1. Введение
Здравствуйте, уважаемые читатели Хабра.
Написать данную статью меня побудило то, что в силу профессиональной специфики разработчика электротранспорта мне часто приходится сталкиваться с вышеуказанным вопросом.
Действительно, многим интересно из практических соображений, когда у нас будут:
смартфоны и ноутбуки, которые работают неделю без подзарядки;
электромобили, которые полноценно конкурируют с ДВС по дальности хода;
квадрокоптеры, летающие несколько часов, пассажирские электрические авиалайнеры и прочее.
2. Обзор способов получения энергии
С точки зрения фундаментальных основ современного научного знания об устройстве материи, физике известны три вида процессов, в ходе которых может выделяться энергия:
ядерные реакции;
химические реакции;
гравитационные
реакцииперемещения :)
(говорить в статье о них мы не будем, так как гравитационные взаимодействия относятся к самому слабому виду фундаментальных взаимодействий и компактный источник энергии для носимой электроники и для электротранспорта в земных условиях принципиально не может быть создан. Если, конечно, мы не говорим о том, чтобы забраться на горку, и оттуда съехать под действием силы тяжести.
Впрочем, это не мешает использовать гравитационные аккумуляторы в стационарных условиях).
3. Кратко о проблеме "ядерной" батарейки
Известно, что ядерные реакции имеют потрясающее значение плотности энергии, превышающее таковое у химических источников энергии в десятки и сотни миллионов раз.
Это обусловлено тем, что энергетические переходы происходят в самом "сердце" материи - её ядрах атомов.
Ядро любого атома (кроме водорода) состоит из весьма плотноупакованной группы нейтронов и протонов и имеет размер несколько фемтометров. Это меньше самого атома в десятки тысяч раз. Учитывая то, что закон обратных квадратов для электромагнитного взаимодействия актуален и для таких маленьких масштабов, то кулоновские электростатические силы, действующие внутри ядра превышают силу взаимодействия между атомами в сотни миллионов раз!
Это дает нам и огромный энергетический потенциал ядерных источников энергии, который описывается характерными значениями в десятки и сотни миллионов кВт-ч/кг для делящихся изотопов, но этот же потенциал заключает в себе обратную сторону медали.
Проникающее излучение.
Любые ядерные превращения сопровождает неизбежный атрибут - высокоэнергетические частицы, которые рождаются внутри трансформирующихся ядер атомов и вылетают оттуда наружу. Энергия таких частиц по порядку величины такова же, как и та полезная энергия, которую способен вырабатывать ядерный источник энергии. Два вида частиц, такие как нейтроны и гамма-частицы - обладают очень высокой проникающей способностью и крайней опасностью радиоактивного характера для любых биологических организмов.
Можно ли как-то защититься от этих частиц?
Изготовление эффективной легкой "брони", защищающей оператора, людей, технику от нейтронов и гамма-излучения наталкивается на фундаментальную проблему нашей материальной реальности:
- наша материя очень рыхлая и разреженная на квантовом уровне.
Любое твердое вещество, которое мы привыкли считать твердым, будь то металл или камень представляет собой конструкцию из связанных между собой атомов, которые "сцепляются" друг с другом внешними валентными электронными оболочками. Характерная энергия связи атомов между собой в веществе по порядку величины равна энергии связи внешних валентных электронов с ядром атома - несколько эВ (единица энергии, равная примерно 1.6х10^-19 Дж).
Как прочувствовать единицу "один электрон-Вольт" на нашем бытовом уровне?
1 эВ - такую энергию будет иметь каждая элементарная частица в куске вещества, если этот кусок разогнать до скорости в несколько км/с;
1 эВ - такая энергия соответствует температуре в несколько тысяч градусов;
1 эВ - такая энергия в расчете на одну элементарную частицу при переводе на макромасштабы равна 96485 Дж на один моль таких частиц (постоянная Фарадея). Если вещество состоит из легких атомов в начале таблицы Менделеева, то 1 эВ эквивалентен плотности энергии в пару десятков МДж/кг (единицы кВт-ч/кг), а если вещество состоит из тяжелых атомов - то единицы МДж/кг (десятые доли кВт-ч/кг). Это характерное значение энергии, которую необходимо вложить в некоторый объем материи, чтобы она "распалась на атомы".
Мы живем в материальной мире с "электронвольтным пределом", и большинство достижений нашей цивилизации уперлось в этот предел.
где космические корабли, которые отправляют космонавтов на Марс и на спутники Юпитера?
где материалы, способные выдерживать температуры в 10000 и более градусов?
где материалы, способные выдержать при толщине в 1 мм выстрел из винтовки вблизи?
где топливные смеси, которые дают энергию и температуру на порядок большие, чем бензин, керосин или сжигание водорода?
где, наконец, те самые эльфийские лепешки лембас из Властелина Колец!
Их нет. И виной тому не лень ученых и не тупик в развитии техники, а тот самый "электронвольтный предел", который фундаментально заложен в основу всего нашего предметного материального мира.
Желающие более глубоко ознакомиться с данной проблемой могут обратиться к прекраснейшим статьям автора eugeneb0 про "пружинный предел" (он выбрал такое название для электронвольтного предела :) ).
Вернемся к проникающему излучению.
Прочувствовать, что такое - наша твердая материя на квантовом, сущностном уровне может помочь данная схематическая иллюстрация:
С точки зрения нейтрона, движущегося со скоростью 10000 км/с или гамма-частицы (фотона) с энергией в несколько миллионов эВ любые наши твердые предметы (включая самые прочные стали или алмазы) представляют собой разреженную эфирную (можно сказать: "эфемерную") субстанцию с редкими включениями по-настоящему твердой материи в виде ядер атомов. Однако, из-за того, что расстояния между ядрами превышают их диаметр в десятки тысяч раз - вероятность частице опасного проникающего излучения столкнуться именно с ними - крайне мала. Все остальное пространство представляет собой разреженные облака электронной плотности, которые прошиваются МэВ-ными частицами, как слои хлопчатобумажной ткани пулей из огнестрельного оружия.
Иллюзия "твердости" предметного мира возникает в нашем сознании исключительно в процессе ощупывания вещей из железа, дерева, камня, алюминия нашими еще более нетвердыми пальцами. К реальной физической действительности эта иллюзия имеет весьма отдаленное и условное отношение.
(Предлагаю взглянуть на еще один видеопример, помогающий понять суть материального мира)
Требуются десятки сантиметров свинца или метры бетонной защиты, чтобы число атомных слоев стало достаточным, чтобы повлиять на проход сквозь них нейтронов и гамма-частиц.
Вышеизложенные - есть основное и, вероятно, непреодолимое препятствие для использования делящихся радиоактивных изотопов для питания бытовой портативной техники или персонального электротранспорта.
Сюда можно добавить военно-политические проблемы, связанные с распространением делящихся материалов, риски заражения при аварии и т.д.
Касательно реакций термоядерного синтеза из легких ядер. На сегодняшний день мне не известны примеры, где даже в стационарных условиях крупной лаборатории был бы получен результат самоподдерживающейся термоядерной реакции синтеза с положительным энергетическим выходом. Поэтому про компактный термоядерный источник энергии мы говорить не будем. (Впрочем, нас там тоже будет ждать проблема создания мощных магнитных полей, появляющася от всего того же самого электронвольтного-пружинного предела).
4. Химические источники энергии
Кратко: ими наша цивилизация пользуется повсеместно.
Вся наша цивилизация может быть названа "цивилизацией химических реакций".
Исключая процессы в АЭС, все остальное, что мы имеем:
прочность и тугоплавкость материалов в технических конструкциях;
запас хода машин, самолетов;
космические достижения;
архитектура и строительство небоскребов;
способность проникать глубоко под землю, в глубины океана;
емкость батареек для электронных гаджетов,
всё это обусловлено эксплуатацией квантовых переходов между валентными электронами в веществах. Самые слабосвязанные, самые удаленные от ядра атома электронные облака - есть основа почти всех наших технологических достижений.
К фемтотехнологиям и пикотехнологиям мы не добрались и вряд ли доберемся в ближайшем будущем. Неизвестен принцип, как "подступиться" к внутренним электронным оболочкам, как заставить их участвовать в реакциях. Как создать стабильные, нераспадающиеся мезоатомы и получить экзотическую материю. Не в разовых микроскопических лабораторных экспериментах, а в промышленных масштабах, получая исключительно твердые и тугоплавкие материалы, способные пережить погружение в недра Солнца или выделить многие мегаватт-часы энергии с килограмма материи...
Впрочем, кто знает, технологический прогресс имеет способность преподносить сюрпризы, и мы можем в будущем увидеть то, что даже не снилось футуристам.
5. Про Li-ion аккумуляторы
А здесь все просто.
Если взять главный вопрос, касающийся электромобилей, то он будет звучат так:
- когда электромобили по дальности хода начнут превосходить ДВС?
Поэтому и рассуждения мы построим относительно ДВС, а точнее, относительно источника питания ДВС - бака с бензином.
Принципиально, и в энергетической установке электромобиля, и в ДВС обычного автомобиля происходит реакция окисления.
В первом случае окисляются ионы лития. Во втором - молекулы бензина (да-да, предельные, непредельные, циклические углеводороды, я знаю:) ).
Только в чем разница:
Бак с бензином:
Масса бака на порядок меньше массы бензина, который он может хранить. Горючее хранится в чистом виде и участвует в реакции полностью, сгорая в конечном счете без остатка;
Мы не возим с собой окислитель! Воздух мы черпаем из внешней среды и во внешнюю же среду выбрасываем продукты сгорания.
Из минусов автомобиля с ДВС:
ДВС имеет бОльший вес, чем электромотор
КПД ДВС около 25%, уступает в 3.5 раза сквозному КПД электромобиля от аккумулятора до колес.
Li-ion батарея:
Наше горючее - ионы лития - интеркалируются (внедряются, абсорбируются) при зарядке аккумуляторной ячейки в графитовый анод. Графитовый анод представляет собой матрицу для хранения ионов лития и она может запасти ионы лития из расчета "один ион лития на шесть атомов углерода". Тяжеленький такой бак получается! Это как если бы мы автомобилисту сказали, что для того, чтобы ему взять с собой 10 литров бензина в канистре, канистра должна иметь вес, условно, 60 кг!
Окислитель мы все время таскаем с собой! Современные коммерческие аккумуляторы практически все имеют герметичное исполнение и не обмениваются никакими веществами со внешней средой. Причем, в нашем случае окислитель не простой,
а золотой,не просто воздух или кислород, а целая комбинированная структура из атомов марганца, никеля, кобальта и, собственно, самого кислорода. Думаю, нет нужды говорить, что такие атомы, как никель и кобальт - являются тяжелыми атомами и сильно ухудшают плотность энергии компактного источника электрического тока.Li-ion элемент должен иметь токосъемные электроды выполненные из алюминиевой и медной фольги. В реакции не участвуют. Массу аккумулятора - утяжеляют.
Сепаратор и электролит, корпус, защитный клапан, стальной корпус, плюсовой вывод, термоусадка на корпусе - это также всё имеет массу и никаким образом не участвует в процессах выделении/запасания энергии.
Из плюсов электромобиля:
Электродвигатель с системой управления может иметь высокий КПД, более 90%.
Смесь литий + кислород обладает теоретической энергоемкостью около 11.4 кВт-ч/кг, что практически сопоставимо с энергоемкостью бензина (12.2 кВт/кг, с учетом КПД ДВС - около 3 кВт-ч/кг), но все вышеперечисленные факторы, из которых самыми значимыми являются массовая неэффективность анода и катода, а также тот факт, что мы возим все время с собой окислитель - ухудшает показатель достижимой для Li-ion аккумулятора плотности энергии в десятки раз.
Поэтому на выходе мы имеем типичные значения плотности энергии для коммерческих Li-ion элементов в диапазоне 0.18 - 0.27 кВт-ч/кг. Отставание примерно в 10-15 раз.
Чтобы как-то приблизиться по параметру дальности хода разработчикам электромобилей приходится максимально увеличивать массу аккумуляторной батареи, масса которой значительно, на порядок (как раз в эти 10-15 раз) начинает превышать массу заправленного бака с бензином. Здесь как раз ситуацию частично спасает то, что масса электродвигателя заметно меньше массы ДВС сравнимой мощности, позволяя установить на электромобиль соответствующий аккумулятор увеличенного веса.
Однако кардинально увеличить дальность хода электромобилей может только батарея с большей емкостью на единицу веса.
6. Но ведь ученые изобрели аккумулятор в 10 раз большей емкости!
Изобрели. Заголовки появляются регулярно. Проблема только в том, что современный коммерческий Li-ion аккумулятор должен удовлетворять не только требованиям по емкости, но и ряду других требований:
стойкость к циклированию;
стабильность химической структуры, безопасность, невозгораемость;
экологичность;
приемлемая цена при промышленном производстве;
необходимый показатель удельной мощности (максимального разрядного тока с ячейки).
И борьба за один параметр часто приводит к резкому ухудшению других.
Например, перспективный вариант материала для анода - это олово и кремний. Они способны удерживать ионы лития не в соотношении 1/6 как у графита, а 1/1-1/2. Использование таких материалов позволило бы достичь практически удвоения емкости существующих Li-ion батарей. Но нерешенной остается проблема структурного разрушения анода при циклировании. Ионы лития заставляют анод "набухать" при заряде, при разряде вновь происходит геометрическая деформация. Каждый цикл приводит к растрескиванию материала, что сильно влияет на способность сохранять SoH элемента на каждом новом цикле.
Другая перспективная схема - литий-воздушный аккумулятор (Li-air).
Теоретически, емкость может быть выше в десятки раз. Но существенной проблемой для разработчиков такой системы стало засорение катода из-за наличия загрязняющих примесей в окружающей воздушной среде, а также испарение электролита (аккумулятор по определению уже не является герметичным, ему необходимо "дышать").
Тем не менее, резервы по развитию перезаряжаемых ХИТ еще имеются и в будущем мы можем увидеть батареи, опережающие по емкости ныне существующие в несколько раз.
7. Заключение
В мире компьютеров действует закон Мура, а вот в мире источников энергии "закон Мура" другой. По несколько процентов в год - в лучшем случае.
И причина такого разрыва - в том, что компьютеры еще не достигли положения, при котором один логический элемент или ячейка памяти использует всего один атом, а источники энергии, будь то топливо или химический источник тока - в таком положении уже находятся давно.
При сгорании бензина - каждая молекула - является энергетической ячейкой с энергетическим выходом несколько эВ/частица, аналогично и в аккумуляторах, где каждый ион лития при перемещении с анода на катод отдает во внешнюю цепь 3.6 эВ энергии.
