Гравитационные батареи — новый кандидат №1 на хранение избыточной энергии, неизбежно возникающей в наших системах. Есть несколько стартапов, работающих над развитием таких аккумуляторов. Все они говорят о том, что гравитация — надежный друг, который никогда не испарится и всегда будет работать. Но найти место для установки таких батарей — непростая задача. На днях исследователи посчитали, что заброшенные шахты по всему миру являются экономически эффективным решением, которое также может обеспечить рабочие места. А количество таких шахт позволяет хранить всю энергию мира.


Так что да, у загнивающих шахтерских поселков может появиться еще один шанс.



Вечная проблема


Одна из проблем с энергетикой — где хранить избыточную энергию. Это особенно характерно для развивающихся ветровой и солнечной энергетики — которые часто генерируют больше энергии, чем сеть может сразу использовать, а потом могут несколько дней не генерировать почти ничего. Поэтому энергетическим компаниям обязательно нужно как-то хранить то, что осталось. Обычно для этого строят очень дорогостоящие батареи. Или используют целые озера, избытком энергии закачивая воду вверх, а при её нехватке позволяя воде сливаться вниз, вращая турбины генераторов.


В Китае, где нужно хранить тысячи тераватт-часов, а подходящих озер не хватает, для хранения энергии строят уникальные хранилища на сжатом воздухе. Это рынок на несколько десятков миллиардов долларов. К 2030 году в Поднебесной так собираются содержать до 25% своей «лишней» энергии. Одно такое хранилище, где избытком энергии воздух сжимают, а при нехватке — позволяют расширяться, уже помогает обеспечивать бесперебойное питание столицы страны, Пекина.



Китайское подземное хранилище энергии в соляной шахте с потенциалом 1,4 ГВт∙ч (вид с воздуха)

Но есть, возможно, ещё более естественный способ хранить излишки энергии: гравитационный. Просто поднимать что-то, повышая его потенциальную энергию. А когда надо — позволять опуститься, в процессе отдавая эту энергию обратно. Тут можно даже никакие турбины не крутить, и никаких сложных конструкций не строить. КПД такой системы, по ощущениям, может быть выше: в ней меньше отдельных частей, на стыках которых могут возникнуть потери. Остается только одна проблема: где найти хранилища такого размера? И кто будет их строить?



Как хранить гравитацию




Самый low-tech solution, предложенный в 2015 году, — обычная вагонетка. Её создали в Калифорнии и назвали ARES. Когда дует ветер, вагончик затаскивают на гору, а когда ветер стихает — та потихоньку скатывается вниз, отдавая часть энергии, затрачиваемой на её подъем.


Система уже отлично работает, и, говорят, показывает КПД 86%. Тележка весит 5,6 тонны, длина колеи — 380 метров. Построить такую дорогу рядом с собой может почти каждая ветряная электростанция. И это даже стоит сравнительно недорого!


…Правда, чтобы запасать так хотя бы 12,5 мегаватт-часов придется создать железную дорогу длиной 8 км. К сожалению, на существующих колеях такую вагонетку не поэксплуатируешь — реальным поездам тоже нужно где-то ездить. Вот и выходит, что если попытаться хранить так всю нашу лишнюю энергию, придется посвятить этому сотни километров дорог. Скажем, общая мощность хранения энергии в Китае в 2021 году составила 43,44 ГВт∙ч. Чтобы сохранить всё это в вагонетках, нужна сеть железных дорог длиной 1320 километров. А чем больше километров выделяешь под дороги — тем меньше остается под сами станции. Как-то контрпродуктивно.



Из рекламных материалов ARES

Другой вариант, предложенный в 2017 году, — постройка гигантских башен. С огромными мощными кранами, которые на избыточной энергии поднимали бы 35-тонные цементные блоки, а потом позволяли бы им опуститься. Концентрация энергии получается куда выше, лишнее место не тратится, а гравитация работает. Развитием этой технологии занимается, в частности, швейцарский стартап Energy Vault. Это одна из любимых компаний Всемирного экономического форума, в неё вложили сотни миллионов Saudi Aramco, SoftBank и другие. Акции стартапа уже торгуются на бирже (токен NRGV), капитализация на пике составляла $2,5 млрд.




Energy Vault хочет строить «умные» гравитационные башни. С комплексами мега-кранов высотой 120 метров, по шесть на каждой башне. Они будут поднимать 35-тонные блоки, размещая их вокруг себя. Выйдет, что они будут «строить» вокруг себя огромный (но бесполезный) небоскреб из бетона, а когда надо — потихоньку его разбирать. При этом специальное ПО будет играть в «энерго-тетрис», двигая блоки вверх и вниз, чтобы максимально эффективно генерировать или тратить энергию.




КПД обещают до 80-90%, а общую выходную мощность (полную емкость хранения в данном случае) от 2 до 5 МВт, как у средних ГЭС. Но это пока в теории. Все зависит от алгоритмов ПО и того, насколько хорошо в реальности покажет себя модель.


Первые реальные башни обещали еще в 2019 году, а воз и ныне там. Пока что у Energy Vault есть несколько небольших работающих образцов высотой 20 метров, но их мощности в десятки раз ниже заявленных — что не очень-то радует, учитывая расходы на постройку и поддержание кранов. У инвесторов начинают возникать опасения. С июня этого года капитализация компании непрерывно снижается, и сейчас составляет около $600 млн. Примерно столько же в Energy Vault и вложили за 5 лет существования стартапа.




Дело в том, что есть куда менее затратный (и, чего уж там, более очевидный) способ хранить гравитационную энергию. А именно — заброшенные шахты, в которых когда-то добывались, скажем, золото или уголь.


Тут даже ничего строить не надо! Хранилища уже готовы. Их работа не зависят от погоды. Они защищены от ветра и дождя. И никому не мешают, совершенно не забирают никакого лишнего места.


Конечно, в Китае хранилища на сжатом газе тоже работают в пещерах, но для них обычные шахты не подходят: там нужно, чтобы не могло быть утечек газа, и всё было герметично. Здесь же — достаточно любого большого пустого пространства. Специальных технических требований нет никаких. А результаты не хуже!



Золото в шахтах




О таком потенциальном пути сообщает нам новое исследование Международного института прикладного системного анализа (IIASA). В нем ученые доказывают, что выведенные из эксплуатации шахты можно перепрофилировать для работы гравитационных батарей. И они без проблем могут сохранять достаточно энергии, чтобы соответствовать текущим запросам всей планеты.


В проекте IIASA избыточная энергия тоже используется для подъема тяжелых предметов. А потом груз сбрасывается, приводя в действие турбину и преобразуя кинетическую энергию падения в полезную для нас электрическую, которую проще передавать потребителям.


Теоретически в качестве гравитационных батарей может выступать все, что имеет большой вес, —  например, вода или твердые предметы. В исследовании IIASA в заброшенных шахтных стволах опускался и поднимался песок. Его перемещали туда-сюда между верхней и нижней камерами в зависимости от потребности в энергии. Плюс в том, что это совершенно безопасно: при его утечке ничего не случится.



Схема работы такой гравитационной батареи

Еще одно преимущество всего процесса состоит в том, что обычно батареи имеют тенденцию к саморазряду с течением времени. Постепенно они теряют способность держать накопленную энергию, так что через несколько десятилетий приходится инвестировать в их ремонт или замену. Но гравитационный метод сохраняет энергию в песке (или в чем-то другом тяжелом), который не саморазряжается. Мы можем быть уверенными, что накопленная потенциальная энергия останется с нами и через десять, и через двадцать, и через сто тысяч лет.


Для накопления этой энергии IIASA предлагает использовать заброшенные шахты — которых, по их словам, на всей планете уже миллионы. Их можно очень дешево переоборудовать под эту цель. Большинство из них уже содержат базовую инфраструктуру, рассчитаны регулярно поднимать большие грузы и подключены к общей электросети.




Ученые рассчитали, что инвестиционные затраты на подземные гравитационные хранилища составят от 1 до 10 долларов за кВт∙ч, что сравнительно недорого. По оценкам, технология имеет глобальный потенциал хранения энергии от 7 до 70 ТВт∙ч, причем большая часть этого потенциала сосредоточена в Китае, Индии, США и России. До 70 ТВт∙ч — при этом, по данным Международной энергетической ассоциации, глобальное потребление энергии за 2020 год составило 24 901,4 тераватт-часа, что составляет около 68 тераватт-часов в день.


В исследовании также говорится о том, что работа гравитационных батарей в заброшенных шахтах может восстановить или сохранить часть рабочих мест, потерянных после закрытия этих шахт. Неожиданный плюс.


В целом получается довольно элегантный переход на ветровую и солнечную энергетику — при котором старые шахты, в которых добывался тот же уголь, окажутся полезными. Их не придется закапывать или делать проблемой для будущих поколений. Выйдет, что все, что мы делали до этого, тоже было не зря.




P.S. Хотите работать над крутыми проектами? Лучшие вакансии — в телеграм-боте getmatch. Тысячи предложений от топовых компаний. Указываете нужную вилку зарплаты, и бот выдает вам лучшие предложения, и помогает пройти интервью. Всё бесплатно.


Комментарии (272)


  1. ZekaVasch
    02.02.2023 15:33
    +134

    Был такой известный грек Сизиф. Тоже запасал энергию в гравитационной форме


    1. Sergey_Kovalenko
      02.02.2023 17:40
      +52

      Большой ветряк имеет мощность в 10 МВатт, этой мощности хватит, чтобы каждую секунду поднимать 10 тонн (100 килоньютонов) на высоту в 100 метров. За сутки на высоту 100 метров будет поднято 800 тысяч тонн, за неделю энергии от такого ветряка хватит, чтобы поднять на 100 метров пирамиду Хеопса (около 6 мл тонн). Получается, чтобы перейти на гравитационные аккумуляторы блочного типа, рядом с каждым ветряком нужно иметь бетонных блоков на "небольшое" чудо света.


      1. RTFM13
        02.02.2023 20:48
        +14

        поднять на 100 метров пирамиду Хеопса (около 6 мл тонн).

        Или поднять уровень озера Венерн в Норвегии на 2,5мм, если я не обсчитался (естественные сезонные колебания там в 1000 раз больше.

        По этому все эти безумные сооружения сильно сливают естественным или полуестественным резервуарам ГАЭС. И даже химическим аккумуляторам.

        Кстати, Энергия от Загорской ГАЭС под Москвой выдаёт энергию дороже розницы (с учетом амортизации и обслуживания). Но это выгоднее, чем строить дополнительные мощности для покрытия пиков.


        1. Ds02006
          03.02.2023 09:28
          +2

          Небольшая поправочка - озеро Венерн находится в Швеции.


      1. arheops
        02.02.2023 21:23
        +8

        … или шахту в 10 раз глубже
        Но вообще обычно такие станции запасают энергию на два-три часа максимальной мощности, а не на неделю.


        1. Sergey_Kovalenko
          02.02.2023 22:15
          +4

          Сглаживать нужно минимум суточные колебания, а в идеале колебания интенсивности ветра и солнца - это уже дни и недели.


          1. arheops
            02.02.2023 22:21
            +2

            На практике все работающие сглаживают суточные и имеют запас в пару часов, чего достаточно для сглаживания суточных колебаний.


            1. Sergey_Kovalenko
              02.02.2023 23:05

              Я не специалист, поэтому, наверное, вам виднее, хотя отсутствие более емких батарей может объяснятся отсутствием пока технологии их изготовления или ее дороговизной.


