должны быть дёшевы и общедоступны. Именно по этой причине солнечные батареи на кремнии и литиевые аккумуляторы никогда не будут доминировать. Т.е. системы, использующие возобновляемую энергию, должны использовать дешёвые общераспространённые материалы.

Вы предлагаете схему накопления энергии (без использования электроэнергии). А для чего? Вы будете под каждым ветряком кроме рытья шахты строить еще и цех по круглосуточному использованию этой механической энергии?

Нет, я предлагаю использовать её для выработки электричества. Тот же самый вал может вращать и генератор.

Шахта может иметь глубину 1 км. Вы можете представить себе ветряк высотой 1 км? Груз может иметь массу несколько десятков т. Представляете, какая нагрузка будет на мачту ветряка? И, наконец, это может быть старая шахта. Далее - шахты можно рыть в ряд и передавать на них мощность через вал.

Проблема не в том, что утратим технологии, а в том, что цветные металлы станут очень дорогими. Потому для материала тросов надо использовать широко распространённые в природе элементы. Это может быть кевлар или любое другое синтетическое волокно. Они лёгкие, прочные, служат годами и не содержат редких химических элементов.

Значит, цветных металлов у нас нет, а какой-то волшебный трос длиной 1км с парой десятков тонн на конце есть? Да и нафига чудовищный полиспаст, если старый добрый цилиндрический редуктор делается без цветных металлов и высоких технологий.

Что значит волшебный? Какое-нибудь арамидное волокно. Впрочем, если стальная лебёдка сгодится, то пусть будет лебёдка, я не возражаю.

[pkl]

Шахта может иметь глубину 1 км.

Сдаётся мне, что строительство километровой шахты само по себе сожрёт гору денег, не говоря уже о её обслуживании и защите от затопления. Например, рытьё десятиметрового колодца стоит за сотню тысяч, насколько я знаю. А там не нужно обеспечивать защиту от подтопления, постоянно откачивать воду, проходить плывуны и т.д.

А если она уже есть? Да и вообще такой механизм я считаю лучше использовать в засушливых зонах. Там, где есть вода, там лучше использовать гидроаккумулирующие станции, заполняемые ветронасосами.

[mbrane]

А БН-1200 отличается от БН-800 более низкой стоимостью энергии

lдля начала его нужно построить, что ьы рассуждать о стоимости... а я волею соучая кадлй день около 4 блока баэс бываю нонеча, там же должен строиться 5 - ибо ору у низ срвместно.. дык вот -коньь пока не валялся на строиттельстве, и даже местные нихера не знают - а город наполовину состоитиз безработных монтажниковю

[mbrane]

Растения-то справились.

справились - только кпд - 4%

[mbrane]

Зато можно работать по удалёнке и вообще не ехать.

ага на удаленке панели солнечные мыть...

[mbrane]

Хотя, казалось бы, в чём проблема сразу использовать энергию солнца либо ветра для приведения в действие подъёмного механизма?

прбема в откачке воды из шахт, стоительстве шахт, и прочие смежные проблемы экологии и геоинженирии..

[mbrane]

Шахта может иметь глубину 1 км.

шахтный ствол сечеением 10 м2 и глубиной 1 км - стоит десятки миллионов долларов...

[comp]

А если она уже есть?

Насколько я понимаю, в шахте не так много именно длинных вертикальных стволов, так что целое поле ветряков всё равно не натыкаешь. Плюс заброшенных шахт в принципе не так много, так что массовость технологии не грозит. Плюс даже наличие готовой шахты не избавляет от затрат на обслуживание.

Да и вообще такой механизм я считаю лучше использовать в засушливых зонах.

Даже под пустыней есть водоносные горизонты.

[santax2]

Нет, я предлагаю использовать её для выработки электричества. Тот же самый вал может вращать и генератор.

Прежде чем что-то предлагать, нужно всего лишь немного арифметики:
У нас под Могилевом имеются ветряки типа таких:
https://romanov-motors.ru/katalog/vetroenergetika/vetrogenerator-vestas?ysclid=lfe6qsnzcb206054590
Рном=2МВт, Nном=16.7 об/мин, Vстарт=4м/с, Vном=16м/с.
Обороты ветряка прямо пропорциональны скорости ветра (скольжение не будем учитывать).
Мощность прямо пропорциональна кубу скорости ветра.
момент на валу (без редуктора):
М=Р/w
w=N*2*3.14/60
wном=1.75рад/с
wстарт=0.42рад/с
Мном=1143кН*м
Рстарт=Рном/(16.7/4)^3=27.4кВт
Мстарт=65кН*м
Пусть масса груза m=20тонн, радиус блока r=1м:
тогда момент, создаваемый нагрузкой будет:
Мгруз=20000*9.8*1=200кН*м.
Если мы хотим, чтобы ветряк поднимал груз при минимальной скорости ветра, тогда коэф. редукции будет:
i=200/65=3.
Скорость подъема груза будет v=(wстарт/i)*r=0.14м/с
При скорости ветра 16.7м/с, скорость подъема будет 0.58м/с
Мощность при этом будет 0.58*200000=116кВт
Внимание:
ветряк с таким редуктором (i=3) мощностью 2МВт будет выдавать только 116кВт.
Если мы хотим всю мощность использовать - нам нужен другой редуктор (причем на малой скорости ветра он уже не сможет поднимать груз, а сам будет раскручиваться в обратную сторону как вентилятор) - т.е - для реальной работы нужна или КПП, или вариатор. (на мощность 2МВт)
Далее:
 на скорости груза 0.58м/с длины троса 1км нам хватит на 1000/0.58=1724с=29 минут А дальше что? (увеличивать массу груза/радиус блока/передаточное число )
Далее:
Трос длиной 1км рассчитывается кроме веса груза еще и на собственный вес (с запасом, длиной 1км, ага  ). Плюс он растягивается (сопрмат? Не, не слышал), плюс это офигенная колебательная система, плюс офигенные проблемы в наладке и обслуживании (кто связан с оборудованием/безопасностью, тот поймет). Плюс это мы рассмотрели только запасание энергии, а еще механизм для утилизации ее (без использования генераторов) -  И все это - на один единственный ветряк!

И вы предлагаете сей дивный механизм (ветряк, кпп/вариатор, километровая шахта, двухкилометровый трос с многотонным грузом) чтобы запасать энергию и кроме этого чтобы крутить вал генератора (для которого нужны те же цветметы? И умножить это все на количество ветряков? Плюс для потребления энергии нужны те же цветметы в электродвигателях потребителей?
Чем же вас не устраивает самый обыкновенный существующий ветряк с генератором на валу (поле из сотен ветряков) и одной рукотворной ГЭС замкнутого типа для перекачивания вверх воды для запасания энергии и выработки ее в режиме генерации ГЭС? КПД турбины? Ну, норией поднимайте/опускайте воду.
Зы: генератор ветряка подключается к валу пропеллера через мультипликатор, потому как масса/габариты электромашины одной мощности пропорциональны ее тихоходности.
ЗыЗы: КПД мультипликаторов, генераторов, трансформаторов на мегаваттные мощности равны примерно 98..99%, инверторов - 95%. И вы хотите, очень удобную и в генерации и в потреблении, универсальную, низкоэнтропийную, высокоэффективную электроэнергию, над разработкой инфраструктуры которой бились энергетики, технологи и конструкторы (и куча прочих) заменить на чудовища из 19 века?.
ЗыЗыЗы: Самое обидное, что эту простынь должен долбить я (в воскресенье), а не прожектер.