В качестве заключения приведу цитату уважаемого автора Хабра @eugeneb0 из статьи "Цивилизация пружин":
Всё, что запасает энергию в перераспределении электрических полей внешних, валентных электронов обычной материи, упирается в Пружинный Предел: 3-4 эВ на атом, или 20-30 МДж/кг. Материя, которой мы повседневно пользуемся, подобна жадному брокеру. Все транзакции идут строго через него: энергия => материя => электрические поля => материя => энергия. Но брокер запрещает хранить на одном счету больше 3-4 электроновольт на атом, и дерёт колоссальную комиссию в виде массы тяжёлого атома за каждый счёт.
И хотя внутренние электроны атома обладают энергиями связи в сотни и тысячи электронвольт, а ядра — в миллионы и миллиарды, работать мы с этими силами лишь едва-едва начинаем. Пока мы хорошо научились манипулировать лишь тонкой внешней оболочкой атома. В ней, в виде напряжённости электрического поля, и хранятся почти все энергетические запасы нашей цивилизации.
Комментарии (226)
Daddy_Cool
12.05.2024 22:36+1Очень интересно! Спасибо за статью!
Я так понимаю, резервы еще есть -
например, что-то такое.
https://patents.google.com/patent/WO2014014376A1/ru
В плане сравнения ДВС и аккумулятора - корректней сравнивать всё же всю систему, ДВС сложнее и тяжелее чем электродвигатель и требует многочисленных дополнительных систем. В плане запаса хода - Тесла выдает 500-600 км в хорошую погоду, что сравнимо с ДВС.
---
Насчет доступа к внутренним электронным оболочкам - в порядке фантазий, может мистический "холодный термоядерный синтез" это оно и есть? Как мне объясняли некие фрикоподобные товарищи, реактор Росси (и подобные) работают (или работают") осуществляя некоторые промежуточные реакции между химическими и ядерными. Эх, хочется верить, что возможны прорывы!
shef35316 Автор
12.05.2024 22:36+1Благодарю за высокую оценку!
Да, корректно брать массу системы: бак с бензином + мотор.
Но возможна конструкция, где ДВС будет маломощным, соответственно, легким на фоне запасаемого объема бензина. Особенно если взять большой бак. И плотность энергии системы будет во многом определяться вышеописанными законами.
Поэтому я решил опустить этот момент как не имеющий принципиального характера.P.S. Внёс правки соответствующего характера)
Эээх. Обычно, едва появляется какая-то перспективная рабочая технология - за считанные годы мы видим, как она "взлетает" - развивается и внедряется в общество бешенными темпами. Транзистор, солнечная батарея, бесколлекторный мотор, синий светодиод. Примеров можно приводить множество.
А этот ХТС чем-то напоминает по своему темпу размазывания соплей такую вещь как БТГ :)
В кругах фанатов собирается нечто вроде религиозной секты "свидетелей вечного двигателя", где есть свой гуру, который годами собирает модель, собирает сотни тысяч просмотров на Ютубе, кормится с этого Ютуба и имеет стимул тянуть кота за все подробности как можно дольше. "Гуру" прекрасно знает, что рабочая модель не будет никогда построена, а веру страждущих следует поэксплуатировать подольше.Daddy_Cool
12.05.2024 22:36+3>едва появляется какая-то перспективная рабочая технология - за считанные годы мы видим, как она "взлетает"
О, да! Это мой любимый аргумент против реактора Росси. Я специально загуглил сейчас - нет новостей. Видимо Андреа Росси попивает где-то вкусное итальянское вино, возможно вместе с Серджо Канаверо.
---
Насчет "свидетелей"... Муж одной знакомой - хороший человек, по образованию сварщик, собирал дома вечный двигатель - на магнитах по советам из интернетов. Просил на это деньги и семейного бюджета. Знакомая (гуманитарий) позвонила мне и спросила, имеет ли смысл на это выделять деньги. С маленькими катушками у него ничего не работало, а с большими - заработало бы точно!
iShrimp
12.05.2024 22:36Линейный ДВС-генератор. Этой технологии уже много лет, но, к примеру, гибридных автомобилей на её основе до сих пор нет.
shef35316 Автор
12.05.2024 22:36Мне эта тема интересна. Принцип понятен. Недостатки есть, но они устранимы.
Тем не менее, я пока не погружался в эту тему настолько глубоко, чтобы обладать объективной информацией касательно причин её неразвитости с точки зрения промышленного внедрения.Буду благодарен, если вы озвучите свое мнение на этот счет.
ksbes
12.05.2024 22:36Там проблема с надёжностью и долговечностью. Т.к. нет коленвала - то система не сбалансирована даже в нулевых порядках. Отбойный молоток же по сути.
Соответственно задача балансировки отбойного молотка - довольно сложная и сомнительная. Т.к. балансировка "съедает" все преимущества по КПД.
Плюс там есть вопросы по возвратному механизму (пружина или пневмо камера).
А если (чаще всего) делается на цикле Стирлинга - то вылазят все характерные проблемы двигателя Стирлинга: высокие давления, что газ должен быть максимально текуч (гелий), а текучий газ - текуч и, сволочь, вытекает. И т.п.
Li_Yang
12.05.2024 22:36Тесла выдает 500-600 км в хорошую погоду, что сравнимо с ДВС
Нио ЕТ7 выдаёт 1000 км в хорошую погоду
tuxi
12.05.2024 22:36Прочитал с удовольствием, спасибо!
Я думаю, что скорей появится более кардинальный способ передвижения, который будет не сильно дороже текущего способа передвижения "на ДВС/колесо/сила трения", чем смогут добиться на 1 зарядке пробега в 1000..1200км с тем же полезным грузом.
По сути же электроавто ничего кардинально не меняет в концепции автомобиля. Поэтому это не революция, а эволюция, а это тупик. Нужен качественный скачек, а не количественный.
Те же морские сухогрузы/контейнеровозы не могут использовать электричество. Значит нужно осваивать/создавать кардинально иные способы перемещения грузов в пространстве. там будущее и там потенциал.Daddy_Cool
12.05.2024 22:36"морские сухогрузы/контейнеровозы не могут использовать электричество".
Это почему?shef35316 Автор
12.05.2024 22:36+3Могут. Вопрос в рентабельности проекта.
Стоимость энергоустановки (и ее обслуживания) электро- и ДВС растет по разным законам в зависимости от их мощности.Если брать электровелосипед 1 кВт и мопед на пару лошадиных сил, то электричка выходит сопоставимой по цене, но значительно дешевле с точки зрения обслуживания и ресурс у нее будет сильно выше.
Берем мотоцикл на 10 кВт. Электро- и ДВС. Второй будет дешевле и с точки зрения надежности и по ТО уже не так все однозначно.
Берем электромобиль на 100 кВт. Тут однозначно ДВС-собрат будет дешевле. Стоимость ДВС (не говоря о стоимости бОльшего бака для бензина) при росте мощности не растет так сильно, как растут стоимости контроллеров, электродвигателей и батарей.
Берем фуру с условной мощностью 300 кВт. Огромные пробеги, огромные нагрузки. Аккумулятор будет стоить заоблачных денег. При этом число циклов у него будет таким же, как у маленького аккумулятора для электровелосипеда. И через 5-8 лет владельца фуры ждет разорение.
Про сухогрузы и пассажирские лайнеры даже говорить нечего.
Стоимость дизельного мотора с резервуаром мазута будет ничтожна на фоне Li-ion аккумулятора с такой же энергетикой.
Volodichev
12.05.2024 22:36Тут есть ещё один момент.
Для любого наземного транспорта возможно рекуперативное торможение. А вот для водного транспорта рекуперативное торможение - глупость. Корабль тормозит включением двигателя в реверс. Т.е. он будет не только не восстанавливать заряд в обмен на скорость, но и наоборот расходовать его.
Wesha
12.05.2024 22:36Проблема в том, что водный транспорт мог бы тормозиться рекуперативно — но только а) относительно окружающей воды, и б) достаточно неспешно. В то время как в жизни стоит задача затормозиться а) относительно суши, и б) вотпрямща!
Например, если вашу посудину несёт по Ниагаре в сторону водопада, бессмысленность торможения относительно окружающей воды становится достаточно очевидной.
А то посоны предлагали
LF69ssop
12.05.2024 22:36Если под водным транспортом понимать всякие речные лоханки то возможно.
А если нормальные океанские пароходы то все несколько не так.
Volodichev
12.05.2024 22:36относительно окружающей воды
Ну это да, не спорю. Но речь шла о танкерах, а они обычно тормозят в водах, в которых скорость попутного течения не велика.
достаточно неспешно
Чуть дольше, чем если просто застопорить винт. Основное торможение будет происходить за счёт сопротивления корпуса, а вовсе не за счёт раскрутки винта. Для большого танкера хорошо, если винт даст хотя бы пару процентов сопротивления, а значит и кинетическая энергия вернётся в аккум в такой же пропорции.
А то посоны предлагали
Вот я уже представил, как сильно придётся усилить корпус, чтобы эти парашюты не вырвало вместе с частью борта и сколько это будет весить...
Автомобиль тоже может не тормозить, а ехать на нейтралке до полной остановки. Это будет даже энергоэффективнее, чем рекуперация. Но ни кто так не делает. Всем надо ехать и тормозить как можно быстрее. Рекуперативное торможение на авто это позволяет, а рекуперативное торможение на судне - нет. Поэтому полноценные электрички на воде - блаж и глупость.
А почему гребной винт не может работать генератором?
Да может, а смысл? Площадь винта относительно площади миделя ничтожна. Ну вернёте Вы 1% от кинетической энергии... ИМХО, оно того не стоит.
Grey83
12.05.2024 22:36Рекуперативное торможение на авто это позволяет, а рекуперативное торможение на судне - нет.
Кмк, есть выход: гребное колесо. =)
Правда сколько и какого размера они должны быть для эффективного использования я затрудняюсь сказать. Возможно сопоставимого размера с самим судном (и это от этого будет больше проблем создано, чем устранено).
DGN
12.05.2024 22:36А почему гребной винт не может работать генератором?
До кучи, они особо и не тормозят.
AndrewT2
12.05.2024 22:36Как вы думаете, почему у Тесла такая дикая капитализацияя?
Себестоимость электрички ниже двс, тк в 3 раза меньше деталей.
В Китае сейчас электрички дешевле двс
ksbes
12.05.2024 22:36+2Себестоимость электрички ниже двс, тк в 3 раза меньше деталей.
Как количество деталей влияет на себестоимость? У деталей может быть как бы разная цена.
И да деталей у электричек больше - каждый элемент батареи - считай деталь. А их там - 7000 и больше. И это только элементы - без подводящих проводов и электроники. Салон, трансмиссия, подвеска - такие же. Система охлаждения - тоже. Мощный электромотор - тоже не из пяти деталей состоит.
Volodichev
12.05.2024 22:36Как количество деталей влияет на себестоимость?
Ну как минимум сокращает логистический ад. Номенклатура то одна. А сколько там различных деталей в ДВС?
Салон, трансмиссия, подвеска - такие же.
Такие, да не такие. Сцепления нет. Коробка передач - опционально. Дифф - опционально.
AndrewT2
12.05.2024 22:36У меня 144 батареи. Трансмиссия банальная - редуктор на 3 шестеренки и все. Электромотор очень простой и их 2 - не нужны муфты, карданные валы, и т.д. Нет катализатора и выхлопной системы.
ksbes
12.05.2024 22:36У меня 144 батареи
Элемент весит 46гр. Т.е. ваша батарея весит 6 кг. У вас электровелосипед?
Потому неудивительно, что у вас:Трансмиссия банальная - редуктор на 3 шестеренки и все
... и никаких ШРУСов и тому подобного.
Электромотор очень простой и их 2 - не нужны муфты, карданные валы, и т.д.
Вы посмотрите - удивитесь. Если у вас не мотор-колесо без карданных валов вы не сможете сделать подвеску. Подсказка - она вверх-вниз ходит относительно мотора.
Нет катализатора и выхлопной системы.
Это с десяток деталей максимум (сравниваем с тысячами элементов - у вас их порядка полутора должно быть)
blind_oracle
12.05.2024 22:36Элемент весит 46гр. Т.е. ваша батарея весит 6 кг.
Во многих машинах в т.ч. в Теслах давно отказались от 18650 - там теперь 4680 или типа того. А в других, вроде Nissan Leaf - вообще пакетики, а не цилиндрические ячейки.
Volodichev
12.05.2024 22:36Во многих машинах в т.ч. в Теслах давно отказались от 18650 - там теперь 4680 или типа того
Концептуально это ничего не меняет. Ну теперь 1500 элементов, а не 7000. Впрочем номенклатурная единица всё равно одна. Просто на складе для производства 1000 машин лежит не 100 наименований гаек по 1000 штук, а 1 500 000 аккумов одной модели.
Nissan Leaf - вообще пакетики
Гори гори ясно! Отвёрткой ткнул не туда и привет.
blind_oracle
12.05.2024 22:36Концептуально это ничего не меняет. Ну теперь 1500 элементов, а не 7000.
Варить их дешевле и собирать в итоге, как минимум. Ну и QA, скорее всего, упрощается тоже т.к. нужно меньше элементов проверять перед сваркой.
Гори гори ясно! Отвёрткой ткнул не туда и привет.
Ну, японцы конечно дураки, да, куда им до вас. И Volkswagen дураки тоже, которые в своих VW ID.х используют пакетики.
Ессесно там всё в жёстких корпусах, поделённых на модули. Так что разницы с цилиндрическими ячейками особой нет - в случае ДТП один хрен повредиться может.
Grey83
12.05.2024 22:36Ессесно там всё в жёстких корпусах, поделённых на модули.
Может таки не пакетики, а призматические элементы?
Просто призмы (не помню литий-титанат только или есть и другой химии) б/у на большую ёмкость можно несколько лет как свободно купить, а пакетиков в продаже таких не вспоминается.
blind_oracle
12.05.2024 22:36https://youtu.be/uP-lOsd4cVY?t=442
Как по мне обычные пакетики, но я не настоящий сварщик.
Вот такие там судя по описанию (E78): https://www.lgensol.com/assets/file/LGES_spec_sheet_cells_2022.pdf
Grey83
12.05.2024 22:36По видео больше похоже на призматическую батарею набранную из пакетиков.
Вообще если эти пакетики будут с твёрдым электролитом, то безопасность будет на уровне 18650 или даже выше.
AndrewT2
12.05.2024 22:36+1Вам уже ответили. Элементы CATL - первого в мире поставщика аккумов для EV. Тесла тоже на них делает свои машинки.
30 тыс деталей в двс авто и 10 тыс в электро. В Китае выпускают хорошие EV стоимостью 10-15к. Просто уменьшают маржу. У Теслы маржа была дикая по сравнению с ДВС - они это не скрывали. Сейчас этот праздник подпортили китайцы ценовыми войнами.
shef35316 Автор
12.05.2024 22:36+8Благодарю за комментарий!