              1. arheops
                03.02.2023 02:21

                С текущей структурой генерации просто не выгодно большие. Чем больше, тем дороже они стоят. Самая большая выгода именно сглаживание пиков.
                Может когда-то… и то проще атомных наставить.


      1. Zhuikoff
        03.02.2023 03:07
        +2

        Свинцовые блоки, урановые блоки. А самый лютый и безумный вариант - хранить отработанные ядерное топливо катая его вверх-вниз?


        1. PuerteMuerte
          03.02.2023 04:40
          +77

          Можно ещё переливать ртуть из одного резервуара в другой, вращая урановую турбину.


          1. Elmot
            03.02.2023 12:40
            +2

            Растворится же


            1. ignorabimus
              03.02.2023 12:51

              сразу вспоминается анекдот про "... топить урановые ломы в ртути"...


              1. Elmot
                03.02.2023 13:15
                +3

                Тоже растворятся


              1. ssj100
                03.02.2023 13:45
                +9

                сразу вспоминается анекдот

                так оттуда и взято


            1. Denev
              03.02.2023 15:07

              Почему уран должен растворяться в ртути, он в ней просто тонет и с его поверхности отваливаются частицы оксида, на канале это показывали "Химия - просто".


              1. Elmot
                03.02.2023 22:18
                +1

                Сахар в воде тоже и тонет, и растворяется одновременно.
                См ваше же видео, 3:20. Получатся интерметаллиды, которые сами по себе в ртути и растворятся. Собственно окислы обсыпаются с урана, потому что слой металла под окислом начал преобразовываться в интерметаллид.


                1. Denev
                  04.02.2023 18:53

                  Спасибо за разъяснение, т.е. при достаточном количестве ртути слиток урана получится растворить полностью? Например, есть известная история о том, что золото (кстати, вот еще один отличный материал для гравитационных аккумуляторов) хорошо растворяется в ртути, но в Энциклопедии для детей. Том 17. Химия. - М.: Аванта+ 2003 я читал, что на самом деле это не так, хотя интерметаллиды золото и ртуть образуют (см. дополнительный очерк "Ошибка инженера Гарина" с. 285).


                  1. Elmot
                    05.02.2023 01:00

                    Ну строго говоря, при достаточном количестве растворителя и времени что угодно растворится в чем угодно.
                    Вообще золото и серебро в ртути растворяют уже давно, процесс называется амальгамирование, с одной стороны так добывали золото и серебро из руд, с другой стороны при помощи амальгамы делали зеркала и зубные пломбы.


                    1. Denev
                      05.02.2023 08:29
                      +1

                      В заметке, на которую я ссылался выше, указано, что при добыче золота ртуть не растворяет золото, а просто смачивает частички самородного золота со всех сторон и таким образом можно отделить золото от пустой породы.


                      1. Wesha
                        05.02.2023 09:07

                        Насколько я помню, смысл был в том, что золото и урановые ломы в ртути тонет, а всё остальное — плавает.


                      1. Denev
                        05.02.2023 10:28

                        К классическом способе золотоносная порода мелко дробится, а затем ртутью смачивают мелкие частицы золота отделяя их от пустой породы, там где я читал выделяли именно процесс смачивания, хотя да в ртути много, что плавать должно. После этого ртуть выпаривают (вероятно здесь можно процитировать классику: "Люди гибнут за металл! Сатана там правит бал..." ). Но разумеется, я просто пересказываю то, что читал.


        1. piuzziconezz
          03.02.2023 12:49

          Слабоумие и отвага!


      1. MAXH0
        03.02.2023 11:51
        +21

        Ясно. Пирамиды просто гравитационные аккумуляторы анунаков. А ветряк улетая они забрали с собой. А уже потом потомки обезьян приспособили непонятную технику для захоронений. Типичный карго-культ...


      1. Elmot
        03.02.2023 12:38
        +2

        Есть обедненный уран. Плотность 19 вместо бетониевых 2.4.
        Мммм... пирамида Хеопса из обедненного урана, даже в масштабе 1:8 по объему.. Т.е. 1:2 по размеру...


    1. Ellinist
      02.02.2023 18:28

      Вообще-то идея совсем не нова - проблемами рекуперации занимаются уже более ста лет.

      Вопрос только в том, как реализовывать - рассмотренный в статье вариант - утопия - случись землетрясение, оползень, сель, террорист залез, коза упала - все, туши фонарь.


      1. SAWER
        02.02.2023 21:58
        +7

        Это надуманные проблемы) А в целом может случиться с чем угодно)


      1. dyadyaSerezha
        03.02.2023 08:32
        +3

        Ну потухнет фонарь - и что? Кстати, до сих пор шахты простояли дестяки или даже сотни лет, и как-то все норм.


      1. i-nemo-i
        03.02.2023 12:32
        +5

        Irony on

        Вы правы, именно от этих проблем страдают 100500 действующих шахт по всему миру ;-). Особенно досаждают козы.

        Irony off


        1. Wesha
          03.02.2023 12:42
          +4

          Особенно досаждают козы.

          Думаю, ещё сильнее досаждают козлы!


      1. piuzziconezz
        03.02.2023 12:53

        А еще вода постоянно норовит разрядить наш гравитационный аккумулятор.


      1. 76popugaev
        03.02.2023 14:30

        Можно вместо гравитации попробовать запасать в расплавленной соли. Когда есть избыток, плавим соль, потом используем для генерации энергии.


        1. johnfound
          03.02.2023 14:50

          Читаем КПД тепловых машин.


          1. PuerteMuerte
            03.02.2023 15:28

            Недостаток КПД удобно компенсировать дешевизной, простотой и надёжностью конструкции.


            1. Wesha
              03.02.2023 20:24

              Недостаток КПД

              Иными словами, греем атмосферу. Теплолюбивые венериане приветственно машут ложноножками.


            1. johnfound
              03.02.2023 21:17

              Не компенсирует. Поэтому и не используют. И бог с ней с атмосферой, но получать электричество дорогими методами и потом угробить 70% из за КПД цикла Карно, это никто не может себе позволить.


              1. PuerteMuerte
                04.02.2023 01:54

                потом угробить 70% из за КПД цикла Карно, это никто не может себе позволить.

                Математика тут куда проще, вы или имеете метод хранения с высоким КПД, себестоимость которого ниже, чем себестоимость 70% электричества, или ввиду отсутствия оного выкидываете 70% электричества в тепло и храните оставшееся с помощью того, что вам по карману.


    1. orcy
      03.02.2023 06:36
      +1

      Отличное имя для стартапа гравитационный батарей, если подумать


      1. piuzziconezz
        03.02.2023 12:55

        Такое себе. Сизифов труд - символ бесполезного труда и безнадеги.


        1. kraidiky
          04.02.2023 10:21

          Так и вся зелёная энергетика в её нынешней западной подаче - тоже.


    1. oragraf
      03.02.2023 10:27
      +1

      Насколько я понял из документации он и сейчас никуда не делся.


      1. ZekaVasch
        03.02.2023 10:38
        +1

        момент спорный. Его могли запретить и отменить еще при становлении почитания мужика кормившего народ хлебами и рыбами. А проверить некому, работает он там или нет


    1. Wesha
      03.02.2023 11:21
      +1

      Он сильно опередил своё время!


    1. Didimus
      03.02.2023 13:40

      При СССР была одноимённая жидкость-автошампунь.


    1. GospodinKolhoznik
      03.02.2023 16:09
      +10

      Т.е. нам всё это время рассказывали, что Сизиф был проклят богами на бесполезную работу, а оказывается, он всё это время банально зарабатывал на разнице цен на электроэнергию в часы максимального и минимального потребления!


  1. Kriminalist
    02.02.2023 15:35
    +1

    А можно в шахты мусор сбрасывать, и ветряка не нужно.


    1. Vsevo10d
      02.02.2023 15:47

      Да вон чел уже балуется, если только его чудо-печатные редукторы не скам. https://www.youtube.com/shorts/VYCnfGvUUwA


      1. DMGarikk
        02.02.2023 16:19

        чтобы понять скам это или нет, достаточно посчитать сколько энергии затрачивается на опускание его бутылки, а редуктор тут значения не имеет

        p.s. последний раз на уроке физики я был 20 лет назад, а сейчас формулы лень гуглить


        1. Aniro
          02.02.2023 16:31
          +13

          Не надо формул. Пятилитровая бутылка на 2 метра это 100 джоулей или 100 Ватт-секунд. Значит на видео вранье. Даже если фонарик одноваттный, оно должно на два сантиметра в секунду ехать.


          1. lgorSL
            02.02.2023 17:01
            +19

            И в статье выше тоже враньё с цифрами. Для примера: 1 мегаватт*час это 3600 мегаджоулей, для которых, допустим, придётся поднимать вагонетку в тысячу тонн на высоту в 360 метров. Никакими 5.6тонн на вагонетку и 8 км наклонных рельс там и не пахнет


          1. DMGarikk
            02.02.2023 17:35
            +3

            Не надо формул. Пятилитровая бутылка на 2 метра это 100 джоулей или 100 Ватт-секунд.

            ну я и хотел это услышать ;)
            вы же эту цифру не из головы взяли
            «произведению массы на ускорение свободного падения на высоту.» — вот и формула
            я честно говоря забыл её на память


            1. Aniro
              02.02.2023 18:16
              +8

              Все несколько проще, это из самих единиц измерения следует - достаточно помнить что джоуль это ньютон на метр и ватт на секунду, а ньютон при нормальной тяжести это примерно 100 грамм.


        1. sappience
          02.02.2023 16:35
          +4

          потенциальная энергия равна произведению массы на ускорение свободного падения на высоту. 5 литровая бутылка это 5 кг. Высота... ну, метр где-то. Если верх бутылки на уровне рук, то ее низ еще сантиметров на 40 ниже. Итого:

          9.8 * 1 * 5 = 49 Джоулей (они же Ватт*секунды)

          Если ваш лампа потребляет 5 ватт (светодиодный аналог 60 ваттной лампы, но с хорошим КПД), то хватит на 10 секунд.

          Чувак на видео либо нас дурит, либо у него очень-очень маломощный светильник.


    1. vesper-bot
      02.02.2023 15:58

      Тогда шахта получится одноразовой. А из контекста следует, что шахта используется как аккумулятор.


      1. Kriminalist
        02.02.2023 16:14

        Аккумулирование происходит при поднятии. Можно потом мусор (или продукт его переработки в шахте) потом обратно поднимать. В один ствол бросаем, по штреку конвеер перевозит-перерабатывает, и из другого ствола поднимаем готовый продукт. Чего зря таскать одно и то же вверх-вниз?


        1. kilgur
          03.02.2023 00:53
          +1

          Это уже "оверинжениринг"... Зачем мусор бросать-поднимать перед переработкой? Проще его наверху перерабатывать, а в шахту спускать максимально плотные, но достаточно дешёвые объекты. Или парсер съел тэг sarcasm?


          1. LordDarklight
            03.02.2023 13:49

            В шахту мусор - там его, условно сжигать, или иным способом перерабатывать - и получать на выходе доп энергию!


            1. RealSaniok
              03.02.2023 14:06
              +5

              Строить угольные ТЭС глубоко под землёй.. и дополнительно вырабатывать электроэнергию при опускании туда угля!

              .. а если ещё поднимающийся дым будет крутить турбины по пути...


              1. Windalex
                03.02.2023 14:32
                +3

                "..а если ещё поднимающийся дым будет крутить турбины по пути..."
                -и вырабатывать электричество для добычи и поднятия на поверхность угля, который можно опускать обратно в шахту и там сжигать....


                1. Wesha
                  03.02.2023 20:26

                  Так зачем его поднимать-опускать? Выкопали — пусть там же и сжигают, а поднимают только энергию.


                  1. agat000
                    04.02.2023 07:49

                    Там же еще метан улавливать и сжигать. Воду там же брать. Гениально.


                    1. Wesha
                      04.02.2023 07:54
                      +1

                      Всё ещё хитрее!

                      — воду брать ту, которая шахты заливает;
                      — этой водой охлаждать углекислый газ от сгорания угля;
                      — и там, в шахте, его и оставлять. Заодно аппаратура ржаветь не будет!

                      Безотходная технология, аднака!

                      (Бамбарбия, кергуду.)


                      1. agat000
                        04.02.2023 08:17

                        точно, еще и морозильники сделать для хоанения стратегическиз запасов.

                        Что то я потерял нить - мы зачем все это делаем?


                      1. Wesha
                        04.02.2023 10:32

                        мы зачем все это делаем?

                        Чтобы на поверхность таскать не уголь (при этом расходуя с таким трудом выработанную энергию), а электроны.


                      1. GeorgKDeft
                        04.02.2023 21:10

                        Под землей в шахтах +20 - 27 норм. температура. Так что блоки с песком могут быть еще и теплоаккумулятором на какое то время. Так что не только песок подымать можно, но и тепло одновременно.


  1. Dynasaur
    02.02.2023 15:40
    +24

    Обычная ГАЭС (гидроаккумулирующая электростанция) это так же разновидность гравитационной аккумуляции


    1. Popadanec
      02.02.2023 16:59
      +3

      Только вода испаряется. А тут сколько запасли, столько и осталось.


      1. Imobile
        02.02.2023 17:16
        +5

        Это, кстати, идея. В шахту воду опускать, а оттуда она испарится(скажем оооооочень глубокая скважина)


        1. novoselov
          02.02.2023 20:19
          +1

          Тоже про это подумал.

          Причем в сравнении с бетонными блоками разница высоты может быть не 120 метров, а 12 километров как у Кольской сверхглубокой скважины.

          Высота водного столба должна быть "всего" 1 км для достижения сопоставимого веса в 31 т. В процессе сливания воды может крутиться турбина, плюс выделения энергии при спуске. Внизу испарение за счет магмы, а сверху уже паровая турбина и конденсация в исходное озеро плюс разность температур и вот мы заново изобрели тепловой насос.


          1. czz
            02.02.2023 20:47
            +25

            И получится геотермальная электростанция :)


          1. scream_r
            03.02.2023 03:09
            +5

            Чтобы выделить энергию из спускающейся воды, турбина должна стоять снизу столба воды.


            1. dizatorr
              03.02.2023 12:56

              Не обязательно. Если турбина находится в трубе, вес воды находящейся за турбиной, продолжает оказывать действие на неё своим весом.


              1. YMA
                03.02.2023 13:20
                +7

                До определенного уровня (8-10 метров), потом поток начинает рваться.


        1. engine9
          02.02.2023 22:46
          +9

          Обычно шахты затапливает и требуется откачка воды наверх :)


        1. DASpit
          03.02.2023 09:39
          +2

          Так так же ГЭС работают - вода спустилась, выработала энергию, потом испарилась и сдождем выпала в сбор водохранилища ГЭС - опять выработка энергии.


        1. sbc2
          03.02.2023 14:43

          Не надо в шахту опускать воду. Она туда сама прекрасно опускается. Сухих шахт я не видел. Не могу сказать, что видел все, но те что видел... Течёт всегда, течёт везде. И даже когда шахтёры бастуют, те, кто на водоотливе, продолжают работать. Если водоотлив остановить- конец немного предсказуем. И отнюдь не за горами.


          1. DMGarikk
            03.02.2023 15:14

            соляные шахты вроде сухие


            1. sbc2
              03.02.2023 15:24

              угумс. Воды там нет. Там рассол.


              1. DMGarikk
                03.02.2023 15:29

                ;) если там будет рассол, то будет обрушение. это в обычной шахте если через крепь вода течет то и пусть течет, если порода не вымывается… а в соляной если потечет… то через небольшое время там дырищу в соли промоет больше чем сама шахта была изначально


                1. sbc2
                  03.02.2023 15:38
                  +3

                  так и было в Березниках и Соликамске.

                  Ну и там же не вся шахта в соли. По стволу течёт в любом случае.

                  Ну и рассол насыщенный, в нем соль не растворяется. Так что какая- нибудь линза с рассолом может быть стабильна тыщщи и миллионы лет. Пока её не потревожат. А потом ка-а-ак ливанёт в выработку.


                  1. Popadanec
                    03.02.2023 19:03

                    По стволу обычно не течёт, там вечный дождь(если глубже пары сотен метров).


                    1. sbc2
                      04.02.2023 06:58

                      ну да. Давай сойдемся на термине "льёт"


                1. Wesha
                  03.02.2023 20:28
                  +1

                  а в соляной если потечет

                  ...тады ой. Большой ой.


      1. DMGarikk
        02.02.2023 17:37
        +7

        в случае с шахтой, врятли проблема будет в испарении, скорее в том что воды на откачку будет больше чем туда залили, также проблемы с потенциальными обвалами или размывания самих шахт


      1. PuerteMuerte
        02.02.2023 18:12
        +4

        Это же не аккумулятор судного дня, они для сглаживания суточных циклов производства и потребления служат.


      1. commanderxo
        02.02.2023 18:34
        +4

        А если дождь пойдёт, то осталось больше чем запасли!


        1. Popadanec
          02.02.2023 18:45

          Возможно даже через край, если дождик хороший. И потом она весело по журчит на ниже стоящие деревни/города.


          1. ssj100
            02.02.2023 19:09
            +2

            Уже было ГАЭС Таум Саук И да в статье могли упомянуть ГАЭС как рабочий пример гравитационной батареи


          1. PuerteMuerte
            02.02.2023 19:18

            Обычно, если ГАЭС строят не совсем уж беспринципные рукожопы, она таки имеет аварийный водосброс для таких случав.


            1. Popadanec
              02.02.2023 19:42

              До него может и не дойти, если ошиблись с расчётами стены или бетон не той марки.


              1. SergeyMax
                03.02.2023 08:43
                +3

                До него может и не дойти, если ошиблись с расчётами стены или бетон не той марки.

                Если ошиблись в расчётах, или бетон не той марки, то вам на голову может соседняя квартира упасть, вот где опасность притаилась!


      1. Dynasaur
        02.02.2023 21:47

        Туда ещё осадки выпадают, так что по факту этим можно пренебречь.


      1. PhoenixRed
        03.02.2023 09:28
        +2

        Мне тут в голову пришла одна идея: построить башню с двумя резервуарами, в нижнем вода греется гелиостатами, пар поднимается вверх, вращает турбину и конденсируется в верхнем резервуаре. С верхнего резервуара вода стекает по другой трубе, вращает вторую турбину, попадает в нижний резервуар.
        Правда, насколько это рентабельно и выгоднее обычных СЭС башенного типа, мне сложно оценить


        1. PuerteMuerte
          03.02.2023 15:42
          +3

          Это не рентабельно и не выгодно. Просто мысленные соображения — источник внешней энергии у всей этой конструкции ровно один, гелиостаты, т.е. солнечная грелка. В обычной тепловой станции грелка нагревает пар, который далее отдаёт максимум своей энергии паровой турбине, и потом уже на последнем издыхании конденсируется и снова попадает в котёл. Вы предлагаете, по сути, добавить в схему ещё одну вертушку, которая какие-то капли энергии дожимать из стекающей с конденсатора воды просто за счёт того, что конденсатор будет «геометрически» расположен высоко? Ну чудес же не бывает, вот та энергия, которую водяной пар потратит не на вращение основной турбины, а тупо на подъем своей массы вверх, она к вам и вернётся при вращении «турбины обратного хода», за минусом дополнительных потерь.


        1. commanderxo
          03.02.2023 19:44
          +4

          Конструкцию можно слегка упростить, а заодно и сильно смасштабировать.


          • Гелиостаты не нужны, будем просто греть солнцем. Плотность энергии будет поменьше, но скомпенсируем это увеличением нижнего бака.
          • Впрочем, нижний бак и не нужен — пусть солнце греет воду в озере или море. Зачем строить, если можно найти подходящее место в природе? Не герметично, конечно, но компенсируем потери радикальным увеличением размера установки.
          • На трубе для подъёма пара тоже можно сэкономить — пар тёплый, поднимется сам. Медленней чем по узкой трубе, но что-нибудь придумаем.
          • На место поднявшегося пара с прилегающих окрестностей устремится более холодный воздух. По сравнению с начальной конструкцией воздух стал двигаться медленней, но зато его теперь очень много. Первая турбина нужна другой конструкции — положим её горизонатально, уменьшим количество лопаток до трёх, но удлинним их метров до 80, назвав лопастями. Чтоб собрать энергию с больших объёмов воздуха турбину водрузим на стометровую башню. Можно поставить целый парк таких турбин.
          • Без верхнего бака тоже можно обойтись — на высоте атмосфера холодная и пар как-нибудь сконденсируется сам. Из-за отсутсвия стенок бака часть уйдёт в сторону и покинет установку, но есть и вероятность что к нам залетит "чужое" облако с дармовым паром. В среднем это скомпенсирует потери из-за отсутсвия бака.
          • Нисходящая труба тоже не нужна — сконденсировавшаяся вода сама выпадет дождём. Трудно предсказать куда, но мы знаем, что осадки будут стекать в сторону понижения рельефа, образуя реки.
          • Вот в русле реки мы и поставим вторую турбину. Построив плотину можно увеличить напор воды и ещё более поднять эффективности установки!


  1. ENGIN33RRR
    02.02.2023 15:42
    +12

    Откуда такой КПД? Может это механический КПД? Потому что если вспомнить КПД электродвигателя и генератора и добавить прочие потери, включая механические- получится явно ниже 80.


    1. Popadanec
      02.02.2023 17:04
      +3

      Давно существуют генераторы с электрическим КПД 90%+. Электромоторы с КПД 96%. Т.к. место не ограничено, можно использовать отдельные мотор и генератор с простой механической муфтой зацепления. Минус потери на трение и электронику, вот и 86%.


      1. PuerteMuerte
        02.02.2023 18:20
        +12

        Да ну, все равно слишком красиво даже на бумаге. Хотя бы стоит начать с того, что невозможно эту штуку намотать прямо на вал генератора. Там как минимум, будет многоступенчатый редуктор, да ещё и с системой торможения, который на несколько процентов снизит и КПД накопления, и КПД выработки энергии. Плюс эта система для собственных нужд что-то будет потреблять. В случае шахты это будет, например, работа насосов по откачке шахтных вод. В случае тетриса это будет работа по перемещению крана, и по горизонтальным перемещениям блоков. Поэтому КПД, близкий к 0,9*0,96 при использовании почти идеального мотора и почти идеального генератора, это недостижимо.


      1. Dr_Faksov
        03.02.2023 03:24
        +2

        Так как нарисовано - нужно питать кучу техники, вплоть до роторного экскаватора...


  1. Vsevo10d
    02.02.2023 15:45
    +3

    А почему тогда излишками нельзя питать реальные краны? Пусть строят проект медленнее, но зато бесплатно по энергии, подрядчик экономит/получает больше прибыли при сохранении качества материалов.