Или менять философию общества потребления, где каждый должен добиваться успешного успеха, а под успешным успехом подразумевается большой черный ЖЫП с надписью "Fuck Fuel Economy" на заднем стекле.
Если внедрить в сознание общества другие ценности, например, бережное отношение к окружающей среде, убрать все эти bullshit-рабочие места, поубирать человейники, маятниковую миграцию, повысить престиж общественного транспорта, то выяснится что нам необязательно иметь сверхмощные аккумуляторы или супер-пупер моторы.
Выяснится, что плотности энергии имеющихся Li-ion аккумуляторов в 200 Вт-ч/кг хватает на всё необходимое. Особенно, если никуда не надо торопиться, если сочетать это дело с комплектом раскладных солнечных батарей и иметь возможность заряжать электротранспорт в разных населенных пунктах.
Wolframium13
12.05.2024 22:36+2В этом раскладе и электродвигатель не нужен. Один автобус на современном дизеле экологичнее десятка Тесл.
Komrus
12.05.2024 22:36+2поубирать человейники, ... повысить престиж общественного транспорта
Дык
убираем человейники -> переселяем народ в частные домики в субурбию -> прощай общественный транспорт вообще. Все сугубо на луичных авто ездят по 50 км на работу.
Оставляем человейники, повышаем общественный транспорт - было в СССР. Не понравилось. Народ как-то массово решил, что без "руководящей и направляющей", зато с личным авто - оно поудобнее жить будет...
Убираем маятниковую миграцию - на удалёнку, что ли всех перевести? Производительности труда падает даже у тех, кого реально перевести...
Или стоить жилье прямо около заводов? Вроде ещё в самом начале XX века от такого отказались?shef35316 Автор
12.05.2024 22:36Komrus
12.05.2024 22:36+1Эмс... Ответом на проблему массового жилья ("человейников") является "школа магии" некой Меньшиковой, на которую Вы мне прислали ссылку?
Градостроительство, планирование... Не... Школа магии!
Как бы это сказать. Неождиданно...shef35316 Автор
12.05.2024 22:36Магия - наука о сознании и теории восприятии реальности.
А проблема человейников и больших черных джипов - это как раз результат искаженного восприятия реальности.
"Либо индивидуализм, либо коллективизм".
"Либо белое, либо чёрное".
"Либо авторитет, либо лох".
"Либо мегаполис, либо жизнь в глухой деревне".
"Либо бокс, либо балет".
"Либо личный автомобиль, либо общественный транспорт".
"Либо единица, либо ноль".Бинарное мышление.
А реальность имеет небинарную природу, а квантовую.
В ней есть место цветным градациям, суперпозициям, комбинациям и различным промежуточным вариантам.Смотрите шире на проблему. Выберитесь из прокрустова ложа моделей поведения и ценностей, навязанных СМИ и социумом.
Wolframium13
12.05.2024 22:36"Отличная речь, председатель, только как корову будем вытаскивать из болота всё-таки?"
shef35316 Автор
12.05.2024 22:36Избавляться от bullshit-job. Это первое и самое главное. Больше половины рабочих мест (например, создание "театра безопасности", огромный штат прислуги и лакеев удовлетворяющих прихоти олигархата и т.д) - не нужны для блага человечества.
Всех этих людей отпустить, платить им ББД (безусловный базовый доход), чтобы они сидели дома, смотрели сериалы, занимались своими семьями и копали грядки на своих дачах, и никуда не ездили каждый день туда-сюда.
Такая мера сразу уменьшит потребность в строительстве 25-этажных человейников - их этажность и плотность заметно сократится.
Так как ББД не привязывает человека к месту получения доходов, то огромная масса людей просто перестанет быть "понаехавшими" и уедет обратно в регионы, которые им милее и роднее.
Это также поможет уменьшить число транспорта на дорогах в 2-3 раза, особенно в часы пик, убрав заторы и необходимость строить огромной ширины магистрали и гигантские эстакады.
Изгнать из сознания социума бабуинские инстинкты из разряда "если я пересяду с ЖЫПа на электровелосипед, то мне самочки не дадут и перестанет уважать сосед с лестничной клетки". (Пересекается с пунктом 1).
Электровелосипед, электросамокат - исключительно эффективный транспорт для любых маятниковых перемещений, где их аккумуляторы с плотностью энергии в 200Вт-ч с лихвой перекрывают потребности по дневному пробегу.
Я это доказываю ежедневно своим примером эксплуатации электровелосипеда с 2012 года.
Что касается зимы и ненастных дней - общественный транспорт.
Комбинировать электротранспорт с солнечными батареями - это возможность строить отличные релакс-пепелацы для активного и пассивного отдыха на природе в теплый сезон.
Пересаживаем людей на солнцемобили, внедряем культуру их использования - и снова снижается нагрузка на промышленную и энергетическую инфраструктуру страны.
Люди путешествуют, радуются жизни, солнышку, птичкам и деревьям. Наполняются силой и энергией. В головах наводится порядок. Перестает быть нужным новый айфон или мультиварка.
Меньше покупок, меньше нагрузка на инфраструктуру - меньше нужно обслуживающего персонала - их всех также отправляем домой, на ББД.
Солнцемобили, разумеется, необходимо сделать надёжными - и они будут служить всю жизнь с заменой АКБ раз в 8-10 лет.
Отчаянно боремся с технологией запланированного устаревания (PLM).
Люди, которые нарочно вносят в проект изделия элементы, сокращающие его ресурс - должны восприниматься обществом как злостные преступники, вредители и отношение к ним должно быть как к изгоям, позорящим род человеческий.
Философия и культура общества должна быть такова, чтобы коллективный ментальный фон буквально испепелял разум и душу каждого человека, едва он только захочет замыслить о чём-то подобном, ради личного обогащения.
Сразу освобождается куча людей, которые до этого непрерывно производили ломающийся хлам.
Освобождаются люди, которые утилизируют сломанный и постоянно выбрасывающийся хлам.Этих несчастных рабочих также - на ББД.
Кто совершает маятниковые перемещения и есть необходимость возить с собой семью - пожалуйста, классический электромобиль. 200-300км запаса хода от АКБ - для этих целей достаточно. 25-этажные человейники останутся в прошлом как страшный сон, а для 5-10 этажной застройки можно решить проблему, чтобы во дворе рядом с парковочными местами стоял ряд обычных 220В-розеток для зарядки электромобилей ночью.
Была бы только коллективная воля и желание.
Кому нужны дальние расстояния - есть поезд, ну и в конце концов, обычный автомобиль с ДВС никто не отменял. Дальние грузоперевозки - там также оставляем ДВС.
==============================
Важно осознание того, что каждодневная принудительная работа - это рудимент, зло и вред в условиях, когда промышленная революция подняла производительность труда в сотни раз со времен аграрного традиционного общества.
В контексте избавления от философии PLM и идущих процессов автоматизации и роботизации - людей, занятых на производстве станут единицы процентов. (Если уже не стали).
Вся проблема в философии. В ценностях и убеждениях, применительно к коллективному сознанию.
Что обществу дороже?
иметь сотни сортов колбасы в супермаркете или свобода заниматься тем, что нравится?
фетишировать на безумно дорогие объекты архитектуры, декора в городе или отдыхать на природе?
пытаться постоянно доказывать себе и социуму свою крутость или заниматься творчеством, созидательным трудом, налаживанием доброжелательных коммуникаций со своим окружением?
Материальные проблемы - есть следствие сбитой системы ориентиров в коллективном сознании.
Меняем сознание - меняется реальность.
P.S.
Сюда я не добавил огромные расходы ресурсов, финансов и нервов на судебные тяжбы, содержание заключённых. На войны, в конце концов.
Если ещё и тут в умах людей порядок навести...
northrop
12.05.2024 22:36промышленная революция подняла производительность труда в сотни раз со времен аграрного традиционного общества.
Тут проблема еще в том, что в той же сфере услуг (привет от медицины и услуг ухода за престарелыми и инвалидами) производительность не выросла от слова совсем. И тут даже непонятно как ее наращивать. Плюс сельское хозяйство офигенно зависит от объемов доступного минерального сырья, а оно уже показывает дно (привет, исчерпание запасов фосфора https://crustgroup.livejournal.com/60611.html), а это грозит голодом всему непомерно размножившемуся человечеству.
rPman
12.05.2024 22:36ухода за престарелыми и инвалидами
инструменты -инвалидные коляски, внешний автокран или экзоскелет чтобы поднять/уложить ослабленного в кровать, помыть,.. инструменты управления и автоматизации - компьютер следит за приемом лекарств, распорядок дня, распределение по зданиям и т.п... (на практике далеко не везде все это используется, по причинам политикоэкономическим) позволит меньшему количеству персонала обслуживать с высоким качеством пациентов, чем такое же качество но в прошлом (тогда буквально на одного человека пришлось бы по нескольку слуг держать).
Нехватка фосфора уж точно не грозит голоду, фосфор никуда не девается, его нужно просто правильно добывать (плакать будут те кто раньше добывал его дешево, ну кому то не хватит на очередную элитную шлюху). Понадобится все организуют и добудут.
Человечеству голод грозит не по материальным причинам а организационным, за столько лет экспоненциального развития не научились жить в мире друг с другом, политикоэкономические 'выкрутасы' ломают любые правильно построенные методики, происходят абсурдные ситуации, типа когда рядом с людьми, которые не могут купить себе еду, эту еду уничтожают (тоннами, регулярно), чтобы эти люди продолжали оставаться голодными (косвенно но одна из причин эта).
northrop
12.05.2024 22:36поднять/уложить ослабленного в кровать, помыть,.. инструменты управления и автоматизации
Это все светлые мечты, особенно если никогда не сталкивался сам с пролежнями у таких пациентов. Максимум что есть сейчас - слегка модифицированный вилочный погрузчик, но сменить памперсы и обрабатывать пролежни он не может от слова совсем. Да и переворачивать тело (а зачастую тушу стокилограммового инсультного пациента) он не может сам с нужной точностью движений.
rPman
12.05.2024 22:36Конечно я не специалист, я попросил кривой гугл и первое же что он мне выдал
Что то мне говорит что ничего похожего лет 100 назад не было, тем более массово, а инвалиды и пожилые люди тихо загибались в углу.
Wolframium13
12.05.2024 22:36+1ББД разгонит инфляцию и условные 100 000 кредитов в месяц превратятся в буханку хлеба (сейчас увеличение копеечной пенсии на пару процентов бьёт волной подорожания), постоянно увеличивать ББД до достойного ни одно государство не потянет, в лучшем случае некий прожиточный минимум на который существовать согласятся только асоциальные личности.
-
"если я пересяду с ЖЫПа на электровелосипед, то мне самочки не дадут и перестанет уважать сосед с лестничной клетки"
Сначала надо выгнать идею "мой комфорт важнее комфорта общества". Потому что удобнее ехать в ЖЫПе с климатом на мягком диване, чем катиться на велосипеде. А когда транспорт станет ещё и с автопилотированием, то вообще кайф.
-
"Пересаживаем людей на солнцемобили, внедряем культуру их использования - и снова снижается нагрузка на промышленную и энергетическую инфраструктуру страны.
Люди путешествуют, радуются жизни, солнышку, птичкам и деревьям. Наполняются силой и энергией. В головах наводится порядок. Перестает быть нужным новый айфон или мультиварка."
Одно не следует из второго, в США, например, развиты автопутешествия, но от айфона никто не отказывается. Возможность путешествовать не делает тебя фанатом экологии.
-
"Сразу освобождается куча людей, которые до этого непрерывно производили ломающийся хлам.Освобождаются люди, которые утилизируют сломанный и постоянно выбрасывающийся хлам. "
Без этого замедлится экономическое развитие, а нам ещё по пункту 1 всем ББД платить. Это же формула банкротства.
-
"25-этажные человейники останутся в прошлом как страшный сон "
Все хочется жить в экономическом центре, а не отшибе, а в центре земля стоит дорого, спрос-предложение, поэтому человейники неизбежны.
"Важно осознание того, что каждодневная принудительная работа - это рудимент, зло и вред в условиях, когда промышленная революция подняла производительность труда в сотни раз со времен аграрного традиционного общества. "
Это необходимость в рамках капитализма - постоянный рост, без этого стагнация.
"Что обществу дороже?"
Тут дилемма общество-индивид. Индивиду дороже первое.
"Если ещё и тут в умах людей порядок навести... "
С этого нужно и начинать. И без этого весь ваш текст утопия. Даже коммунисту утописты понимали, что сначала надо вывести Нового Человека, для которого коллективное выше личного, а только потом коммунизм строить. А у вас телега впереди лошади.
northrop
12.05.2024 22:36Одно не следует из второго, в США, например, развиты автопутешествия, но от айфона никто не отказывается.
Приводить в пример страну, которая в год на кондиционирование потребляет электроэнергии больше, чем все страны Африки вместе взятые этой самой электроэнергии вырабатывают при суммарной численности населения в 3 раза большей чем США - ну, такое себе. Второй планеты у нас нет чтобы обеспечить всех при существующих технологиях энергией как средний житель Штатов.
shef35316 Автор
12.05.2024 22:36Вера создаёт реальность.
До тех пор коллектив людей сам себе говорит, что что-то "невозможно" - это будет невозможным.
P.S.
ББД не приведёт ни к какой инфляции на буханку хлеба, если производимое количество хлеба на заданной территории и число человек, потребляющих этот хлеб останется неизменным после соответствующих преобразований в алгоритмике распределения материальных ценностей.Первый закон экономики: "невозможно употребить то, что не произведено".
Соответственно, если что-то продолжает производится в достаточном количестве - то это по-прежнему будет возможно употреблять.
Смотрите мимо денег. Это мусор, продукт коллективной галлюцинации.
Реальными вещами являются человеческие желания и потребности с одной стороны, и производимые товары промышленностью, которая нуждается в небольшом проценте людей для обслуживания своей работы - с другой стороны.
agat000
12.05.2024 22:36+1"Мое дело - стратегия. Тактику сами думайте" (с)
shef35316 Автор
12.05.2024 22:36Сначала стратегия, потом тактика.
Не зная направления куда надо ехать - преждевременно думать о том, что положить в чемодан и какое место в автобусе занять.Был задан вопрос, про то, какое отношение к решению проблемы человейников имеет школа магии - я дал ответ, обосновывающий, что данная проблема имеет не физико-техническую, а социальную и психо-алгоритмическую природу (о которой в этой школе говорят).