    А почему нельзя транспортировать в регионы, где электроэнергии не хватает?

    А почему нельзя конвертировать электроэнергию в деньги, деньгами построить электрическую инфраструктуру где-нибудь в Африке, а потом туда подавать или дешево продавать излишки энергии (а то их и не будет, зато будут благодарные потребители)?

    Короче, опять какая-то заумная чушь типа майнинга, когда бессмысленная инфраструктура надстраивается над неоптимизированной вторичной задачей.


    1. sden77
      02.02.2023 15:50
      +3

      ну ГАЭС это вполне обыденная реальность, а не чушь типа майнинга. И являетс тем же гравитационным накопителем.


      1. Didimus
        03.02.2023 14:18

        ГЭС тоже на гравитации и излучение солнца работают


        1. SadOcean
          03.02.2023 22:59
          +2

          Да, так то все ГЭС (как и ветряки и большинство тэс) термоядерные.

          Просто не очень эффективные.


          1. Wesha
            04.02.2023 03:18

            Когда уже сферу Дайсона строить будем-то?


            1. SadOcean
              04.02.2023 22:07

              Это да, быстрей бы
              Да хотя бы просто орбитальные зонтики.


    1. RusikR2D2
      02.02.2023 15:53
      +8

      Тут же задача сбалансировать потребление - ветер есть, копим электричество, ветра нет - отдаем из "накопителя". Если потратить "лишнюю" энергию, во время затишья ее не будет хватать на обычные нужды.


    1. LordDarklight
      02.02.2023 16:13
      +12

      Пусть строят проект медленнее, но зато бесплатно

      Это никогда не будет равнозначно. Помимо энергии на стройке/производстве полно других затрат, зависящих от времени - они никуда не денутся - пока строить/производить быстрее - выгоднее (но тут правда верхний предел выгоды от скорости тоже есть).

      А почему тогда излишками нельзя питать реальные краны?

      А почему нельзя транспортировать в регионы, где электроэнергии не хватает?

      Избыток энергии возникает не просто так. Тут скорее проблема в том что

      1. На месте потребить эту энергию не предоставляется возможным - грубо говоря - "столько нет кранов на месте её генерации"

      2. А транспортировать энергию на большие расстояния тоже весьма не дёшево - и там тоже, увы, очень много потерь (в основном тепловых, и токов утечки); да и строительство и содержание самой сети транспортировки тоже не дешёво и очень хлопотно. А сложные сети гибкого перераспределения - сложные и дорогие в квадрате (вон в США до сих пор таких ещё нет по всей стране; правда после знакового блэкаута нулевых годов они уже активно двигаются в этом направлении).

      3. Избытки электроэнергии могу возникать как днём, так и ночью, так и в неравномерные интервалы. Тут всё зависит от способа выработки. Да и не так много стран с большим числом часовых поясов, скажем, чтобы равномерно перераспределять энергию по разным регионам в разные интервалы времени - попросту в стране обычно есть период потребления, период простоя - когда и образуются излишки. Ну а с непостоянными интервалами так вообще всё сложно.

      4. И вот отдали Вы излишки энергии другому потребителю, но "завтра" у Вас провал в выработке, так что самим не хватает - а запасов то нет.

      А почему нельзя конвертировать электроэнергию в деньги, деньгами построить электрическую инфраструктуру где-нибудь в Африке, а потом туда подавать или дешево продавать излишки энергии (а то их и не будет, зато будут благодарные потребители)?

      Вот эта Ваша мысль вообще плохо понятна. В Африке как раз с выработкой электроэнергии проблем особых нет - там в пустыне на батареях можно днём очень неплохо вырабатывать. Вон даже Англия оттуда (Морокко) собирается себе поставлять электроэнергию по подводному кабелю - дорого, сложно, но они могут себе это позволить (у них с российским газом свои политические тёрки, а на своей территории много экоэнергии не выработать).

      Про конвертацию в деньги так вообще всё странно. Пока в мире известен только один относительно прямой простой способ - это майнинг криптовалюты. Но там своих нюансов полно и стабильность котировок там пока под большим вопросом. Да и КПД специфический. Хотя там ещё и тепло можно снимать - и тоже эффективно его использовать.

      когда бессмысленная инфраструктура надстраивается над неоптимизированной вторичной задачей

      В том то и дело, что пока не найден эффективные пути оптимизации этой задачи. А дальше будет ,вероятно, только хуже - расслоение в потреблении и выработке будет только нарастать. Дисбаланс - в основном день-ночь - днём будет очень много энергопотребителей, а ночью.... тут два противоположных вариант - и как странно - оба реальны:

      1. Будет падение в выработке электроэнергии (ну это если за счёт солнечного света). Хотя аналогично (но не по времени суток) проседание в зимний период (кроме экваториальной части). Как и ветряки - тоже не постоянно гонят на полную - но с ними всё ещё сложнее и неравномернее.

      2. Падение числа потребления при невозможности снизить производство электроэнергии - а её избыток это ещё хуже чем дефицит - это взрывоопасно! В первые с этим столкнулись, когда развивали атомную энергетику - ведь там генераторы вырабатывают электроэнергию постоянно - ей очень сложно плавно динамически управлять. Далее в перспективе термоядерная энергетика - у неё те же проблемы. Вообще масштабной при выработке электроэнергии зачастую проще получить излишки, чем недостачу


      1. DrSmile
        02.02.2023 23:19

        Одно из потенциальных преимуществ термоядерной энергетики, как раз, простота регулирования генерации. Часть проектов (большинство?), в принципе, работает только в пульсирующем режиме (даже классический токамак не способен непрерывно работать, там надо перебрасывать поле в центральном соленоиде).


        1. arheops
          03.02.2023 02:26

          Они то да, вот только снятие тепла — турбина, а турбине очень дорого обходится смена режима. Это надо закладывать в тариф если выключать.


        1. SergeyMax
          03.02.2023 09:30
          +3

          Одно из потенциальных преимуществ термоядерной энергетики, как раз, простота регулирования гегенерации

          "У конструкции тормоза было много достоинств, но только один недостаток — тормоз не тормозил"


        1. LordDarklight
          03.02.2023 11:07

          Тут пока сложно говорить о лучшей эффективности динамического управления мощностью ТЯР - они пока все экспериментальные и по факту не выдают эффективную мощность. Тут, безусловно есть некоторые важные конструктивные отличия от АР - но есть и много общих принципиальных схем с одним и теми же проблемами управления мощностью. И даже более того современные АР на медленных нейтронах куда эффективнее управляют мощностью, чем экспериментальные ТЯ установки, которым как раз очень сложно работать на низких мощностях. Ну и ан высоких они пока тоже долго работать не могут В общем ТЯ пока ещё в разработке и вряд ли в XXI веке решат свои текущие проблемы. Но рано или поздно так или иначе решат и выйдут на уровень массовой коммерческой эксплуатации - но проблема избытка мощности может ещё долго оставаться не разрешённой


    1. leventov
      02.02.2023 17:51
      +3

      Питать реальные краны можно - это называется гибкое потребление, energy markets, и т. д.


    1. 0xd34df00d
      03.02.2023 04:51
      +5

      А почему тогда излишками нельзя питать реальные краны? Пусть строят проект медленнее, но зато бесплатно по энергии, подрядчик экономит/получает больше прибыли при сохранении качества материалов.

      Поздравляю, вы придумали рынок. У нас тут в Техасе есть такой, можно смотреть на общие или региональные цены.


      А ещё проблема с этими всеми ВИЭ не в том, на самом деле, что у них там какие-то избытки бывают, а в том, что у них иногда бывают периоды околонулевой генерации. И вот на примере Техаса (у которого ветряков на 30+ гигаватт) у меня к вам и ко всем любителям ВИЭ есть вопрос из двух частей:


      1. какой должен быть оверпровижн ветряков, чтобы вчера, в момент наибольшего спроса в 7 вечера, вместо сжигания всякой дряни пользоваться энергией Луны ветра? Судя по графику, ветряки работали на менее 10% мощности при этом:
      2. если построить столько ветряков, сколько будет стоить энергия от них?

      А почему нельзя транспортировать в регионы, где электроэнергии не хватает?

      Потому что большими сетями управлять сложнее, а как-то так сложилась жизнь, что большие сети — это переменный ток, где надо синхронизировать частоту. Не синхронизируете частоту — получаете развал или почти развал системы, как в моём любимом Техасе в феврале 2021-го.


      Плюс, например, под католическое Рождество во всех Штатах целиком было весьма холодно и нужна была энергия, и транспортировать её было непонятно откуда. Ну, то есть, спрос на любых разумных расстояниях скорее коррелирует, чем антикоррелирует.


      А почему нельзя конвертировать электроэнергию в деньги

      Конвертировать как?


      Тут была шутка про печатный станок, но если его запускать в моменты избыточной генерации, можно побить рекорды биденфляции.


      Короче, опять какая-то заумная чушь

      Здесь полностью согласен. Нет бы тупо АЭС строить, занимаются какой-то ерундой.


      1. PuerteMuerte
        03.02.2023 05:57

        какой должен быть оверпровижн ветряков, чтобы вчера, в момент наибольшего спроса в 7 вечера, вместо сжигания всякой дряни пользоваться энергией Луны ветра

        Для этого не обязательно ставить в Техасе десять раз больше ветряков, чем есть сейчас. Для этого нужно поставить ветряки во Флориде и Калифорнии, и обеспечить перетоки. Глобальных штилей не бывает. Если сейчас штиль у вас, где-то в другом месте ветер дует, и даже с учётом потерь на передачу, энергия ветра все равно будет зелёной и хорошей.


        1. 0xd34df00d
          03.02.2023 06:42
          +4

          Техас достаточно большой, чтобы масштаб процессов менялся несущественно. И на нём всём целиком бывают такие штили.


          Но это всё просто слова, давайте лучше с цифрами. В Калифорнии примерно 6 гигаватт nameplate capacity ветряков, это мне найти удалось. А вот сколько там эти ветряки вырабатывали, например, вчера (а лучше — ещё и 8-го — 13-го июля 2022-го года)? Риалтайм-графики, подобные ercot'овским, я найти за 10 минут не смог. Зато смог позабавиться, что ссылка на «Electricity From Wind Energy Statistics and Data» отсюда ведёт вникуда. Прогрессивная политика — это когда данные недоступны.


        1. HenryPootle
          03.02.2023 10:25

          Насколько я помню, в США нет единой энергетической системы. И такой переток можно организовать только в пределах одной энергокомпании, либо конгломерата федерированных компаний (не знаю, как это там у них устроено).


    1. Gryphon88
      03.02.2023 12:22
      +3

      А почему тогда излишками нельзя питать реальные краны? Пусть строят проект медленнее

      Работа, которая ведется случайное время через случайные интервалы, с неизвестным сроком завершения — кошмар для любой компании. В случае стройки она еще и стоит под открытым небом больше, чем собственно строится.


    1. Tsimur_S
      03.02.2023 14:17
      +1

      А почему тогда излишками нельзя питать реальные краны? Пусть строят проект медленнее, но зато бесплатно по энергии, подрядчик экономит/получает больше прибыли при сохранении качества материалов.

      Такое возможно в условном факторио где из ресурсов только время игрока а вкалывают волшебные роботы. Можно построить фабрику которая днем работает а ночью простаивает.

      В реальной жизни у капитала есть проценты и лишний день это проценты от инвестиций, недополученная прибыль и проценты с нее. Ну еще всякие мелочи типа зп людям во время простоя.