А что касается тактики: здесь всё просто. Необходимо начать с работы по изменению своего собственного сознания, осуществляя переоценку ценностей в своём разуме, а потом распространять данную информацию дальше. Придёт время и это станет мэйнстримом, также, как гелиоцентрическая система мира сменила геоцентрическую и как абсолютное время и пространство Ньютона уступили место теории относительности Эйнштейна.
rPman
12.05.2024 22:36+1Изменение своего собственного сознания не поможет.
Информация 'о том как надо' не изменит сознание других.
Бесполезно (не эффективно) менять сознание тех, кто не влияет на ситуацию.Изменить сознание тех кто влияет - не получится, там отрицательный фильтр с обратной связью, чтобы попасть в 'касту' имеющихся власть нужно быть условно плохим (я молчу про то что власть не получают, но так как там градация не строгая, какие то кусочки власти - можно), хорошие от туда вылетают. Не может человек, ставящий целью 'мир во всем мире' пройти через тех у кого цель 'блага себе за счет войны во всем мире', такой не впишется и не пройдет дальше первой инстанции.
Любые попытки построить утопию столкнутся об реальность. Сначала нужно сломать уже имеющийся бардак, и только потом построить, но у тебя нет ни строителей, ни управляющих, ни знаний как, ни желающих делать и то и другое.
В лучшем случае изменения можно провести, если план по их внедрению затянется на несколько поколений,.. и в первую очередь через образование. Родители не умеют и главное не имеют времени на это, государство заинтересовано чтобы население было тупым и послушным а не правильным,.. вот тебе простое описание условий - меняй.
shef35316 Автор
12.05.2024 22:36Поможет.
Богачи, воровством сколотившие свой капитал - живут не в вакууме.
Они точно также зависят от социального одобрения, как и все остальные.Им не нужны деньги, тачки и драгоценности в виде "вещей в себе".
Им нужно наше восхищённое и завистливое внимание.
Потому что, где внимание - там и энергия. Не та энергия, что имеет размерность [Дж], а более тонкой формы - психическая, астральная, эмоциональная энергия.
Самый ценный и дорогостоящий эликсир во Вселенной.
"Низы" накачивают энергией своей воли, веры, воображения и любви все эти материальные безделушки в виде денег, шуб, яхт, дворцов и прочего - поэтому "верхи" и не могут устоять от соблазна этими цацками завладеть.
Как пчелы собирают нектар, так и богачи, махая перед носом народа очередной гламурной безделушкой - собирают энергетический нектар, выделяемый человечьими душами.
Термин "гламур" имеет такие варианты перевода как "чары", "волшебство".
Чары и волшебство насыщаемые энергией человеческих страстей и желаний.
Стоит только тебе, мне, и другим людям перестать отправлять свои восхищённые взбудораженные взгляды в сторону владельцев чёрных ЖЫПов - ЖЫПы потеряют тот самый магический флёр и ауру, которая так возбуждает и мотивирует сделать что-либо против законов совести и человечности ради их приобретения.
Из этих вещей выйдет вся волшебная сила, и, как следствие, потеряется смысл их приобретения и принесения ради них жертв.
IvanPetrof
12.05.2024 22:36+3Значит нужно осваивать/создавать кардинально иные способы перемещения грузов в пространстве.
Телепорт?
Wesha
12.05.2024 22:36Телепорт?
Закон сохранения энергии?
IvanPetrof
12.05.2024 22:36А что не так с законом?
Wesha
12.05.2024 22:36То, что люди воспринимают всё "с бытовой точки зрения". Тогда как нужно вспоминать физику.
Допустим, каким-то волшебным образом мы научились телепрортировать тело из точки А в точку B. Появляется несколько интересных моментов. Наиболее очевидный — в точке A высота предмета над уровнем моря была
, то есть его потенциальная энергия была 
. Теперь тело телепортировалось в точку B, где его высота над уровнем моря стала 
, а потенциальная энергия стала 
, то есть увеличилась на 
. А теперь внимание, вопрос: откуда взялась эта самая прибавка энергии?(А дальше в затылок начинают жарко дышать всякие там законы сохранения импульса, массы, заряда и тэдэ).
IvanPetrof
12.05.2024 22:36+1Ну мы же не знаем как будет работать "телепорт"?
С нашей точки зрения это вообще невозможно. Но тем не менее не мешает нам рассуждать о пузырях Алькубъерре.
Как сказал классик - Любая достаточно развитая технология, неотличима от магии. У каждого из нас дома есть
волшебная палочкапультвзмахомнажатием которого мы управляемволшебным блюдцем с яблокомтелевизоромApple. А покажи это кому лет 200 назад?))P.s. А лет 100 назад вас бы за это уже не сожгли, но любой учёный радостно объяснил вам что это не может работать именно так и в таком виде (размере, дальности, компактности, энергоэффективности), т.к. Нарушает ряд законов физики))
Wesha
12.05.2024 22:36+1Увы, но боюсь, что все низко висящие яблоки наука уже собрала — времена Фарадеев, которым для совершения очередного открытия требовался только лежавший в кармане магнит, прошли, сейчас для открытия нужны бадуры размеров БАК и соответствующие энергии. Пружинный предел, бессердечная ты щука!..
IvanPetrof
12.05.2024 22:36Вы не поверите. Точно так говорили и 100 лет назад))
Это, конечно, не является доказательством. И, возможно, новых больших открытий именно в физике действительно больше не будет (ну когда-то же они должны закончиться)). Однако, наша жизнь может так измениться, что перемещение на личном транспорте станет не нужным (ну, допустим, мы все будем "жить" в "матрице". А там запросто будут "телепорты" или что-нить по-хуже))
Wesha
12.05.2024 22:36Точно так говорили и 100 лет назад))
...но есть нюанс (с) — 100 лет назад не знали, почему если помахать магнитом в катушке —
загорится ламочкапойдёт ток; а сейчас знают — электроны, магнитные домены, ЭДС, квантовая физика, вот это вот всё. Условно говоря, если где-то до середины XX века "школьник" мог прочитать только "слово целиком", то к настоящему он "выучил буквы" — и выяснил, что слово ЩАСТЬЕ ну никакак не хочет складываться из букв О, П, А и Ж, вне зависимости от того, насколько горячо его желание это сделать. Объективная реальность, данная нам в ощущениях, бессердечная ты щука!IvanPetrof
12.05.2024 22:36Нюанс есть. И он состоит в том, что в любой момент истории, мы думаем "ну вот теперь-то мы знаем всё. Не то что сто лет назад". И каждый раз находим чем похвастаться перед предками. Вчера это была алхимия, Сегодня это магнит с катушкой. А завтра, вполне возможно, квантовая запутанность. И лет через 100 мы с гордостью будем говорить - "вот тогда мы просто умели запутывать электроны и махали ими в детекторах, не понимая как оно работает на самом деле.."))
Но скорее всего я ошибусь в любых своих предположениях про будущее. Точно так же как 100+ лет назад ни один учёный не мог бы даже предположить, что существует квантовая запутанность. А сегодня мы (не учёные даже) об этом рассуждаем, лёжа на диване и тыкая пальцем в магическую стеклянную пластину))
Wesha
12.05.2024 22:36+2А сегодня мы (не учёные даже) об этом рассуждаем, лёжа на диване и тыкая пальцем в магическую стеклянную пластину))
Увы, не соглашусь с Вами. Произошедшие за более чем сотню лет изменения количественные, но не качественные. Да, связь прошла путь от когерера до 5G, ракеты — от китайских шутих до SpaceX, связь — от баночек на верёвочке до Интернета, но всякие сверхсветовые путешествия как фантастикой были, так, увы, до сих пор и остались (а Энштейн со товарищи, увы, их только ещё сильнее запретил).
shef35316 Автор
12.05.2024 22:36+1Квантовая запутанность может раскрыть тайник с большим количеством сюрпризов)
Есть вероятность, что разгадка механизмов данного явления приведет к кардинально новой парадигме в области естественноонаучного мировоззрения.
Пока осторожные, но весьма прорывные философские концепции о природе реальности, которые в настоящее время начинает всерьёз рассматривать научное сообщество, изложены в замечательной книге Массера Джорджа "Нелокальность".
Очень рекомендую!
IvanPetrof
12.05.2024 22:36Ну так, возможно, ещё не время? Эйнштейн жил
уже при Путинебуквально вчера. Подождите ещё немного. Лет сто..
ksbes
12.05.2024 22:36Ну так и Максвелл умер всего за 35 лет до известной работы Эйнштейна. Т.е. для Эйнштейна эпоха "мы знаем всё" (середина 19-го века) была тоже "практически вчера".
(для него тогда наполеоновские войны были ближе, чем для нас сейчас Первая мировая война)
Li_Yang
12.05.2024 22:36Кротовые дыры теоретически обоснованы.
https://trends.rbc.ru/trends/futurology/60f927ba9a79473ad7f83c4c
ksbes
12.05.2024 22:36Я больше люблю квантовую телепортацию. Со всеми её философскими проблемами "двойников" и "что есть "Я"?
Wesha
12.05.2024 22:36Однако законы сохранения (энергии, заряда и т.п.) даже в кротовых дырах пока ещё никто не отменил.
agat000
12.05.2024 22:36+2Есть кардинально другое решение - троллейбус. Есть неудобства, зато не нужен акк (только для аварийного пробега в 100м).
Еще более кардинальное - трамвай/электропоезд.
Были идеи и разработки по "электро-шоссе", с беспроводной передачей энергии в авто.
Были идеи с тем же для водного транспорта (подводные троллеи или индукционные).
Есть топливные элементы - замкнутые и заправляемые.
В общем - есть где развернуться инженерной мысли.
Просто автомобиль (разного размера и назначения) - очень удобная штука, не тупик это.
Volodichev
12.05.2024 22:36+2Были идеи и разработки по "электро-шоссе", с беспроводной передачей энергии в авто.
Проблема - КПД беспроводной передачи мизерный.
Реально интересны - последовательные гибриды. Двигатель-генератор работает на оптимальных оборотах, с меньшим износом и максимально эффективным извлечением энергии из ископаемого топлива, а все перегазовки компенсируются за счёт небольшого аккума.
Komrus
12.05.2024 22:36+1Сейчас в Питере достаточно активно развиваются "электробусы с динамической подзарядкой". Они же на бюрократическом зовутся не особо благозвучной аббревиатурой "ТУАХ" (троллейбусы с увеличенным автономным ходом).
Выглядит как обычный троллейбус, но изрядную часть маршрута проходит там, где проводов нет вааще. (А часть - под проводами, где и заряжается на ходу). Что позволяет гораздо быстрее и гибче перестраивать маршрутную сеть, объективно говоря.
AndrewT2
12.05.2024 22:36Есть уже крупные корабли электрические.
Тем более любой транспортный корабль и так на электромоторе.
tuxi
12.05.2024 22:36Я еще застал время когда за экологию боролись устанавливая паруса (причем причудливых форм), но походу как только период инвестиций завершался, все это благополучно заканчивалось на этапе макетов и пары другой судов, которые сейчас показывают зрителям как чудеса инженерной мысли.
AndrewT2
12.05.2024 22:36В Турции трехпалубные суда вполне себе ходят на парусах, когда есть ветер. Экономия приличная.
Grey83
12.05.2024 22:36Те же морские сухогрузы/контейнеровозы не могут использовать электричество.
А как же суда ядерной энергетической установкой? О_о
ksbes
12.05.2024 22:36+2Экономически не выгодно. Корабельный реактор - очень недёшев и непрост в обслуживании. На 20 полуграмотных негров + 3 славянина (типичный экипаж контейнеровоза) не повесишь.
Мазут в разы выгоднее выходит - и в расчёте на килограмм груза/километр очень-очень экологичненько получается.
tuxi
12.05.2024 22:36Речь же не о способе привода винтов, а о хранении энергии. Это какой вес он будет таскать с собой постоянно то? Даже если смогут емкость нарастить и возможность зарядки те 2 недели что он огибает мыс какой нибудь доброй надежды. А там еще и шторма есть и прочие морские прелести, когда без винтов каюк причем реальный и полный.
Grey83
12.05.2024 22:36Гибкие солнечные батареи и вот это: https://en.wikipedia.org/wiki/Savonius_wind_turbine
tuxi
12.05.2024 22:36Двигатель 90'000 kW - это какая нам нужна батарейка (какого веса), чтобы 1000 морских миль пройти на скорости 15..25 узлов?
DGN
12.05.2024 22:36Тут важна не масса скорее, а стоимость. Контейнеровоз очень дешевая штука, в пересчёте на массу груза. Именно по этой причине, не пошли в массы реакторы. А высокосернистое дизельное топливо очень дешевое. В итоге, конечно, необслуживываемые газовые реакторы, спокойная международная обстановка и экологическое давление, приведет в итоге атом на грузовой флот. Но не в этом веке, наверное.
tuxi
12.05.2024 22:36И все же - какой вес будет у такой "батарейки"? Кто нибудь может рассчитать с точностью +-10% ?
shef35316 Автор
12.05.2024 22:36+1Если мне будет известна полная масса транспортного средства и коэффициент его лобового сопротивления при движении в воде, то я мог бы сделать оценочный расчёт.
ksbes
12.05.2024 22:36+1Топлива в танкере различается на порядок от класса - от 16 тыс. тонн до 160.
А масса груза соответственно от 25 тыс. тонн до 300.Т.е. для танкера сейчас примерно выполняется соотношение 1:1:2 - массы "пустого" танкера : массы топлива : массы груза . И это не особо сильно зависит от полной массы. А коэффициент лобового сопротивления - будет примерно одинаков. Уже сколько лет форма корпуса оптимизируется!
Получается, что раз для той же энергии требуется в десять раз больше по массе батарей - никакими ухищрениями не получится достигнуть тех же характеристик по дальности. Даже если вообще не везти никакого груза - только сплошные батареи и всё. Т.к. запас по увеличению массы "топлива" за счёт груза - только в три раза.
Так что, допустим, "режем" груз в два раза, урезаем автономность в пять раз (неделя-другая - порядка 5000 миль, вместо 25 000), тогда масса батарей будет 30 - 300 тыс. тонн в зависимости от класса (примерно от 400 тыс до 4 млн условных "Тесл" на один танкер)
shef35316 Автор
12.05.2024 22:36Да, так и выйдет.
Если в каком-либо транспортном средстве с ДВС требования к дальности хода таковы, что масса углеводородного топлива составляет более 30% от полной массы транспортного средства, то это явно не тот случай, где будет перспективен его перевод на аккумуляторы.
rPman
12.05.2024 22:36Супермаховик же, у него формально в сотни раз выше энергоемкость, а если поискать пишут про мегаваты на килограм маховика.