    1. UGivi
      03.02.2023 14:38

      Пусть строят проект медленнее, но зато бесплатно по энергии, подрядчик экономит/получает больше прибыли

      Потому же, почему не взлетела идея дирижабли-во-все-поля - цена денег такова, что задержка строительства окупится, если альтернативно энергию получать от элемента Пельтье, грея его сжигаемыми ассигнациями. (В дирижаблях это цена аренды коридора, одно дело негабаритный груз, и то поезд+грузовик+вертолёт может сделать дешевле, а другое вообще всё, и эти же люди возмущались долгой доставкой с АЭ). Поэтому оптимизации по энергии предпочитают оптимизацию по срокам (или материалам, они тоже дороже, в масштабных проектах на энергии транспортировки экономят, получая попутно бОльшую эффективность, а не меньшую).


  1. sden77
    02.02.2023 15:46
    +9

    В заброшенных шахтах вполне может быть зашкаливающая концентрация метана, радона и других не очень полезных веществ, так что для начала придётся восстановливать систему вентиляции


    1. fio
      02.02.2023 15:59
      +2

      Или сделать автоматизацию подземного процесса. Все операции четко определены, повторяются изо дня в день.


      1. baldr
        02.02.2023 16:33
        +6

        Каждая шахта по конфигурации разная - придется изначально все равно вручную все монтировать. Даже если идеально все просчитать - что-нибудь случится рано или поздно - коррозия или плановый ремонт, заклинит шток, соскочит трос... На схемах там дофига оборудования.


    1. R820T2
      02.02.2023 16:42
      +10

      Газы - ерунда, а вот вода....


      1. Dr_Faksov
        03.02.2023 03:25
        +2

        Затопленных шахт ГОРАЗДО больше чем сухих


        1. Sau
          03.02.2023 08:51
          +2

          Запасать энергию закачивая под воду в шахте воздух.


          1. Valery35
            04.02.2023 08:12

            Потом это вылетает с эффектом землетрясения. 4 балла на 3 Березниковском калийном руднике фиксировали в результате выхода сжатого воздуха.


        1. event1
          03.02.2023 16:09

          Если вместо песка использовать бетонные чушки, а людей внизу нет, то вода как-будто не мешает


          1. PuerteMuerte
            03.02.2023 16:22
            +4

            то вода как-будто не мешает

            … если не считать того, что в полтора раза меньшает вес бетонной чушки, и как следовательно, объем запасаемой энергии, а также создаёт гидравлическое сопротивление при подъеме, что уменьшает КПД системы.


          1. Valery35
            04.02.2023 08:13

            Начнём с монтажа...


    1. agat000
      03.02.2023 10:17

      Метан, няп, только в угольных и сланлцевых шахтах. А вот радон где угодно может быть. тут не вентиляция нужна, а ноборот - герметизация и автоматизация, чтобы наружу не сифонило.


  1. AYamangulov
    02.02.2023 15:58
    +6

    которые на избыточной энергии поднимали бы 35-тонные цементные блоки

    А зачем же бесполезные тяжелые блоки гонять туда-сюда. Полезнее будет построить такую башню рядом с небольшим (или большим) городом, построить наверху огромную емкость для воды и закачивать туда питьевую воду. Воду постепенно опускать в городской водопровод, раздавая ее потребителям и заодно крутить генераторы. Была бы двойная польза одновременно.


    1. gremlin244
      02.02.2023 16:32
      +4

      Мне кажется все на одну точку отказа завязывать тоже не очень идея. Вот пойдет что-то не так, и этот небольшой город останется и без воды, и без электричества.


    1. scream_r
      02.02.2023 22:39
      +10

      Удобно. Открыл краник - начала тускло светиться лампочка. Не открыл - не начала...


      1. LordDarklight
        03.02.2023 11:12

        У меня уже светится так дома ;-)


    1. MasterDan
      03.02.2023 14:17
      +1

      смысла в этом никакого, воду загоняем в башню - запасаем потенциальную, опускаем вниз - переводим в кинетическую, направляем на турбину - отнимаем кинетическую и снова у нас обычная вода, которую надо потребителю насосами подавать.


    1. Didimus
      03.02.2023 14:20

      Рекомендую почитать про систему плотин, шлюзов и гидростанций на канале им. Москвы


  1. guryanov
    02.02.2023 15:59
    +4

    Если мы возьмем свинцовый груз 10x10x10 метров и опустим его на километр, то это запасет энергию 10 * 10 * 10 * 11.35 * 1000 * 1000 * 9.8 = 111230000000 Джоулей, это 30897 киловатт-часов. То есть хватит чтобы 50 квартир обеспечить энергией на месяц. И особых потерь энергии не будет разве что если всю эту махину весом 11 тысяч тонн просто на тросе подвесить. Если как на картинке что-то разгружать и на роботизированых тачках отвозить в сторонку, потери будут гораздо больше а цена такой системы гиганская.

    Ну и другой пример - допустим у нас дом (частный) с солнечными батареями, которые весь день генерят энергию и запасают в гравитационном аккумуляторе, а ночью мы пользуемся этим аккумулятором и допустим у нас груз - кубометр свинца. За вечер-ночь дом расходует 600/30/2 = 10 квт*ч : 3.6e+7 / (11.35 * 1000 * 9.8) = 323 метра.

    Выкопать колодец на 300 метров рядом с домом - ну, реально конечно, но я думаю это очень дорого.


    1. guryanov
      02.02.2023 16:05
      +2

      Если второй пример пересчитать на вот такие аккумуляторы - https://market.yandex.ru/product--akkumuliatornaia-batareia-akb-dlia-elektrosamokata-xiaomi-mijia-m365-pro-36v-12800-mach/1761629471

      То это всего 20 акккумуляторов, 320 т.р.


      1. Stalker_RED
        02.02.2023 17:51

        У LiFePO4 гораздо выше срок службы, больше циклов и гораздо меньше пожароопасность.

        Еще крутая штука flow battery, но (пока) они плохо масштабируются вниз. Их лучше не на отдельную квартиру ставить а на многоквартирный дом, например.


      1. DGG
        02.02.2023 18:01
        +12

        О, идея, берём свинцово-кислотные аккумуляторы. Они дешёвые, ещё и утилизация налажена.

        При избытке генерации заряжаем и одновременно используем как груз гравитационного накопителя (тяжёлые - удобно).


        1. agat000
          03.02.2023 10:20

          Угу, только не забудьте взрывоопасное исполнение всего оборудования (х10 к цене). Водород, однако.


          1. DGG
            03.02.2023 11:40
            +2

            А водород, это вообще модная тема. Его тогда надо из батарей не в воздух дренировать, а собирать и продавать.


            1. agat000
              04.02.2023 08:11

              Для собирать его мало выделяется. А для бздыщщь! вполне достаточно


    1. QDeathNick
      02.02.2023 16:17
      +15

      Чтобы запасти, не опустим, а поднимем. Представляете сколько будет весить/стоить километровый трос, способный 11 тысяч тонн выдержать.

      Но вообще это всё урановые ломы в ртути.


      1. General_Failure
        02.02.2023 18:06
        +13

        Кажется вы изобрели более компактный аккумулятор гравитационной энергии.
        1 способ. Электричество есть, поднимаем урановые ломы. Электричества нет - ломы тонут, крутят генератор.
        2 способ. Электричество есть, топим железные ломы. Электричества нет - ломы всплывают, крутят генератор.


    1. YMA
      02.02.2023 16:19
      +8

      Из этого объема свинца выгоднее сделать банальные аккумуляторы и обеспечить их переработку.

      И стоимость кубометра свинца - почти полтора миллиона рублей, плюс копать колодец и сохранять его от затопления и обрушения ;)


      1. guryanov
        02.02.2023 16:23
        +1

        Если опять пример с домом рассмотреть, сделать колодец диаметром 1 метр, в качестве груза взять чугунные цилиндры (чугун 25000 за тонну стоит) и забивать ими весь колодец - то колодец нужен будет глубиной всего 25 метров. Но стоимость чугуна получается 6млн рублей )

        Я проголосовал за то, что не получится. Просто в статье чисел нет, а интересно как раз оценить :)


        1. YMA
          02.02.2023 17:49
          +1

          А из железа (добавив никеля) тоже можно аккумуляторы сварганить. И для целей временного накопления халявной энергии - они вполне подходят. :)


      1. at5Fd8NVdfpf
        02.02.2023 17:11

        Сохранять от затопления не требуется, свинец отлично тонет в воде. Ёмкость немного поменьше будет (на отношение плотности свинец/вода) и всё.


        1. iig
          02.02.2023 17:32
          +5

          Вода разрушает стены шахты.


          1. saege5b
            02.02.2023 21:14
            +5

            А ещё вода чуть уменьшит вес опускаемого груза, а если груз достаточно близко к стенкам колодца будет, то из-за гидродинамического сопротивления при перетоке воды, будут потери, и они могут быть очень большими.


      1. MasterDan
        03.02.2023 14:25

        тогда, надо грузы из обеднённого урана делать, у него плотность выше и пока он особо не используется, заодно это будут площадки временного хранения до массовой постройки "быстрых" реакторов.


    1. vlivyur
      02.02.2023 19:59

      Там половину этого веса (может треть) будет составлять трос.Оно, конечно, всё равно, в грузе это или в свисающем тросе, но в какой-то момент вращать барабан будет тяжеловато.А уж останавливать его я б никому не пожелал


      1. commanderxo
        03.02.2023 00:26
        +1

        При тяжёлом тросе сила на моторе/генераторе барабана будет зависеть от положения груза, что дополнительно усложняет механику и электронику.


        иначе может случиться вот так


    1. amazed
      03.02.2023 03:10
      +2

      Если мы возьмем свинцовый груз 10x10x10 метров и опустим его на километр, то это запасет энергию 10 * 10 * 10 * 11.35 * 1000 * 1000 * 9.8 = 111230000000 Джоулей, это 30897 киловатт-часов. 

      Расчет ясно показывает что идея не о чем. Построить такое безумное сооружение невеноятно дорого, а обеспечит оно запасом энергии буквально несколько домов.


    1. Valery35
      04.02.2023 08:17

      Стоимость шахтного ствола 300 м глубиной и диаметром 8 м примерно 2млрд рублей была


      1. PuerteMuerte
        05.02.2023 00:53
        +2

        Стоимость шахтного ствола 300 м глубиной этак раз в десять может отличаться в зависимости от типа и устойчивости грунтов, обводнённости грунтов, метода проходки и коррупционности подрядчика :)


  1. Lazytech
    02.02.2023 16:20
    +11

    Ох уж эти сказки. Ох уж эти сказочники. (с)
    Я про гравитационные батареи в шахтах, если что.

    Что касается также упомянутого проекта Energy Vault, на YouTube-канале Thunderf00t на эту тему есть неплохое разгромное видео "Energy Vault -BUSTED!":
    https://www.youtube.com/watch?v=NIhCuzxNvv0
    (Яндекс-браузер позволяет получить голосовой перевод с английского на русский)


  1. DMGarikk
    02.02.2023 16:21
    +1

    Интересно, а куда попал Н. Гулиа с его маховиками, у него вроде в книжке описывались пректы подобные… там еще забавные термоаккумуляторы размером с озеро были


    1. Wizard_of_light
      02.02.2023 16:50
      +1

      У нас этим Кинемак балуется, в США Beacon Power и Amber Kinetics, в Канаде Temporal Power, в Германии тоже вроде кто-то занимался.


    1. HenryPootle
      03.02.2023 10:34
      +2

      Маховики - уже практически стандартное оборудование в системах безперебойного питания для дата-центров.


      1. sneg2015
        03.02.2023 16:04

        Вот тоже хотел по маховик написать. Было видео про российский город где тестировали как супер маховик используют для сохранения энергии трамваев на спусках с горы.


  1. ForestDog
    02.02.2023 16:25
    +5

    Нинада никаких хранилищ! И от линий электропередач можно даже отказаться. Стройте криптоферму прямо рядом с электростанцией и только появился свободный киловат - майнте мани! Расходы минимальные. Деньги сыплются золотым дождем. Экономика так и прет в гору!


    1. zartdinov
      02.02.2023 19:46
      +1

      Но если добавить аккумуляторы, то можно всегда майнить


    1. vikarti
      02.02.2023 20:35
      +1

      А как обратное преобразование из крипты в энергию на этом же месте?


      1. PuerteMuerte
        02.02.2023 20:38
        +8

        А обратно — покупаешь электричество у энергетиков за крипту.


        1. ForestDog
          03.02.2023 18:51

          Точно! В свинцовых аккумуляторах. И возишь их статосратами сратостатами дерижа<censored> тьфу блин! Экологически чистым воздушным транспортом, короче (Это чтобы ещё потенциальную энергию повысить, значит).


  1. Lexst
    02.02.2023 16:50
    +1

    как говорится тема с...к не раскрыта...

    ТАЭС - (твердотельная аккумулирующая электростанция)

    живой пример - стоит себе работает в Новосибирске, небольшой, 20МВт всего...

    Почему эффективно, да потому что запас (подъем груза) энергии идет под одному тарифу, генерация по другому...

    вокруг этой формулы все и пляшет.

    не все просто, но при стечении некоторых факторов может быть единственным решением...

    Но для начала нужно вообще погрузиться в тематику как появились и для чего вообще нужны накопительные электростанции (ГАЭС)...


  1. mapnik
    02.02.2023 16:59
    +5

    Автор, вы не могли бы пояснить следующий пассаж:

    а общую выходную мощность (полную емкость хранения в данном случае) от 2 до 5 МВт, как у средних ГЭС

    а то мне кажется, что то ли я, то ли вы ничего не понимаем в описываемом вами предмете.


    1. Lexst
      02.02.2023 17:03
      +4

      что тут не понятного - реклама канала/сайта с таким качествоим контента...

      чему удивляемся? :)


  1. aik
    02.02.2023 17:17
    +3

    С башнями — фигня для инвесторов.
    Шахты чуть лучше — там хоть ветер не дует, но не забывайте, что шахту надо поддерживать в «рабочем» состоянии — откачивать воду, следить за креплениями, проветривать и т.п.
    А ещё заброшенные шахты зачастую бетонируют, чтобы сверху в них ничего не провалилось.
    Помнится, случайно в такую шахту целое озеро слить умудрились.
    Про локальные провалы вообще молчу.

    В общем, есть у вас гаэс — ну и пользуйтесь. Благо недорогая. Места мало под водохранилище — ну поставьте цистерну на ножках. Не хайтех? Ну так не всё должно быть хайтехом.


    1. Lexst
      02.02.2023 17:29
      +1

      ножки... метров так на 50 или на 100 каждая... :)


      1. aik
        02.02.2023 17:52
        +4

        Можно одну ножку. Но толстую.
        image

        Можно горку отсыпать. Материалов уйдёт немало, но это всё же одноразовая работа.


    1. transcengopher
      02.02.2023 17:30

      откачивать воду, следить за креплениями, проветривать и т.п.

      Если не ошибаюсь, первое можно делать сейчас автоматикой без участия человека, третье нужно только если человеку туда понадобится зачем-то спускаться — например, для проверки креплений. Но крепления проверять нужно не каждый день, следовательно, и проветривать тоже.
      Наверное можно вместо проветривания приспособить дыхательные аппараты ещё, хотя из соображений возможных нештатных ситуаций (когда кого-то завалило внутри) лучше всё-таки проветривать, потому что у аппаратов ресурса одной заправки хватит не на столько же, как у проветренной шахты.


      1. DMGarikk
        02.02.2023 17:40
        +3

        и проветривать тоже.

        если не проветривать, можно оч. серьезный бабах устроить, и пожар под землей (гдето уже лет 30 горит такая шахта)
        там же газ может скапливаться


        1. transcengopher
          02.02.2023 17:47

          Бабах всё же требует каких-то хотя бы гипотетических источников искры.
          Какие источники искры будут у груза на тросе, при условии, что двигатель находится выше горловины? Ну например, высекание искры трением груза о стенки шахты? Этого же можно избежать несколькими способами, например, соответствующим покрытием груза, которое сведёт риск искрения к практическому минимуму.


          1. DMGarikk
            02.02.2023 17:48
            +4

            проще вентиляцию организовать чем надеяться на авось


            1. inkelyad
              02.02.2023 18:01

              <режим бреда on>

              Принудительно заполнить шахту углекислым газом? Все горючее - будет само подниматься наружу и уходить в атмосферу.


              1. DMGarikk
                02.02.2023 18:07
                +1

                так гдето был проект заполнения шахты инертным газом под давлением, а потом этим газом вырабатывать электроэнергию… например через турбину-генератор


                1. MasterDan
                  03.02.2023 14:28

                  синергия - объединить две идеи, груз плюс инертный газ!


            1. transcengopher
              02.02.2023 18:04
              +1

              Я не предлагаю надеяться на "авось" — я предлагаю рассмотреть модель угроз, и соответственно с этой моделью уже оптимизировать установку.


            1. Popadanec
              02.02.2023 18:16
              +1

              Взрывается горючая пыль(угольная, мучная и т.п.) или горючие газы.
              Пыли там нет, т.к. работ не ведётся и очень влажно, газы или есть(просачиваются сквозь породу) или нет. Вдруг откуда не возьмись, они не появятся. Да и искрам неоткуда взяться.
              Шахты десятки лет заброшенные стоят и ничего там не взрывается. Туда периодически лазают диггеры, особо не культурные даже костры там палят.


              1. Serge78rus
                03.02.2023 00:53
                +1

                Да и искрам неоткуда взяться.
                — а несколькими комментариями ниже Вы сами же предлагаете один из источников искр:
                Рельсовый электрический автопогрузчик не то что то сверхсложное.


              1. PuerteMuerte
                03.02.2023 02:13
                +1

                Взрывается горючая пыль(угольная, мучная и т.п.) или горючие газы.

                Пыли в заброшенной шахте нет, а вот метан во всём взрывоопасном изобилии присутствует как минимум в любой угольной шахте… которая не затоплена водой, конечно же. И диггеры в шахтах костры не палят, по крайней мере, те, которые палят, наружу про это рассказать обычно уже не вылезают.


              1. Dr_Faksov
                03.02.2023 03:32

                Те кто палят долго не живут.


          1. Dr_Faksov
            03.02.2023 03:31
            +3

            А искры... Камушек упадёт, пролетит километр и ударится о твёрдое.


          1. Valery35
            04.02.2023 08:24
            +1

            Камешек, пролетев метров 100, легко насквозь вместе с каской пробивает. А тут еще действующий шахтный подъем.


      1. aik
        02.02.2023 18:07
        +4

        За автоматикой тоже надо следить. Да и сама по себе она недешевая.
        Я думаю, что на деньги, которые вы потратите на расконсервацию шахты и обвешивание её автоматикой, можно не одну ГАЭС организовать. И хрен его знает, что больше площади займёт — щахта же влияет на то, что над ней происходит.

        image


        1. Popadanec
          02.02.2023 18:17
          +1

          У ГАЭС своих проблем хватает. И обслуживать регулярно её надо.


          1. aik
            02.02.2023 18:23
            +6

            Всё обслуживать надо. Вопрос только в затратах.
            Щахта с подъёмниками явно будет гораздо сложнее, чем озерцо такого же объёма.


            1. Popadanec
              02.02.2023 18:42
              +4

              Озерцо будет зарастать тиной, водорослями и прочими растениями. Придётся регулярно чистить дно, решётки, обслуживать дорогие турбины. Воду нужно откуда то брать, а значит будут проблемы с уровнем воды ниже ГАЭС, т.к. уровень будет непостоянный. То русло пересохло, то почти потоп. И всегда остаётся вероятность настоящего потопа, если вода проковыряет себе новый путь.
              Шахты десятилетиями стоят вообще без обслуживания, подъёмник прост как лопата и обслуживания практически не требует(раз в несколько лет поменять подшипники).


              1. aik
                02.02.2023 18:56

                Если у вас вода качается туда-сюда, то растения не будут успевать вырасти.
                Вопроса с уровнем воды «ниже» с ГАЭС нет — она обычно между двумя водохранилищами воду качает. То есть всё, что «ниже» будет прикрывать плотина нижнего водохранилища.
                Плотины и потенциальный «новый путь» для воды — это всё на поверхности, на надо никому ползать в узких шахтах, для того, чтобы видеть изменения.

                Шахты десятилетиями стоят вообще без обслуживания

                Угу. Проваливаются, затапливаются и т.п. Расконсервировать шахту — это не просто туда придти и развесить фонарики. Вам там всю крепь придётся перебрать, как минимум.
                раз в несколько лет поменять подшипники

                Трос, как минимум.
                Ну и не забывайте, что вам же не просто один единственный груз вверх-вниз катать предлагают. Вам предлагают грузы вверх-вниз таскать и в горизонтах складывать. То есть там будет погрузка-разгрузка. А ещё в глубоких шахтах подъёмник мог быть не один на всю глубину, а несколько последовательных…


                1. Popadanec
                  02.02.2023 19:07

                  Ну вода никогда не будет выкачиваться досуха. А примитивные растения очень неприхотливы. Если перекачивать туда, то это ещё больше усугубит зарастание.
                  Ну понятное дело что не покрасить и фонарики развесить. Но не думаю что чаще чем раз в год надо проверять.
                  Тросы работают годами. Да и заменить его очень просто и быстро.
                  Рельсовый электрический автопогрузчик не то что то сверхсложное. Его даже автоматизировать легко и обслуживание частое не требуется. Секционный подъём в сверхглубоких шахтах. Там уже проблем побольше, не думаю что такие имеет смысл использовать.


                  1. aik
                    02.02.2023 19:40
                    +1

                    Ну так и будет оно зарастать на минимальном уровне. Это же у вас не питьевая вода. А на мелкие водоросли турбинам плевать. Ну или бочку яда ливанули — водоросли сдохли.

                    Крепь в шахтах осматривают ежедневно. Конечно, можно развесить над каждой опорой камеры, но всё равно надо периодически и глазами смотреть — камера не всё видит.

                    Замена тросов — по износу, раз в пару лет в среднем. Занимает около недели. Размотать, намотать, проверить всё.

                    Погрузчик может и несложен сам по себе, но каждая лампочка, каждая камера, каждый погрузчик — это всё усложнение и удорожание конструкции. И в какой-то момент эти накладные расходы превысят разницу между дневным и ночным тарифами.


                    1. Popadanec
                      02.02.2023 19:48

                      Прилипшее на стенках это будет активно вонять и разлагаться. Придётся чаще чистить решётку, т.к. она будет забиваться.
                      Бочка яда вообще не вариант, т.к. и живности достанется(тем же птицам) и в водоносные слои может попасть.
                      А вообще, практика покажет. И тот и другой способы имеют право на жизнь.