Недостатков тьма, все они инженерные (т.е. может и решаемые но хз когда), сложно эффективно раскручивать, волокна при неравномерной нагрузки сдвигаются, разбаллансируя маховик и тьма других проблем.
shef35316 Автор
12.05.2024 22:36+2Мегаватты или мегаватт-часы на килограмм маховика? Это единицы с разной размерностью. Первая - удельной мощности, вторая - плотности энергии. По поводу первого параметра - нет вопросов, тут нет принципиальной проблемы, а вот если речь идет не о мощности, а о плотности энергии - то просьба опубликовать ссылочку.
P.S. пружинный-электровольтный предел неумолим и для маховиков. На окружной скорости в пару км/с центробежное ускорение разорвет любой самый прочный материал, прочность которого как раз ограничена связями между атомами.
В статье автора @eugeneb0, на которую я дал ссылку https://habr.com/ru/articles/438414/ - как раз дается расчет теоретического предела плотности энергии запасаемой маховиком:
"Маховик? Его предел определяется способностью материала сопротивляться нагрузке, создаваемой центробежной силой центростремительным ускорением. Несложно показать, что и здесь плотность энергии составит[640] те же σ/ρ с точностью до пары раз за счёт геометрии"
https://en.wikipedia.org/wiki/Flywheel_energy_storage#Specific_energy
rPman
12.05.2024 22:36+1Я помню что Гулиа приводил пример что теоретическая ёмкость накопителя из алмазных нитей должна быть десяток мегаджоулей, а какой будет ёмкость из углеродных нанотрубок? Это минимум два порядка от теоретических химических.
Проблема тут исключительно инженерные, как забирать энергию, как накапливать, как сберечь накопитель от тряски, избавиться от гироскопического эффекта и т.п.
Все современные решения очень далеки от предельных, и поэтому имеют малую ёмкость, но даже тут отсутствие лимита на количество циклов заряда как у химических, делают их привлекательными
shef35316 Автор
12.05.2024 22:36+1Десяток МДж. Вот теперь всё правильно. Пружинно-электровольтный предел как раз и составляет несколько десятков мегаджоулей на килограмм.
Мегаватт-час на килограмм - это 3.6 ГДж/кг, значение на три порядка выше и никакими ухищрениями для современного развития науки и техники для химических или кинетических накопителей энергии недостижимо.
А вот первая цифра вполне достижима для супермаховика, если использовать легкие материалы с пределом прочности близкому к таковому для углеродных моноатомных нитей (несколько десятков ГПа).P.S. книжечка Нурбея Гулиа была прочитана в свое время :)
Перспективно, но на мой взгляд, современные Li-ion батареи сильно оттеснили эту супермаховичную технологию. Особенно там, где требуется компактность, как например, в случае электровелосипеда.
Супермаховик должен дать выигрыш с точки зрения рентабельности в крупных стационарных установках накопления энергии. Здесь он выглядит вполне конкурентноспособным.P.P.S.
Возьмем для примера вот такую углеродную ткань из имеющихся в продаже:
https://carbonstudio.ru/item/uglerodnaya-tkan-aspro-80
Заявлен предел прочности в 6 ГПа.
Плотность материала: 1780 кг/куб.м.Какую энергию на 1 кг веса сможет запасти супермаховик, сделанный из этого материала?
6000 000 000 / 1780 = 3 370 000 = 3.37 МДж.
Около 936 Вт-ч/кг.
С учетом коэффициента формы маховика, массы защитного кожуха, системы раскрутки и снижения трения получится значение меньше. Возможно на уровне тех же 200-250 Вт-ч/кг, как и у современных Li-ion элементов.
Здесь я выхожу за границу своей компетенции и точную цифру смогут назвать специалисты, которые больше посвятили времени изучению темы супермаховиков.rPman
12.05.2024 22:36Стационарный вариант реализации по мне так лучшее направление использования уже сейчас
Габариты и масса для стационарного - не проблема, а вот большое количество циклов заряда разряда это киллерфича. Никто в здравом уме не будет делать стотонный аккумулятор на основе лития, пока ты монтируешь последнюю батарею, первая уже выходит из строя. Даже если убрать приставку супер - строишь скоростную железнодорожную трассу в виде кольца, пускаешь по нему поезд, груженый песком (закрытое хранилище), заранее планируешь дорогу под углом.... готово локальное хранилище на десятки мегават на основе уже существующих технологий (40% кпд генератор/двигатель, точно помню про использование этой энергии писали РЖД, только там речь шла об энергии торможения состава на станции). Ну а страны с маглев могут это масштабировать, еще на пару порядков.И да, если говорить про эффективное использование химических, то возможно проточные аккумуляторы могут что то красивое показать, но для автомобилей это возврат к заправке жидкостью (причем очень дорогой).
На текущем моменте развития супермаховики никак не могут быть мобильными.
p.s. интересно, а на наномасштабах супермаховики могут дать что то интересное?
большой и тяжелый супермаховик держать полностью на магнитной подушке сложно (в виде кольца с магнитами по периметру) но очень маленькие могут быть удержаны простым полем электрического заряда. Вопрос только как эту энергию закачивать/снимать (я считаю ответ в лазерах)agat000
12.05.2024 22:36+1Мобильному маховику сильно мешает гироскопический эффект. А вот стационарный - это идеальный аккумулятор (хотя на больших размерах и массах может уже мешать сила Кориолиса).
А снимать-закачивать по старинке, электромагнитно
rPman
12.05.2024 22:36+1Стационарный можно хитро ориентировать, вдоль вращения земли, только смысла в этом мало (возможно на скоростях значительно превышающих обороты 50т/мин это будет иметь смысл), да и мобильный точно так же можно разместить на поворотном подвесе. Бояться нужно тряски и ударов, тут компенсировать сложнее, и помятуя, сколько энергии будет накоплено в маховике, это становится критичным.
Для химических электроаккумуляторов кстати та же беда, сейчас горение аккумулятора это просто пожар (того же уровня что и для газового баллона, только тушить сложнее), увеличиваешь емкость в 10-100 раз - будет сильнейший взрыв.
Не смог найти примеров как разрушается супермаховик, но вот какие последствия гуляющего обычного тяжелого маховика читал - огромный и тяжелый вращающийся диск гуляет по цеху и сминает оборудование как бумажное. Скорее всего тут будет прыгающий раскаленный шар, разбрасывающий во все стороны расплавленные куски себя и окружения. Собственно система безопасности для супермаховика будет весить в несколько раз больше чем он сам, убивая на нет все его характеристики.
alexs963
12.05.2024 22:36Сейчас супермаховики делают не цельнолитыми, а из лент, тогда при разрушении он практически безопасен.
agat000
12.05.2024 22:36В порядке бреда - почему бы не делать с жидким наполнением? Меньше проблем с балансировкий, можно регулировать массу (в т.ч. аварийно, сброс жидкости)
rPman
12.05.2024 22:36Я то знаю что из лент или нити.
Они разрушаются по ниточкам, отслаиваясь постепенно а не разлетаются как цельнолитые старые маховики на большие куски.
Но энергия не может никуда не деться, вращающийся комок нитей будет быстро стачиваться об окружающие предметы, нагревая себя и их, да еще и прыгая по полу очень непредсказуемым образом (не могу найти сейчас видеоролик, человек просто раскрутил компрессором достаточно крупный подшипник и отпустил его на пол, но там диск был повернут боком к полу, а супермаховики располагают осью вращения перпендикулярно земле, это значит диск будет тереться поверхностью снизу и отпрыгивать в стороны, мгновенно меняя направление)
О безопасности - стационарный супермаховик можно закопать в землю и положить сверху бетонную плиту, очень просто и дешево, максимум добавить систему полива любой водой и трубу для отвода пара вверх, чтобы никого не ошпарило. Современные решения делают мобильными (потому что адски дорогие, и цена никак не связана с технологией, это рыночек такой) и соответственно систему безопасности таскают с собой.
xoid555
12.05.2024 22:36" Скорее всего тут будет прыгающий раскаленный шар, разбрасывающий во все стороны расплавленные куски себя и окружения. "
примерно как бензобак, только менее привычноksbes
12.05.2024 22:36+1Бензобак не прыгает. И сгорает сравнительно медленно. Тут лучше с газовым баллоном сравнить.
Sly_tom_cat
12.05.2024 22:36А есть ли смысл что-то раскручивать в стационарном варианте?
Поднимите груз и вы запасли энергию. Причем если груз это жидкость то у вас насос можно совместить с турбиной, а мотор с генератором - там тоже не так все просто в таких совмещениях.... но в плане дешевизны иметь два озера на разной высоте и трубы между ними с насосами/генераторами - можно запасать стационарно овердофига.Wesha
12.05.2024 22:36+2Поднимите груз и вы запасли энергию.
(Всплакнув) Прям как опять Гулиа читаю, на старости лет-то...
DGN
12.05.2024 22:36А из чего нибудь экзотического можно сделать маховик? Уйти от электронных облаков. Тогда его не порвет. И радиации не будет, потому что мы не разделяем ядра и не соединяем их.
agat000
12.05.2024 22:36Можно поиграться с накоплением энергии в электромагнитном виде.
Например в катушках большой индуктивности, сверхпроводниковых. Там, по идее можно уйти от "пружинного предела".
rPman
12.05.2024 22:36сверхпроводимость разрушается при определенном магнитном поле, это естественное ограничение на количество энергии на массу, запасаемую таким образом
ksbes
12.05.2024 22:36+2Можно поиграться с накоплением энергии в электромагнитном виде. Например в катушках большой индуктивности, сверхпроводниковых.
Магнитное поле создаёт в проводах катушки вполне себе механические напряжения. Т.е. магнитное поле пытается разорвать катушку. Поэтому есть предел магнитного поля, которой может создать катушка обусловленный её механической прочностью.
И как вы думаете этот предел связан с той самой "энергетической плотностью ковалентных связей"? Правильно! Он ей равен, т.к. и то и то - электромагнитное поле!
alexs963
12.05.2024 22:36Почему бы для электромобилей не применять другой тип батарей, например воздушно- алюминиевый?
shef35316 Автор
12.05.2024 22:36Всё, что мне известно - это то, что на рынке мне не попадались аккумуляторные батареи или ячейки данной химической системы. Или любой другой, которая взаимодействует с кислородом воздуха.
По какой-то причине, задерживается выход аккумуляторов такого типа на потребительский рынок.
Буду признателен за предоставление любой современной информации, раскрывающую суть проблемы.alexs963
12.05.2024 22:36Что-то по ним действительно мало информации. Из толкового нашел только одну статью и ряд видео с экспериментами по созданию самодельной такой батареи.
При этом есть серийные изделия, судя по:
xoid555
12.05.2024 22:36гораздо интереснее почему металло-воздушные одноразовые батарейки АА и ААА не производятся.
shef35316 Автор
12.05.2024 22:36Законы производства товаров массового спроса. Налажены конвейеры, производящие миллиарды таких батареек. Есть дешевая солевая химия, для более требовательных пользователей - щелочные ("алкалиновые") батарейки, а уже для совсем искушенных - всякие литиевые одноразовые элементы типа Enerqizer Ultimate Lithium и N-Mh аккумуляторы Eneloop :)
Рынок поделен, все привыкли к нему, большинство пользователей всё устраивает. Разрядились батарейки - выкинул - пошел в "Пятерочку" - купил новые.К тому же, выпущено огромное количество электроники, работающей на батарейках такого формата имеет закрывающийся отсек, куда вставляются элементы питания. А это означает плохую вентиляцию и кислородное голодание для любых металло-воздушных схем.
Поэтому, полагаю, инвесторы не торопятся вкладываться в проекты внедрения для бытового применения на чрезвычайно конкурентном рынке новой химической конструкции, которая еще порядком имеет много слабых мест. Крайне высокие риски для капитала.
Komrus
12.05.2024 22:36+3главный вопрос, касающийся электромобилей, то он будет звучат так:
- когда электромобили по дальности хода начнут превосходить ДВС?На мой (сугубо потребительский) взгляд, главный вопрос про электромобили чуть другой:
- Когда время перезарядки электромобиля не будет превышать время заправки авто с ДВС ?Ибо, если живёшь в частном доме, - наверное не так сложно организовать еженочную зарядку. А вот в многоквартирном доме это превращается в (разрешимый, но организационно муторный) квест...
PS. Не сориентируете ли - что научно-популярного почитать про мезоатомы, попытки использования энергии невалентных электронов и всё вот это вот?
Li_Yang
12.05.2024 22:36+2Не в коем случае нельзя покупать электромобиль если у вас нет розетки на парковке. Для обычной гражданской езды по городу её отлично хватает. При езде по трассе в Европе и США уже есть сеть зарядок мощностью 250...350 кВт на шланг. Пока сходите в туалет и перекусите она зарядится до 80% за 25 минут.
Тут на видео залилось 43% за 11 минут . С 4 минуты видео:
https://youtu.be/BtqnHftWWuY?si=XOL-9N3FLxGhdyZB
Для многоквартирных домов такая концепция
Komrus
12.05.2024 22:36+1если у вас нет розетки на парковке
В российских городах и ЖК её по-дефолту нет. Т.е. покупка электрокара будет начинаться с общения с
управдомомпредседателем ТСЖ, рисованием проектика и таскания проводов :)
PS. Если до последних событий мы, проектируя инженерку/электрику многоквартирного здания, ещё периодически обсуждали с Заказчиком - "А не заложить ли немножко мощности и не запроектировать лирозеткуместо для подключения зарядной станции для электрокара в подземном паркинге", то нонче все совсем в экономию ударились... Да и волна хайпа про электромобили подспала...Li_Yang
12.05.2024 22:36В российских городах и ЖК её по-дефолту нет.
У моей сестры в Питере в свежем доме есть.
Да и волна хайпа про электромобили подспала..
Статистика говорит, что регистрации в ГАИ электрокаров растут.
Вообще можно организовать отдельно при желании
AndrewT2
12.05.2024 22:36Надо делать зарядку по остаточному принципу. Есть пару лишних киловатт - даем заряжать, нет - заряд не идет.
Контроллер зарядки EVSE стоит 3000₽ и умеет балансировать зарядку от нагрузки емнип. Решение недорогое и понятное.
Ночью дом почти не потребляет - вся мощность пойдет на зарядку.
AndrewT2
12.05.2024 22:36Зарядки у дома очень просто организовать.
Цена 3 копейки. Нет спроса пока. В Норвегии все мм с розетками.
Прелесть в том, что используется ночное потребление. Мобиль в месяц потребляет столько же энергии, сколько одна квартира.
Таким образом дополнительной мощности не нужно. Просто провести кабель от дома и давать зарядку по остаточному принципу.
Wolframium13
12.05.2024 22:36+13 копейки, но кто заплатит то. Я, например, платить, что бы сосед заряжался, не хочу.
Komrus
12.05.2024 22:36Зарядку у уже введённого в эксплуатацию многоквартирного жилого дома в РФ организовать очень просто и дешево только если колхозным способом - выкинуть кабель от квартирной розетки в форточку :)
Если на придомовой территории ставить столбики (как на Вашей вышеприведённой фотке) и мониторить общедомовое потребление, то надо:
разработать проектную документацию
Согласовать её с ТСЖ / УК (в редких ситуациях, когда земельный участок в собственности/аренде этого ТСЖ). Или с муниципалитетом (в широкораспространённой ситуации, когда домовой земельный участок кончается по стене дома)
Провести земляные работы (в ситуации на Вашей фото - ещё и асфальт вскрывать надо).
Проложить кабель в земле.
Собрать электрические щиты в уличном исполнении.
Вкопать столбики, смонтировать щитки на столбики, расключить.
Если мы хотим отлавливать ночные свободные мощности в масштабах общедомового потребления (а просто "свободных и не используемых" в уже построенном доме скорее всего и нет) - очень запросто потребуется в схему ГРЩ дома лезть. С последующими радостями сдачи модернизированного ГРЩ энергонадзору...
PS. Если всё это делается в рамках строительства нового здания - то почти все эти этапы всё равно выполнять надо, а несколько эл.щитков на придомовой территории - копейки на фоне строительства. А в рекламе - звучит хорошо :)))
AndrewT2
12.05.2024 22:36Зарегулированность в РФ просто пипец. Газ, электричество - все через одно место, миллион проектов и согласований. И потом все коту под хвост - приходит Мосэнерго и кладет 10квт на ваши утвержденные планы. Работ и материалов на 3 копейки и пару дней работы, а бумажек и согласований на год. Как-то это не правильно.
Wesha
12.05.2024 22:36Зарегулированность в РФ просто пипец.
Есть подозрение, что прямо пропорционально количеству халявщиков, пытающихся хоть тушкой, хоть чучелом просочиться. Например, вроде таких.
AndrewT2
12.05.2024 22:36+1Результат на лицо - никак не помогло регулирование. Наш микропоселочек из 10 домов выставили на 13 мультов. Пару месяцев не работал предохранитель в счетчике. Перемножили всю возможную мощность на 2 месяца и получили долг 13 мультов. 2 года судились, отбились по процедурным вопросам.
Grey83
12.05.2024 22:36+2Когда время перезарядки электромобиля не будет превышать время заправки авто с ДВС ?
За сколько минут нужно зарядить батарею ёмкостью 100 кВт⋅ч?
Пусть будет зарядка током 4С (в среднем, как может заряжаться устройство с поддержкой QC5.0), чтобы зарядить с 0% до 100% за четверть часа. В этом случае нам нужно передавать эти самые 100кВт за 15 минут.
Если будет напряжение заряженной батареи 400В (и такое же напряжение будет передаваться по зарядному кабелю), то будет нужен проводник примерно такого сечения (больше 500А - это вам не шутка, трехфазного переменного тока, естественно), что автомобиль будет на него надеваться как аккумулятор на шуруповёрт. Потому что без лебёдки человек этот кабель сдвинуть не сможет. =)Ну и тут ещё встаёт вопрос с электробезопасностью.
Если снизить передаваемое по кабелю напряжение, то увеличится ток (привет горящие контакты). Если понизить ток, то нужно увеличить напряжение (привет сантиметры изоляции и допуск к зарядке только специально обученному персоналу). Если понизить как ток, так и напряжение, то увеличится время зарядки.В общем проще просто менять на зарядных станциях разряженную батарею на заряженную (тут уже встаёт в полный рост вопрос унификации батарей по габаритам, креплению и разъёмам), как когда-то предлагалось менять топливные элементы.
ksbes
12.05.2024 22:36+1Менять не проще: там встают во весь рост такие проблемы как износ контактов (привет искра-пожар!), "палёные" (часто и без кавычек) батареи на ашот-заправках и прочие радости масс-маркета.
Я встречался с такой системой как раз со свинцовыми аккумуляторами на электротележках на заводе. Там после развала СССР и падения дисциплины постоянно что-то плавилось, что-то горело (ну и водород взрывался - но это особенность именно свинцово-кислотных, не беру во внимание). В результате переползли на ДВС (а сейчас уже - на литий, но без "горячей замены").
Grey83
12.05.2024 22:36+1там встают во весь рост такие проблемы как износ контактов (привет искра-пожар!)
Решаемо, а разъёмные соединения уже давно в электротехнике используются. Не думаю, что будет большой проблемой, т.к. переподсоединения будут производиться не так уж и часто.
Ну и искры тоже не большая проблема: подключение будет производится при отключенной нагрузке (ну или она будет очень маленькой: сколько там нужно бортсистеме, возможно даже в режиме ожидания? хотя её можно отдельный аккум сделать, чтобы она не совсем обесточивалась при смене аккума) и искрить будет просто нечему (как часто у вас горят автоматы в распределительном щитке от включения/выключения?)."палёные" (часто и без кавычек) батареи на ашот-заправках
Кмк, тоже вполне себе решаемо (тот же беспроводной модуль с передачей сведений о производителе, изначальной ёмкости, количестве циклов и прочей важной информации).
В огрызках тех же есть проверка подключаемых проводов. Чем пепелац на аккумах хуже?
VT100
12.05.2024 22:36Тащ генерал,
коробочку! Коробочку забыли!В смысле КПД. Эти 15 минут надо ещё куда-то деть 10-15 кВт потерь во всём хозяйстве.
Zuy
12.05.2024 22:36+1350квт заряжные станции уже обычное дело и кабель там не то чтобы уж сильно толстый. Если еще и жидкое охлаждение в нем, то можно и тонким назвать. Никто в зарядный кабель три фазы переменного напряжения не подает. Для быстрой зарядки, переменка преобразуется в постоянку, которая идет по кабелю в машину. По сути в режиме быстрой зарядки, батарея напрямую подключена к внешнему заряднику.
Проблема быстрой зарядки не в мощности зарядника, а в том, что скорость заряда аккумулятора сильно падает по мере его зарядки. Если бы сокрость зарядки была бы постоянная(ну как при заливке бензина) то существующие зарядные станции заряжали бы машины на 100% за 20 минут.Grey83
12.05.2024 22:36350квт заряжные станции уже обычное дело и кабель там не то чтобы уж сильно толстый.
А можно ссылочку для ознакомиться? Что-то дофига для зарядки одного автомобиля на мой взгляд.
Для быстрой зарядки, переменка преобразуется в постоянку, которая идет по кабелю в машину.
По найденой в инетах инфе бывают как чисто с переменкой, так и с чисто постоянкой и даже с переменкой и постоянкой одновременно.
Проблема быстрой зарядки не в мощности зарядника, а в том, что скорость заряда аккумулятора сильно падает по мере его зарядки.
Потому при необходимости быстро зарядить аккум имеет смысл заряжать не до 100%, а до 80% или менее. Если конечно при этом до следующей станции расстояние меньше, чем пробега при полученном уровне заряда.
Li_Yang
12.05.2024 22:36А можно ссылочку для ознакомиться? Что-то дофига для зарядки одного автомобиля на мой взгляд.
Сеть Ионити.
Тесла суперчаджер В3 на 250 КВт на шланг
Zuy
12.05.2024 22:36+1А можно ссылочку для ознакомиться? Что-то дофига для зарядки одного автомобиля на мой взгляд.
Сеть Electrify America https://www.electrifyamerica.com/locate-charger/. по основным магистралям стоит много 350квт зарядников.
По найденой в инетах инфе бывают как чисто с переменкой, так и с чисто постоянкой и даже с переменкой и постоянкой одновременно.
Не стоит верить интернетам. Я отработал 4 года в Tesla именно по программированию суперчарджеров. Если говорить о EV на рынке то у всех батарея заряжается только постоянным током. Далее вопрос, где преобразовать переменный ток сети в постоянный. Для медленной зарядки используется преобразователь в машине, обычно мощность его до 15квт. Тогда машину можно подключить к обычной розетке(одна или три фазы, не важно). Для быстрой зарядки используется внешний преобразователь, это именно то, что делают всякие суперчарджеры. В этом случае в машину подается уже постоянный ток напрямую на контакты батареи. Для интереса посмотрите, как выглядит зарядник хотябы на 150квт. Это шкаф серьезных размеров, он физически ни в какую машину не влезет.
Потому при необходимости быстро зарядить аккум имеет смысл заряжать не
до 100%, а до 80% или менее. Если конечно при этом до следующей станции
расстояние меньше, чем пробега при полученном уровне заряда.Вот именно. Идаже до этих 80% вы не будете заряжаться на полной мощности зарядника. Т.е. при разряженной машине начнете на 350квт, где-то на 40% заряда уже мощность упадет до 150квт, а к 80% повезет если хотябы 80квт машина продолжит забирать. А вот бензин из колонки в бак льется с постоянной скоростью :)
Grey83
12.05.2024 22:36Где бы почитать про технические характеристики зарядного тока, а не просто «до 350кВт»? А то по всем ссылкам только максимальная мощность.
Ну и назначение контактов ЗУ.Zuy
12.05.2024 22:36Какие именно характеристики зарядного тока интересуют? Там не то чтобы что-то сильно меняется. Обычный источник постоянного тока. Машина говорит сколько тока хочет, зарядник столько и качает посматривая на напряжение, чтобы резко не скакануло.
Насчет разьема, так прямо в википедии же есть назначение контактов. Вот для европы: https://en.wikipedia.org/wiki/Type_2_connectorКоммуникация идет по линии CP. Используется PLC модем. По сути устанавливается 10Мбит TCP/IP линк между машиной и зарядником.
У теслы в США используется свой протокол, там CAN по той же CP линии.
Grey83
12.05.2024 22:36И тут же в описании: одна фаза 230В или 3 фазы 400В.
Ну и в характеристиках разъёма: до 300А и 480В (если постоянка - 144кВт всего).Интересует именно пресловутые зарядные на 350+кВт.
Zuy
12.05.2024 22:36Насчет мощной зарядки постоянным током информация есть тут: https://en.wikipedia.org/wiki/Combined_Charging_System
На практике, зарядная сеть Electrify America сертифицирована на ток до 375А для 150квт зарядников и до 500А для 350квт. Реальный ток зависит от напряжения батареи. Тут два стандарта есть 450в и 900в. и полные 350квт мощности получится только взять для 900в батареи.
У меня машина работает с 450в батареей, я получал мощность заряда 196квт. Учитывая, что напряжение разряженной батареи около 400в получается ток 490А.
Grey83
12.05.2024 22:36Насчет мощной зарядки постоянным током информация есть тут:
Там в статье есть ссыль на разрабатываемый стандарт ещё боле мощного разъёма: https://en.wikipedia.org/wiki/Megawatt_Charging_System
Рассчитано на постоянный ток до 1250В и 3000А. Жаль только размеры не указаны.
shef35316 Автор
12.05.2024 22:36+2"Когда время перезарядки электромобиля не будет превышать время заправки авто с ДВС?"
Уже есть модели Li-ion ячеек, которые допускают ток заряда в 3С (в три раза больше, чем численное значение емкости). Например: https://www.molicel.com/inr21700-p45b/
Это означает, то до 85-90% SoC такая батарея может зарядиться за 20 мин.Тут мы попадаем в ситуацию, где вопрос по скорости зарядки должен быть задан не разработчикам аккумуляторов для электромобилей, а к разработчикам энергосетей и городских электрических коммуникаций.
Если взять условную батарею с запасом энергии 75 кВт-ч (Тесла), то режим 3С означает, что сетевое подключение электромобиля должно пропускать сквозь себя мощность в 225+ кВт.
Здесь я выхожу за рамки своей компетенции, но что-то мне подсказывает, что не в каждом населенном пункте можно построить станцию зарядки электромобиля, рассчитанную на одновременную зарядку нескольких электромобилей с мощностью порядка мегаватта в связи с недостаточными параметрами существующей на тех местах электрической инфраструктуры."Не сориентируете ли - что научно-популярного почитать про мезоатомы, попытки использования энергии невалентных электронов и всё вот это вот?"
К сожалению, кроме вышеупомянутого цикла статей "Цивилизация пружин" других подробных и емких материалов по этой теме я не встречал (можно на английской Википедии порыться - есть немного по этой теме).
В интернете информация крайне разрознена и приходится собирать её буквально по крупицам.
Я даже ловлю себя на мысли, что "мировое сообщество" что-то специально скрывает и где-то в недрах американской "Зоны 51" на установках сверхвысокого давления получают первые образцы плотноупакованной материи. И все данные об экспериментах тщательно секретятся, так как первые, кто получат новые материалы - это военные. Сверхпрочная броня для танков, новые двигатели для боевых самолетов и т.д.Grey83
12.05.2024 22:36на установках сверхвысокого давления получают первые образцы плотноупакованной материи
...которые тотчас же проваливаются сквозь кору Земли из-за слишком большого веса и плотности (на порядки больше свинцровия). =)
AndrewT2
12.05.2024 22:36Утилизировать старые аккумуляторы на станции зарядки. Уже сейчас стадион в Чикаго такими стадион освещают. 70% soc вполне достойно - нужно 2-3 штуки на одну зарядную станцию.
Li_Yang
12.05.2024 22:36225+ кВт.
Здесь я выхожу за рамки своей компетенции, но что-то мне подсказывает, что не в каждом населенном пункте можно построить станцию зарядки электромобиля, рассчитанную на одновременную зарядку нескольких электромобилей с мощностью порядка мегаватта в связи с недостаточными параметрами существующей на тех местах электрической инфраструктуры.
Нет никаких инженерных препятствий что бы это реализовать. Нужны только деньги и воля.
Тесла суперчаджер в3 имеет мощность 250 кВт на шланг, сеть ионити 350 кВт на шланг. Мерседес строит свою сеть на 400 кВт на шланг. Уже есть зарядные кабели, которые могут переварить 1000 А, они имеют жидкостное охлаждение.
Как на практике это выглядит: здесь залилось 30 квтч за 11 минут:
https://youtu.be/BtqnHftWWuY?si=chN_tPn_Oy8Q-5ee
В левом верхнем углу там текущая мощность зарядки. В пике было 243 кВт.
Li_Yang
12.05.2024 22:36Два важных дополнения к статье.
Батарею на 150 квтч уже ставят серийно. https://www.drive2.ru/c/673586113016781232/ Она позволяет в реальных условиях проехать 600 км летом, что равно среднему запасу хода у бензиновых ДВС.