                      1. aik
                        02.02.2023 20:11

                        ГАЭС уже много лет используются.
                        ТАЭС более «классической» конструкции — тупо подъёмники с грузами — в тестовой эксплуатации.

                        А все эти красивые и сложные прожекты пока что только в виде рекламных роликов существуют. Максимум — какой-то кривой прототип, который вроде пока никто не видел в работе. По крайней мере, от того же Energy Vault'a я нашел только несколько фото.


                1. transcengopher
                  03.02.2023 15:49

                  Ну и не забывайте, что вам же не просто один единственный груз вверх-вниз катать предлагают. Вам предлагают грузы вверх-вниз таскать и в горизонтах складывать.

                  Ну я вот например и не согласен, что там нужно чего-то таскать и раскладывать — в моём понимании, что-то сложнее колодца и груза(-ов) на тросах в этом случае не нужно, потому что требует дополнительной энергии на поддержание. А таскание грузов я считаю эффективнее таскания воды исключительно по причинам потребных объёмов, и неизбежного цветения воды (как бы там ни старались перекачивать воду туда и обратно, но для сколько-либо крупных водохранилищ всё равно не получится перекачать с такой скоростью, чтобы убить всю живность и споры внутри воды).


                  1. aik
                    03.02.2023 16:40

                    А какой вы груз можете в одной единственной шахте катать? Сколько он вам электричества выработает при спуске?

                    На счёт водохранилищ — в водоёмах Загорской ГАЭС живут рыбки и вроде не так уж сильно страдают.


                    1. iig
                      04.02.2023 14:45

                      Не обязательно выкачивать всю воду


              1. PuerteMuerte
                02.02.2023 19:11
                +3

                Шахты десятилетиями стоят вообще без обслуживания

                В шахте без обслуживания уже через несколько месяцев как минимум, будет плескаться вода на уровне ближайшего водоносного слоя :)


              1. Valery35
                04.02.2023 08:29

                Там ежегодные плановые затраты на строительство серьезные.


        1. GeorgKDeft
          05.02.2023 12:30

          Я думаю, что на деньги, которые вы потратите на расконсервацию шахты и обвешивание её автоматикой, можно не одну ГАЭС организовать

          На многих шахтах и так по 20 -30 лет такая ГАЭС работает... только в одну сторону - воду из полостей подземных откачивая бесполезно тратя энергию годами чтоб на поверхности обвалов не было. Чтоб такого не было по идее надо десятки тонн породы обратно затолкать, но это экономически еще более невыгодно (если просто заталкивать вниз породу и все). Так что если такую станцию совместить с процессом заброса породы в часть подземных коммуникаций под особо опасными участками над поверхностью то откроется еще один экологический плюс работы такой "ГАЭС".


          1. aik
            05.02.2023 14:18

            Так если откачивать воду — там как раз пустоты будут, который провалятся.
            А если не откачивать — то вода размоет штольни и тоже всё провалится. Впрочем, это зависит от шахты — есть понятие как «мокрой консервации», так и «сухой».

            надо десятки тонн породы обратно затолкать

            Обычно бетонируют несколько верхних уровней, а не всю шахту.

            экономически еще более невыгодно

            Ну да, консервация денег стоит.

            если такую станцию совместить с процессом заброса породы

            Так предлагаемая «ЭС» — это не один раз электричество добыть. А регулярно поднимать-опускать грузы.


    1. iig
      02.02.2023 17:39
      +1

      Места мало под водохранилище — ну поставьте цистерну на ножках.

      2 цистерны ;) ООООЧЕНЬ большие цистерны.


      1. aik
        02.02.2023 18:02
        +4

        Вторая не нужна, бассейн выкопаете. А грунт от этого сойдёт за «ножки» для верхнего резервуара.
        Выйдет вполне сравнимо со всеми этими башнями и шахтами по полезному объёму, но гораздо проще в работе. Не надо никаких кранов, достаточно одного насоса.


      1. Gryphon88
        02.02.2023 19:18

        Я не очень понимаю, почему норвежцам на высоте нескольких сотен метров не сделать во фьорде дно, ну и стенку со стороны моря, и готова верхняя чаша ГАЭС. Вместо нижней море)


        1. aik
          02.02.2023 20:12
          +2

          А им зачем? Им проще приливную построить в том же фиорде.


          1. Gryphon88
            02.02.2023 20:28
            +2

            Чтобы покупать по отрицательным ценам, а продавать по положительным) При дешевом газе или разрешенном угле никто про пики потребления особо не думал.


        1. Serge78rus
          03.02.2023 01:09
          +3

          А зачем Норвегии аккумулировать энергию, если у них, согласно Википедии, 99% электроэнергии вырабатывается на гидроэлектростанциях?


          1. Gryphon88
            03.02.2023 12:26

            Ну как бы в статье пишут про рынок аккумулирования ээ. Аккумулировать чужую, нестабильную с ветряков и батарей.
            Вообще сейчас довольно интересно: кредиты в Европе немного подорожали и скорее всего еще подорожают. Посмотрим, что без дешевых длинных денег осыпется, обычно это скам, высокорисковые проекты и и проекты с длительными сроками окупаемости.


  1. iliasam
    02.02.2023 17:19
    +19

    Что только не придумают, лишь бы в термояд не вкладываться)


  1. Lexst
    02.02.2023 17:47
    +2

    и еще один ньюанс...

    соотношение капвложений на обустройство накопительной станции по сути в узком колодце в земле на профит от генерации...

    сравнение видимо делали только инженеры, которые проектировали строительство вверх, а не использование уже готовых голодцев.


    1. zuek
      03.02.2023 12:24

      и еще один ньюанс...

      Каждый раз, встречая такое написание, думаю, что автор имел ввиду "new once"...


      1. Lexst
        03.02.2023 12:34

        не все и не всегда разумно принимать "в лоб" :) и тем более манипулировать смыслом :)


    1. not-allowed-here
      03.02.2023 12:49
      +1

      а чем башня ветряка не колодец?


      1. Lexst
        03.02.2023 12:53
        +9

        ограничениями

        вспомнилось тут:

        "Заказчик на объекте принимает работу у подрядчика

        Тот подводит его к выкопанной шахте диаметром 3 метра и глубиной 50 метров, заглядывают туда, а на дне горит прожектор. 

        Заказчик: 
        — Что за херня??? 
        Подрядчик: 
        — Вот же чертеж! По нему и сделали. 
        Заказчик (переворачивая чертеж на 180 градусов): 
        — Это маяк, бл*дь! МАЯК!


  1. masscry
    02.02.2023 18:05
    +6

    Я когда вижу все эти бетонные блоки - не могу понять, почему бы не закачивать на эту же высоту просто воду? Строите из тех же самых блоков водонапорную башню и излишки воды закачиваете наверх.

    Если рядом есть гора - можно построить бассейн на этой горе и трубу до её подножья. И просто закачаться этой водой туда-сюда.

    Если хотите в шахте такое устроить - опять же строим в шахте бассейн и качаем воду со дна наверх.

    Вода даёт плюс/минус постоянный напор - постоянную мощность. Блоки - у тебя мощность падает в ноль, когда кран должен быть переведен на соседний блок.

    Таким можно развлекать арабских шейхов - они обожают такие кретивные решения.


    1. aik
      02.02.2023 18:09
      +6

      Это недостаточно хайтехно, тут некуда прикрутить искусственный интеллект и сложно нарисовать красивую 3Д-анимацию.
      А с кранами всё красиво — они жужжат, разноцветные блоки расставляют, даже картинки из них могут складывать… В анимации.


    1. RusikR2D2
      02.02.2023 18:39
      +6

      Соотношение объем-масса. Объем бетона будет в 2.5 раза меньше воды, чугуна почти в 8 раз. Бетонный блок (железобетонный) не требует сосуда для хранения - его можно поднимать сам по себе, можно ставить один на другой. Воде нужны будут баки. Зимой вода замерзнет и бак лопнет. Если же это просто "большой бак для воды на ножках", то в случае прорыва бака будет большое наводнение в округе. А гора+бассейн и так существуют и используются. в том числе и в России. Просто не везде это возможно.



    1. iig
      02.02.2023 18:41
      +2

      построить бассейн на этой горе и трубу до её подножья

      Есть нюанс. Давление воды. Каждые 3 м - 1 атм, если не ошибаюсь. Нужно либо ооооочень толстые трубы и мощные насосы, либо много каскадов насосов и генераторов.


      1. masscry
        02.02.2023 18:55

        В Алмате вроде вода в город с гор по трубам спускают, но могу ошибаться.

        Или вопрос поднятия в этом плане тяжелее, чем опускания?


        1. iig
          02.02.2023 19:24
          +1

          Каскад труб с редукторами. Это проще, вода течёт всегда в одну сторону.


      1. alcanoid
        02.02.2023 23:46
        +9

        10 м


      1. chicodemoscu
        03.02.2023 12:32

        Каждые 10 метров - плюс 1 атмосфера. Источник: wikipedia. Но сути не меняет.)


    1. Sergey_Kovalenko
      02.02.2023 20:52
      +5

      Потому что на такой способ нельзя разводить лохов на симпозиумах по энергетике и шейхов тоже не очень впечатлит.


    1. Dynasaur
      02.02.2023 21:54
      +1

      Так нормальные люди и строят ГАЭС. А фантазёры пишут статьи про гравитационные батарейки.


    1. Dr_Faksov
      03.02.2023 03:39
      -1

      Стоимость насосов, способных перемешать на сопоставимую ВЫСОТУ сопоставимые массы за сопоставимое время будет на ПОРЯДКИ выше стоимости лебёдок. И стоимость эксплуатации\ремонта - тоже.


    1. agat000
      03.02.2023 10:30

      КПД системы "груз -трос-генератор" выше, чем "вода - турбина - генератор". Грубо говоря - здесь все движение передается генератору. а вода сквозь турбину сохраняет кинетическую энергию, значит отдает не все.


  1. unwrecker
    02.02.2023 19:02
    +2

    Китайский вариант кажется куда логичней: только компрессор-генератор, и всё. А тут грузы, тросы, система погрузки и разгрузки, обслуживание, вентиляция....


    1. kkuznetzov
      02.02.2023 19:07
      +1

      По мере развития технологии можно будет перейти к продаже воздуха


    1. YMA
      02.02.2023 20:20
      +1

      Там есть потери в виде тепла - при сжатии компрессором воздух нагревается, а в резервуаре остывает, и потом при сбрасывании еще раз остывает и совершает меньше работы.


      1. Sergey_Kovalenko
        02.02.2023 20:49
        +3

        Не совсем. Когда воздух сжимают, это делают в несколько итераций и после каждой отводят тепло слегка нагретого газа в атмосферу. Когда сжатым воздухом настает время крутить турбины, его давление понижают тоже в несколько итераций и после каждой подогревают теплом из атмосферы. Потенциально при большом числе итераций, когда давление и температура в каждой меняется лишь чуть чуть - процесс почти обратимы и имеет кпд близкий к 100%. Если к тому же запасает воздух такая станция ночью, когда температура пониже, а отдает днем, когда повыше, то ее кпд больше 100% (количество отданной в сеть энергии больше забранной оттуда).


  1. Gryphon88
    02.02.2023 19:20
    +1

    Я больше верю в бочку с горячей солью в качестве термоаккумулятора. Правда, это нафиг хипстерскую фотовольтаику, вместо неё зеркала и турбины :)


  1. tormozedison
    02.02.2023 19:48
    +13

    Съездил, значит, один мальчик на экскурсию на ветроэлектростанцию. Самое большое впечатление на него произвёл гравитационный накопитель энергии. Он расспросил экскурсовода, как эта штука работает. Тот рассказал во всех подробностях. И тут что-то пошло не так: трос оборвался, и гигантская гиря со страшным грохотом упала на землю, подняв клубы пыли.

    Вернувшись домой, мальчик обратил внимание на ходики. Побледнев, он схватил их и с криком разбил.

    - Что на тебя нашло? - удивились домашние.

    - Вы не представляете, какими огромными и опасными они становятся, когда вырастают!


  1. aborouhin
    02.02.2023 19:59
    +5

    У меня вот сильное подозрение, что большинство этих самых заброшенных шахт находятся отнюдь не в густонаселённых районах, где надо сглаживать пики потребления. И, вероятно, также не в богатых ветрами / солнцем местностях, где есть смысл строить соответствующие электростанции. А если мы добавим к расчёту потери, которые нужны, чтобы энергию два раза (!) передать - сначала к такой шахтной аккумулирующей станции, а потом обратно, - то КПД быстро станет куда более грустным. Не говоря про затраты на строительство сетей.


  1. lexa
    02.02.2023 20:46
    +3

    Кажется я понял зачем были построены египетские пирамиды


    1. MonteDegro
      03.02.2023 12:32

      Действительно. Если их уронить обратно на Нибиру, это же сколько энергии!


  1. johnfound
    02.02.2023 22:09
    +1

    Одна из проблем с энергетикой — где хранить избыточную энергию.

    Намного хуже проблема – откуда взять недостающую энергию. Но об этом нечасто говорят, так как не знают.


  1. Dagnir
    03.02.2023 01:37
    +8

    Известный лондонский Tower Bridge раньше приводился в действие похожими накопителями энергии. Паровые машины нагоняли в две вертикальные трубы воду под давлением, она поднимала вверх массивный пистон. Когда надо было поднять мост – пистон своим весом гнал воду назад, быстро высвобождая большое количество энергии (паровые машины медленные, эта штука – быстрая). Такой вот отчасти гидроаккумулятор, отчасти – описанная в статье «гравитационная батарея».


    1. Wesha
      03.02.2023 12:34
      +3

      Piston — это не то, что вставляют, а вовсе даже поршень.


  1. Zhuikoff
    03.02.2023 05:05
    +2

    Электроэнергия универсальная штука, но мы используем разные виды энергии, а процессы можно совмещать. Например водонапорная башня. Заливаем - тратим, сливаем - частично возвращаем. Если это для полива то процесс можно жестко контроллировать, возвращая энергию. Плюс к тому излишки можно тратить на нагрев воды/теплоносителя. Это выгодней чем периодически менять аккумуляторы. Но это же требует осмысленного подхода к строительству систем, а нам проще хаос. В одной стране которой сейчас уже нет это называлось "комбинат". Например бросовое тепло ТЭЦ использовалось для ускорения полимеризации бетона. Можно много примеров найти.


  1. raamid
    03.02.2023 05:14
    +2

    А почему бы не построить высоковольтные трансконтинентальные сети для передачи энергии? Это здорово бы сгладило пики генерации и потребления. И потери можно сделать небольшими при желании, вот тут например пишут что 0.25% на 1000 км для подводного кабеля при передаче постоянного тока (DC)

    https://habr.com/ru/post/373395/


    1. DMGarikk
      03.02.2023 10:31

      А почему бы не построить высоковольтные трансконтинентальные сети для передачи энергии?

      политика мешает


      1. kovserg
        03.02.2023 15:00
        +3

        Физика мешает, а не политика.


        1. DMGarikk
          03.02.2023 15:17

          политика тоже мешает, строить трансконтинентальные сети == создавать связанную экономическую систему взаиморасчетов, на что сейчас например БРЭЛЛ наткнулся

          политика тут важнее, даже если потери на передачу энергии будут минимальны (ну незнаю, сверхпроводники, сверхвысокие напряжения… чёнить в этом роде) она всёравно не даст проекту состояться


          1. PuerteMuerte
            03.02.2023 15:46
            +1

            политика тоже мешает, строить трансконтинентальные сети == создавать связанную экономическую систему взаиморасчетов,

            Зачем? Международный рынок электроэнергии существует очень давно, считать экспортированную/импортированную электроэнергию многие страны умеют, и активно этим пользуются, это всем удобно и всем выгодно. Трансконтинентальные сети к этому ничего не добавят, кроме ещё большего расширения возможностей.


            1. DMGarikk
              03.02.2023 16:49

              Зачем? Международный рынок электроэнергии существует очень давно,

              ага, и нынешние события показали что бывает если связать энергосистемы для балансировки генерации.
              это вам не подачу нефти отключить у которой запасы есть, единомоментный разрыв подобной линии это буквально катастрофа и веерное отключение всей энергосистемы причем обоих сторон


              1. PuerteMuerte
                03.02.2023 16:55
                +1

                ага, и нынешние события показали что бывает если связать энергосистемы для балансировки генерации.

                А что бывает? Наоборот, не в последнюю очередь благодаря перетокам из Европы, украинская энергосистема скомпенсировала нехватку генерации и в целом выстояла перед массированными и целенаправленными атаками.
                единомоментный разрыв подобной линии это буквально катастрофа и веерное отключение всей энергосистемы

                В термине «электрическая сеть» слово «сеть» играет достаточно важную роль. Это именно сеть. Единомоментный разрыв какой-либо линии приводит к увеличению нагрузки на другие линии, а не к веерным отключениям обоих сторон. Если вы вспомните знаменитый американский блэкаут, там совпало одновременое отключение трёх магистральных линий с неработоспособностю системы мониторинга. Украинская же энергосистема, например, при каждом обстреле теряла около десятка важных подстанций, и то более-менее выдерживала.


                1. Gryphon88
                  03.02.2023 18:22

                  Обычно системообразующая сеть — это магистрали 220+кВ (в ЕЭС РФ 220, 330, 500 и 750 кВ, когда при позднем Союзе планировался масштабный экспорт в Китай, построили опытную на 1150кВ), их не раскидаешь по меньшим линиям. Т.е. по сути это тот же нефте- или газопровод, а с меньшими напряжениями гонять электричество между часовыми поясами или если из-за погоды КИУМ ВЭС/СЭС скакнул в несколько раз — просто невыгодно.


  1. Vitvitsky
    03.02.2023 06:39
    -4

    Выскажу необычное для поста мнение, но на избытки энергии нужно охлаждать планету, а не греть.


    1. 0xd34df00d
      03.02.2023 06:45
      +11

      Было бы ещё очень здорово, если бы вы не только высказали необычное для поста мнение, но и совершили необычное для людей действие: перед высказыванием мнения оценили вклад непосредственных избытков энергии в нагрев планеты (и, задача со звёздочкой, потенциальный вклад использования этих избытков для охлаждения).


  1. Wundarshular
    03.02.2023 07:46
    +4

    Мне кажется, в случае шахт забыли про горное давление.

    Любая шахта с момента открытия подвергается горному давлению и, если ничего не предпринимать, то со временем шахту буквально задавит. В связи с этим для эксплуатации шахт как "бесплатных" путей запасания энергии такого рода, нужно дополнительно тратить энергию (и немало) на их обслуживание, иначе так называемые аккумуляторы проработают весьма недолго.


    1. iig
      03.02.2023 10:03
      +6

      Наверное, шахтеры в разработке этой идеи не участвовали.


      1. ZekaVasch
        03.02.2023 10:39

        им некогда, они в другой шахте руду копают


  1. Voldemaar
    03.02.2023 11:23

    Эти шахты придётся обслуживать: откачивать воду, делать ТО механизмам...


  1. capt99
    03.02.2023 12:32
    +2

    Райкин: "А что балерина бесполезно крутится?! Подключи к ней генератор, пусть ток дает!!!"


  1. Maximal30
    03.02.2023 14:36

    Потому что по настоящему эффективная энергетика, только одна - атомная, всё остальное для отмыва бабла и больше о политике, чем о прогрессе и пользе.


  1. densss2
    03.02.2023 14:41
    +1

    Мне одному кажется странным, что мы не видим ни одной вменяемой реализации подобных проектов? Только разговоры и картинки, а также кликбейтные заголовки, как у этой статьи...


  1. mishazifir
    03.02.2023 14:42

    очень интересно, спасибо за статью!)


  1. Schwalbach
    03.02.2023 14:43

    я предлагаю раскручивать какойнить ротор на эти "деньги".

    в качестве ротора можно использовать любой водоем кстати, только вот всей живности там кранты


  1. SkiffCMC
    03.02.2023 14:44

    Ну, уж если заниматься механопанком...

    Помните, был такой стартап про вывод грузов на орбиту через раскручивание его в гигантской спирали? Вот, ставим в местах избыточной генерации такую спираль и крутим её излишками. И тогда у нас есть даже джве опции: понадобилось электричество в сети- тормозим вращение и получаем с этого ток. Не нужно - раскручиваем до нужных оборотов и пуляем груз на орбиту почти что на халяву. А там уже космические фабрики, делающие всякое трудновыполнимое в условиях гравитации, вот это вот всё...


  1. kovserg
    03.02.2023 15:10

  1. shornikov
    03.02.2023 16:00

    Получается, что запасённая энергия будет в 2+ раза дороже, и это не считая инфраструктуры.
    Может, дешевле делиться ей (ты - мне, я - тебе) по кабелю 1000-километровому с соседней страной/часовым поясом/другой стороной горы?
    И дополнительно - ограничить потребление, а то - "нам нужна энергия, чтобы делать вагонетки и копать ямы, в которых мы будет хранить энергию".


    1. Wesha
      03.02.2023 20:35
      +3

      Может, дешевле делиться ей (ты - мне, я - тебе) по кабелю 1000-километровому с соседней страной

      Это работает только до тех пор, пока не найдутся бряцатели оружием (а если история человечества чему-то учила, то они найдутся всегда).


      1. Popadanec
        04.02.2023 09:59

        Да и потери там существенные. Настолько, что уже начали строить экспериментальные сверхпроводниковые линии. Которые должны себя окупить даже с учётом затрат на охлаждение.


        1. Wesha
          04.02.2023 10:35

          начали строить экспериментальные сверхпроводниковые линии

          Ооооо, боюсь даже представить, какой фейерверк будет, когда её пробъёт шальная пуля...


          1. arheops
            04.02.2023 11:41

            Там столько охлаждения и рубашек навешано, что «пуля» должна быть калибра 120мм, не меньше. И то не факт.


    1. Groramar
      04.02.2023 10:21

      К сожалению существуют заметные потери при передаче энергии + сильные суточные колебания, которые сгладить и устранить или сложно или невозможно. Иначе бы никто аккумуляторами не занимался.


  1. mixsture
    03.02.2023 16:15

    Я бы предложил зайти к проблеме пиков генерации с другой стороны. Очень удобно и емко накапливать энергию в тепле, а тепло все равно нужно для обогрева. Вот если все дома оснастить теплоаккумуляторами (небольшими — чисто для сглаживания колебаний в сутках — это буквально емкости в 2-5 кубов), то вполне можно пики генерации сливать в них. Причем в этих сооружениях намного меньше движущихся частей, меньше материаллоемкость (чаще всего достаточно воды или антифризов), меньше опасность для обслуживающего персонала (низкотемпературные ТА vs летающие тысячи тонн груза).


    1. Wesha
      04.02.2023 10:35

      тепло все равно нужно для обогрева

      ...особенно летом!