Тут в таблице данные по времени прохождения 1000 км. Первая строчка - это гибрид с ДВС для референса. Хорошо видно, что ДВС авто просто транжиры энергии. Электрокары в несколько раз экономичнее проходят эту дистанцию. На вкладке 1000 км https://docs.google.com/spreadsheets/u/0/d/1V6ucyFGKWuSQzvI8lMzvvWJHrBS82echMVJH37kwgjE/htmlview# Концепт Мерседес, который уже есть в металле, уже может 87 Втч/км. Что минимум в два раза экономичнее, чем серийные образцы www.drive2.ru/b/615387313291144845/ в воздухе повисает вопрос, а нужна ли вообще высокая плотность энергии у элементов батареи?
Ну и про топливные ячейки стоило упомянуть.
shef35316 Автор
12.05.2024 22:36+1Благодарю за комментарий.
150 кВт-ч - это эквивалентно 50 кг бензина или полному 66-литровому баку. Современные экономичные ДВС-автомобили также способны от одного бака достичь дальности хода в 1000 км, если производить лабораторные замеры и применять эко-стиль вождения. В статье речь идет об ориентировочных цифрах на уровне порядков, поэтому данный пример подтверждает правило об энергетическом отставании Li-ion аккумуляторов в 10-15 раз по сравнению с силовой установкой на ДВС.
2 При разработке электрокара, инженеры, зная, что в распоряжении у них небольшой энергетический запас - стараются более внимательно подойти к моментам связанным с аэродинамическим сопротивлением, трением колес о землю и т.д. Поэтому расход в Вт-ч на 1 км пути у некоторых электромобилей действительно может быть заметно меньше, чем у бензиновых автомобилей. Но это никоим образом не имеет отношения к прямому сравнению энергетики Li-ion и бака бензина.
Не стал, чтобы не перегружать статью. На широком потребительском рынке данный источник питания не представлен, а принципиально - всё такое же сгорание горючего с энергетическим выходом несколько эВ/атом.
tuxi
12.05.2024 22:36+1секундочку. 600км двс - это реальные условия, и ветер в морду, и 4 пассажира с багажом под крышу в багажнике. а 600 км на 1 зарядке - это "концепт, но уже в металле, без обогрева салона, без фар и дворников в дождь все 600км"... а в реальных условиях все будет печальнее...
Li_Yang
12.05.2024 22:36Нет, почитайте статью. Без подогрева со средней скоростью 87 км в час он проезжает 1000 км.
Там ещё одна ссылка. Серийный Нио ЕТ7 с батареей 150 квтч то же 1000 км проезжает. В тепличных условиях, но по дорогам общего пользования.
tuxi
12.05.2024 22:36так 1.8..2 л двс по трассе со средней скоростью 87км/ч проедет уже не 600, а не меньше 750..800км с баком 60..65 литров. Ну я проверял во всяком случае на разных несвежих машинах. Скорей даже больше проедет если задаться целью до ноля выцедить, что на трассе чревато, как для ДВС так и для электрички.
А если ДВС это дизель - так и еще больше проедет.
Li_Yang
12.05.2024 22:36О чём и речь. ДВС на бензине и EV почти сравнялись по запасу хода. Причем на EV есть куда улучшать эффективность. И возникает вопрос: а нужна ли EV плотность энергии батарей больше, чем есть сейчас, если запас хода уже равен расстоянию, которое средний водитель может проехать за день?
По той ссылке про Нио ЕТ7 есть опрос, кто сколько в день проезжает.
Wolframium13
12.05.2024 22:36Конечно нужно, что бы уменьшить массу. Сейчас электроседан с таким пробегом весит как бензиновый сарай.
AndrewT2
12.05.2024 22:36Двс авто имеет интегральный кпд менее 15%, поправьте, пожалуйста.
Электромобиль тратит 15квтч на 100км, а двс 10 литров или 100квтч.
То есть реальные затраты на движение это 90% от 15 квтч.
ksbes
12.05.2024 22:36+4Мой автомобиль тратит 6 литров на 100км. А Леопард-2 тратит 2,5 на километр (один километр!). ДВС - они разные.
И что вы понимаете под "интегральный"? А то так и у электромобилей интегральный КПД тоже можно существенно занизить - с учётом потери на зарядке (весьма существенные при быстрой зарядке большими токами, кстати), на проводах до зарядки и т.п.AndrewT2
12.05.2024 22:36Я беру машины сравнимой категории. 2.2 тонны, 4900 длина, полный привод, 300 лошадей. 10 это минимальная оценка.
У меня счетчик в розетке считает потребление. Проехал, поделил расход на расстояние, получил 15. Потери при зарядке 3-5%.
Быстрая зарядка это исключение. Электрички придуманы для зарядки ночью дома.
Anti-antivakser
12.05.2024 22:36Шикарная статья! Вот таких статей нужно побольше - которые доступным языком объясняют фундаментальные законы в разрезе их практического применения! В сети большая часть статей делится на две категории:
1 тип пишется ужасными журналистами которых нельзя даже дилетантами назвать ибо дилетант для них уровень генерала, другими словами это ужасные невежды, порой пишущие несусветную чушь; 2 тип это объемные статьи с таким заумным специфическим языком в основном математическим что приходится с трудом вылавливать их них смысл практического прикладного применения. И тем и другим людям крайне не хватает научной фантазии для приведения аналогий и примеров пусть и фантастических.
Нужно больше научно популярных статей описывающих устройство нашего мира с описанием законов в свете их прикладного применения с обязательным описанием теоретических перспектив в будущем. Чем больше компетенция автора и тем больше его фантазия тем интереснее статья.
ash_lm
12.05.2024 22:36+1Ну а что насчет безлитиевых от Natron Energy ? Пишут, что уже запускают в производство. (It officially commenced production of its rapid-charging, long-life lithium-free sodium batteries this week (это было в начале мая).
ebt
12.05.2024 22:36Основная сложность не в технологии, а в продуктизации. Простой пример: велосипед как технология появился в начале XIX века и стал массово доступен только спустя сто лет. На сегодняшний день создано множество очень продвинутых, возможно, прорывных батарейных технологий. Ещё Илон Маск когда-то писал, что ему известно несколько десятков батарейных стартапов. Проблема в том, что внедрение т.е. коммерциализация каждой из их технологий стоит десятки миллиардов долларов. Здесь есть регуляторные факторы, масштабирование, контроль качества и множество других «подводных камней».
Li_Yang
12.05.2024 22:36Да, натрий ионные выпускают серийно. Но из-за того что литий за последние два года существенно подешевел, преимущества по себестоимости на текущий момент нет. Они стоят примерно как литий ионные.
Gryphon88
12.05.2024 22:36имхо, с плотностью энергии есть еще юридический вопрос: начиная с определенной плотности элемент питания превращается во взрывчатку, могут запретить условные "эффективнее бензина".
Про эффективность: у автомобиля с ДВС есть замечательное свойство в деньгах - можно откатать примерно до гарантии и продать его за полцены. Если автомобиль городской, для маршрута дом-работа, то за 3-5 лет износ незначителен. У электрички довольно быстро изнашиваются аккумуляторы, которые составляют примерно половину цены автомобиля, так что на вторичке электромобили менее интересны.
Li_Yang
12.05.2024 22:36У электрички довольно быстро изнашиваются аккумуляторы,
Как быстро? Есть ссылка на статистику?
В отрасли стандартно, когда гарантия на батарею составляет 8 лет.
Gryphon88
12.05.2024 22:36+1Да, погорячился, обычно на 8годах/160тыс.км. остается 70% емкости, что более-менее подтверждается замерами. Частое использование подогрева батареи дает дополнительное падение до 1% в год.
AndrewT2
12.05.2024 22:36Стоимость падает в основном из-за смены поколений. Сейчас происходит большой рывок, как с мобилами. EV дешевеют, потребительские свойства улучшаются. Никто не хочет покупать устаревшие технологии.
Пожалуй только Тесла достаточно ликвидна.
Raegdan
12.05.2024 22:36+1Здесь нужна экосистема для этих аккумуляторов. После того, как акум уже мало пригоден для использования в транспорте, он еще может поработать в какой-нибудь стационарной установке, где не так критична плотность энергии. В таком случае его можно будет продать, отбив часть стоимости нового. Что-то вроде стойки с генерирующим 220/380 VAC инвертором, в которую заряжаются стандартные автобатареи и которая сама по себе стоит недорого. Такие стойки могут быть выгодны для крупных серверных, частных домов в особенности с личными ВИЭ, и т.д.
Raegdan
12.05.2024 22:36А что если попробовать совместить преимущества топлива и электричества? Использовать электродвигатель и водородные топливные элементы, но вместо громоздкой топливной системы высокого давления или адсорберов водорода на редких металлах - генерировать его в расходном химическом картридже. Например, что-то вроде (химики, поправьте) смеси гидрида натрия и порошка алюминия. Дозированно добавляем воду - получаем цепочку из нескольких реакций, каждая из которых выделяет водород, в конце концов в картридже остается экологически чистый гидроксид алюминия, то есть его даже выбросить не страшно. Хотя все же лучше сдать на переработку/перезарядку.
Li_Yang
12.05.2024 22:36Вы про водородную пасту?
Есть ещё метилциклогексан
https://habr.com/ru/articles/543702/
https://www.ixbt.com/news/2021/06/20/v-japonii-nashli-sposob-snizit-stoimost-zelenogo-vodoroda-na-dve-treti.html
MaximArbuzov
12.05.2024 22:36Это как если бы мы автомобилисту сказали, что для того, чтобы ему взять с собой 10 литров бензина в канистре, канистра должна иметь вес, условно, 60 кг!
В случае использования сжатого метана примерно так и есть.
ksbes
12.05.2024 22:36+1Для метана там соотношение чуть больше 50%. Т.е. масса пустого баллона чуть меньше массы газа в нём.
QuarkDoe
12.05.2024 22:36Описывая ужасы атомных батареек, автор почему-то упустил из виду бета-вольтаику.
Например, тот же Ni63 распадается до Cu63 с выделением электрона с энергией 0.063МэВ и электронным антинейтрино.
И для удержания этого электрона не нужно каких-то толстых стен. Достаточно плёнки алюминия толщиной 20мкм. Там конечно есть свои проблемы, но тем не менее, говоря о перспективах, как-то глупо было обходить стороной этот тип батареек.VT100
12.05.2024 22:36+1Мизерная мощность (и это было ясно ещё в 50-х годах прошлого века) при вменяемых количествах распадающегося материала.
shef35316 Автор
12.05.2024 22:36Сразу видно разбирающегося в теме!
Благодарю за замечание.
Да, это поистине один из немногих способов обхода пружинно-электронвольтного предела!
Жалко, что мощность маленькая и нельзя управлять изменением скорости реакции.
Soarerru
12.05.2024 22:36Пробег это хорошо. А время зарядки? Сейчас время зарядки настолько увеличивает время длинной поездки, что смысла нет ехать на электричестве.
.... И почему-то, говоря про альтернативные источники энергии, постоянно забывают про водородные элементы. Раз в три-четыре года про них начинают судачить, что, дескать, вот опять прорыв - и потом опять ничего, значимых в промышленных масштабах ничего нет.
ksbes
12.05.2024 22:36+1Водород - один из худших в обращении газов. Дорог в получении, в хранении, в транспортировке. Очень опасен. Водородная энергетика просто экономически невыгодна. Метан/пропан выгоднее по деньгам буквально на порядок.
Li_Yang
12.05.2024 22:36Дорог в получении, в хранении, в транспортировке.
При желании любая проблема имеет инженерное решение
Есть водородная паста
Есть ещё метилциклогексан
https://habr.com/ru/articles/543702/
https://www.ixbt.com/news/2021/06/20/v-japonii-nashli-sposob-snizit-stoimost-zelenogo-vodoroda-na-dve-treti.html
Gryphon88
12.05.2024 22:36Как-то медиашум о powerpaste в 2023 заглох, да и в серии я что-то не вижу.
Li_Yang
12.05.2024 22:36Ну а к чему инвесторам вся эта суета, если литий подешевел, плотность энергии возросла, в серию пошли натриевые батареи и на серийные авто стали ставить батареи, которые обеспечивают запас хода, который 60% водителей за световой день проезжает при загородных поездках. А если учесть одну остановку на поесть и в туалет сходить, то 80%?
Вот Мерседес решил вложиться в сеть зарядок по 400 кВт на шланг.
https://4pda.to/2023/09/02/417514/mercedes_pokazala_firmennuyu_stantsiyu_dlya_zaryadki_elektrokarov/
Кмк, эта инвестиция менее рискованная, чем powerpaste, особенно без поддержки госорганов.
Gryphon88
12.05.2024 22:36Как "Северные потоки" бахнули, началась идиотия про производство водорода и использование его вместо природного газа, чистым или подмешиванием. Вроде бы до сих пор не закончилась.
Li_Yang
12.05.2024 22:36Проблема переизбытка мощности от ВИЭ в солнечную и ветреную погоду будет всё острее. Рано или поздно сбрасывать избыток начнут на электролиз водорода в том числе.
Gryphon88
12.05.2024 22:36Вопрос в первую же очередь про отопление, электричеством топить сложно. Тут дело не столько в генерации, а уже в доставке, ну не рассчитаны имеющиеся сети на такую мощность (впрочем, они и на тотальный переход на электромобили не рассчитаны). Значит, надо с помощью ВИЭ (или угля, если плюнуть на зеленость, но все еще хотеть не задымлять города) производить высококалорийное топливо и сжигать его в нужное время и поближе к потребителю.
Li_Yang
12.05.2024 22:36ну не рассчитаны имеющиеся сети на такую мощность (впрочем, они и на тотальный переход на электромобили не рассчитаны)
В Норвегии больше всего электромобилей на душу населения. Доля в продаже новых авто у электромобилей 80%. Пока проблем с зарядками нет.
Как вы думаете, на сколько % нужно увеличить общемировую выработку что бы перевести весь легковой транспорт на ЭЭ?
shef35316 Автор
12.05.2024 22:36Раза в 1.5-2.
Большинство электромобилей используется для той же цели, что и обычные автомобили с ДВС - для маятниковых перемещений дом-работа-дом.
А это - небольшие расстояния.
Не знаю точных статистических данных, но условно это 20-50 км.Возьмём 35 км как среднее значение.
Типичный расход электроэнергии электромобилем: 0.15 кВт-ч/км.
КПД зарядного модуля возьмём 90%.
35 х 0.15 / 0.9 = 5.8 кВт-ч в сутки.
Типичная квартира или домохозяйство потребляет на внутренние нужды в среднем примерно столько же или даже больше.
Если учесть, что электромобили от сети будут заряжаться, как правило, ночью, когда энергосеть простаивает - то скорее всего, имеющая инфраструктура российских городов будет справляться с увеличенной нагрузкой без модернизации, даже если электромобиль появится у каждой семьи.
Li_Yang
12.05.2024 22:36У меня получалось 8,9 кВтч в сутки
3244 кВтч в год
С учётом потерей в сетях 3893 кВтч в год.
Перевод всех легковых авто займёт примерно 50 лет.
На планете 1 млд авто, получается общемировое потребление электроэнергии на легковые автомобили в год
3893000 * 1 000 000 000 = 3 893 000 000 000 000 = 3893 ТВтч в год.
в 2019 общемировая выработка 27044 Твтч
То есть в ближайшие 50 лет общемировую выработку нужно увеличить на 14,4%
Для примера Китай ежегодно увеличивает выработку на 15%.
Сети обязательно нужно непрерывно модернизировать, даже если в городе нет электромобилей.
rPman
12.05.2024 22:36+1Мне кажется что в свете того что замена физически разряженного аккумулятора на заряженный выглядит как решение многих проблем, заряжать такие аккумуляторы можно буквально в другом месте, т.е. полностью инфраструктуру менять не обязательно. Если у тебя есть выбор где заряжать, то это очень удобный способ оптимизировать затраты, и использовать те источники энергии, что невозможны с проводами, например построить личный ветряк в безлюдной местности, без инфраструктуры и кабелей (это составляет большую часть затрат в этой генерации)... даже дорогу не нужна, пусть у тебя дирижабли летают (тут нет главного их недостатка - обратно он не летит порожняком, таскает той же массы батареи).
Как это ни странно, доставить мегаваты на грузовике выгоднее чем по проводам, аналогия та же самая что с доставкой петабайт данных на жестких дисках вместо интернета.
Li_Yang
12.05.2024 22:36доставить мегаваты на грузовике выгоднее чем по проводам,
Можно пример расчета?
rPman
12.05.2024 22:36Вы серьезно?
Погуглите стоимость прокладки линии электропередач или постройку дорог.Если это уже построено, то кто то за это будет платить.
Li_Yang
12.05.2024 22:36О чём речь. По моим сведениям себестоимость строительства дороги больше чем у ЛЭП. Текущие затраты на передачу/перевозку у ЛЭП ниже.
rPman
12.05.2024 22:36Черт не верно донес информацию
Дороги строят НЕ ТОЛЬКО для доставки энергии аккумуляторами, это 0.0....001% от их функционала а значит доля в стоимостиа вот ЛЭП можно использовать ТОЛЬКО для передачи энергии, все затраты на их создание это затраты на передачу энергии (просто они на десятилетия строятся и эта стоимость размазывается).
Когда мы говорим о расширении энергосистемы на десятки процентов только для доставки энергии для электромобилей, это может произойти так резко, что модернизация тупо не поспеет. а вот доставка уже работает, бензин то доставлять машинами ничто не мешает?
Повторюсь еще раз, электромобили позволяют уйти от существующей монополии на производство химической (газ и бензин), сейчас никто не помешает поставить любому частнику заправку (только соблюдай пожарные нормы), и абсолютно не важно как энергия в эту заправку поступает, покупается у РАО ЕЭС, собирается солнечной панелькой или привозится на машине (так как это опасный груз нужно разрешение, т.е. проблема бюрократическая а не техническая)... и главное, у электроэнергии нет сортов и качества, электроны от гидроэлектростанции и от солнца будут одинаковые, и вот тут личная генерация энергия вылезает вперед.
Li_Yang
12.05.2024 22:36" вот ЛЭП можно использовать ТОЛЬКО для передачи энергии"
Ну нет же. Доля ЭЭ которая достаётся электромобилям очень маленькая.
"о расширении энергосистемы на десятки процентов только для доставки энергии для электромобилей"
Не на десятки процентов, а на 14.4% за 50 лет. Вот тут расчёт
https://habr.com/ru/articles/813745/comments/#comment_26825199
Li_Yang
12.05.2024 22:36Прямо руки чешутся написать статью по мотивам этого обсуждения. Оказалось что у очень многих людей в головах устаревшая информация.
Gryphon88
12.05.2024 22:36+1Было обсуждение, что примерно вдвое, просто потому, что нынешние сети проектировались 20-30 лет назад и сейчас мы близки к тому, чтобы выбрать запас прочности. Если посчитать по потреблению энергии, то получается около 15% в оптимистичном случае: на нефть приходится 30% от мирового потребления энергии, из этих 30 половина (49-64% по разным источникам) автомобили. Если размазать лет на 20, то получается реально - годовой прирост потребления энергии около 2% (в локдаун 2020 падение всего на 3.5% относительно 2019).
Проблема с доставкой электроэнергии на последней миле, энергосети не предназначены, чтобы парковка внезапно начала потреблять как неслабое производство. Если будут "батареезарядные комбинаты", то все проще и дешевле.
Li_Yang
12.05.2024 22:36Электромобили минимум в 4 раза экономичнее чем авто с ДВС и потребляют примерно 200 втч на км. Современные модели ещё меньше.
С удовольствием выслушаю критику.
Проблема с доставкой электроэнергии на последней миле
Инженерных препятствий нет. Нужны только деньги и воля
Или так
Gryphon88
12.05.2024 22:36+1Ваш расчет основан на некоторых умозрительных рассуждениях, но ладно. Пусть 3244 кВт*ч/год будет тратить домохозяйство на зарядку электромобиля. Вот данные по потреблению в США (извините, деталировку нормальную только по США нашел): домохозяйство ест примерно 10500 кВт*ч/год, т.е. один автомобиль на семью увеличит энергопотребление почти на треть. Учитывая, что Штаты ведущий мировой потребитель примерно всего, в Европе и Азии доля будет еще больше.
Инженерных препятствий нет. Нужны только деньги и воля
Почему-то думают "что нам стоит дом построить, нарисуем - будем жить". Энергосистема города и страны это сложная система, нельзя как в градостроительном симуляторе построить в удобном месте электростанцию и получить возможность подключать потребителей по всему городу. По моему опыту, чаще всего упираемся как раз в "последнюю милю" от понижающего трансформатора до потребителя: вот вам 40 кВт на всех по нормам потребления, рассчитанным до широкого распространения кондиционеров, а то и холодильников, ни в чем себе не отказывайте. Нет, конечно, можно поменять или задублировать несколько ступеней энергосистемы, но это очень много "денег и воли" при неочевидной рентабельности.
tuxi
12.05.2024 22:36Есть описание сценария для Москвы по теме замены электрокоммуникаций на такие, которые бы позволили бы заряжать 10% всего автотранспорта Москвы.
Там армагедон. Там надо по итогу построить порядка 2..3 больших бетонокомбинатов, пару тройку автозаводов выпускающих самосвалы и прочую технику и выкопать несколько дыр в земле, чтобы добыть медь для проводов. А изоляцию для проводов так и быть, сделаем в мозамбике, они далеко от нас, до нас не долетят вредные выбросы.
Печально, что ратущие за принудительную электрофикацию, слабо себе представляют, сколько денег с них снимет родное государство на оплату всего этого банкета и что остаток своих дней они проведут среди грохота постоянной стройки и рытья траншей.
Li_Yang
12.05.2024 22:36Есть описание сценария для Москвы по теме замены электрокоммуникаций на такие, которые бы позволили бы заряжать 10% всего автотранспорта
Можно увидеть ссылку на этот расчет? И у нас речь шла о легковом транспорте. Коммерческий и грузовой транспорт - это другой коленкор.
И я никогда не говорил, что переходить нужно принудительно.
tuxi
12.05.2024 22:36Ссылки нет, но можно начать прикидывать с момента выкупа земли и компенсации строениям в центре Москвы под новые коммуникации, потому что в старых проложить навряд ли получится в общем случае, потом прикидки по земляным работам, изменениям в схеме движений, копке и прокладке новых коллекторов (которые надо сначала где то изготовить в достаточно большом кол-ве) и тп и тд
Li_Yang
12.05.2024 22:36в старых проложить навряд ли получится в общем случае
Почему ? Мы же с вами пришли к выводу что передаваемую мощность нужно увеличить на 14...30%
Li_Yang
12.05.2024 22:36Увеличить выработку и модернизировать сети на треть текущих мощностей за 50 лет вполне посильная задача.
С рентабельностью интересная ситуация. Грубо предположим что отсутствие выхлопа в городах сбережёт 1000 жизней в год в ЕС , они не умрут от рака, вызванного воздействием выхлопных газов. Авиакомпании выплачивают 1.15 млн долларов за каждого погибшего
Значит расходы Евросоюза в 1...1.5 млрд долларов в год на создание ВИЭ мощностей и развитие инфраструктуры вполне себе оправданы.
Это я ещё не учитываю расходы от потери трудоспособности тех кто просто респираторными заболеваниями вызванными выхлопами болел.
tuxi
12.05.2024 22:36а зимних фоток нету? или самосвалы каждую неделю вывозят сгребенный к бордюрам снег?
tuxi
12.05.2024 22:36это не зарядки, это подогрев масла/ож чтобы в сильный мороз завести утром можно было
Li_Yang
12.05.2024 22:36Смысла нет ехать на электричестве.
В Европе и США есть сеть зарядок по 250 кВт на шланг. Как вы думаете, на сколько минут увеличивается время прохождения 1000 км в таких условиях?
ksbes
12.05.2024 22:36При реальном пробеге в 250 км - где то часа на два. ДВС с одной заправкой на 5 минут проедет это расстояние часов за 10-12 без отдыха.
Li_Yang
12.05.2024 22:36+1вот здесь за 11 минут зарядился на 43% это 30 квтч.
https://youtu.be/BtqnHftWWuY?si=UvuDmds4NL9riaDg
В этой таблице время прохождения 1000 км. Первая строчка - гибрид с ДВС для референса. Отставание от 20 минут. При гражданской езде это один раз поесть и в туалет сходить.
И очень много моделей проезжает быстрее ваших 10...12 часов на ДВС.
VT100
12.05.2024 22:36Wh/km в восьмой и двенадцатой строках недвусмысленно намекают, что таблица - маркетинговое фуфло. Так-что вместо общего времени там вполне может быть указано ходовое время.
blind_oracle
12.05.2024 22:36Я и 300квт видел в какой-то испанской глуши.
По факту к сожалению не так много машин умеют в 250квт и даже те что умеют заряжаются такой мощностью крайне непродолжительное время, потом падает.
Что в общем логично т.к. батарея от этого быстро деградирует.
Li_Yang
12.05.2024 22:36Батарея быстро деградирует это как быстро? Есть статистика?
Вообще обычно на батарею гарантия 8 лет, 160 тыс км. И не зависит от количества быстрых зарядок.
blind_oracle
12.05.2024 22:36+1Гарантия на отказ батареи, а не на потерю ёмкости - это её неотъемлемое свойство.
Статистику можете сами поискать, но для NMC лития обычно правило заряжать током не более ёмкости батареи. Т.е. для машины с батареей в 60кВт*ч безопасный ток зарядки не более 60кВт. Зависит от ячеек, но даже у самых лучших скорее всего не более 1.5 ёмкостей, т.е. 90кВт.
С LiFePo4 всё ещё хуже насколько я помню, что-то типа 0.5 ёмкости.
Li_Yang
12.05.2024 22:36На сколько я разобрался у Теслы считается гарантийным случаем потеря ёмкости более чем на 25%.
Т.е. для машины с батареей в 60кВт*ч безопасный ток зарядки не более 60кВт.
Это если естественное воздушное охлаждение батареи. Если принудительное, то больше. Вот на этом видео 243 кВт в пике. Видно в левом верхнем углу экрана
https://youtu.be/BtqnHftWWuY?si=e-GrSLdRFv-xuHx5
blind_oracle
12.05.2024 22:36Это если естественное воздушное охлаждение. Если принудительное, то больше.
Да, но насколько сильно охлаждение помогает я не знаю. Судя по тому, что такие мощности зарядки по факту доступны только, допустим, на интервале в 5-10% ёмкости, а потом резко снижается - охлаждать её не получается качественно :)
Ну и я не уверен что дело только в температуре - возможно электролит или катоды деградируют просто от большого тока. Надо читать.
Li_Yang
12.05.2024 22:36Посмотрите видео. Там Тесла от 9 до 43% заряжается. Видна мощность зарядки на каждом этапе. У неё идёт ограничение тока из-за температуры. Так что при оптимизации процессов охлаждения скорость зарядки можно сократить. Не зря Мерседес на 400 КВт зарядки строит.
VT100
12.05.2024 22:36Кстати, чем выше токи - тем ниже энергетический КПД аккумулятора (batteryunivercity.com):
In the real world, the Tesla Roadster is said to have an energy efficiency of 86 percent.
Li_Yang
12.05.2024 22:36Это цитата про Родстер, который 10 лет назад был?
VT100
12.05.2024 22:36А разве было что-то прорывное в технологиях литиевых аккумуляторов за эти 10 лет? Титанатные батареи - это больше про безопасность.
И, внезапно, любой аккумулятор или первичный элемент отдаёт тем меньше энергии, чем больше ток разряда. Кинетика химических реакций гадит, бессердечная щука.
Wesha
12.05.2024 22:36А время зарядки? Сейчас время зарядки настолько увеличивает время длинной поездки, что смысла нет ехать на электричестве.
Это только если Вы за "свою батарею" мёртвой хваткой держитесь, аки обезьяна за орехи в кувшине. А так-то проблема уже
давно решена —
Вам нужна не батарея, Вам нужны электрончики, которые в батарее, так забирайте их и катитесь к своей матери (или куда вы там ехали) дальше.
(Кстати, с точки зрения инженера, как только процесс забора пустой батари завершён, немедленно должен начаться процесс установки свежей — а тут примерно секунд 20 прибор что-то непонятное пинает, так что резервы есть.)
avshkol
Не только энергоемкость лития ставит пределы, но и его практически исключительность и редкость (а значит, и цена - по крайней мере, пока).
Но даже то, чего удалось достичь - носимая электроника и электротранспорт - уже достижения...
shef35316 Автор
Да. В моей памяти еще ярки воспоминания, когда никакой альтернативы на доступном рынке не было кроме пальчиковых Ni-Mh аккумуляторов по неподъемными ценам за 1 Вт-ч энергии. С довольно посредственным значением плотности энергии. Я боялся тогда даже думать, что на аккумуляторах можно ездить и тем более - летать! :)
(См.мои предыдущие статьи)
tuxi
https://ru.wikipedia.org/wiki/ВАЗ-2801 )))
shef35316 Автор
Ах, тогда интернета тоже не было. И эта информация обошла меня в детстве стороной)
xoid555
подлодки и электрокары на заводах в ссср были повседневностью...
ksbes
Электрокары были повседневностью ещё с 19-го века (как и электромобили вообще). Вопрос в пробеге. Завод может позволить себе заряжать 10 тележек, пока одна работает.
Ну а у подлодок - там свои особенности были и ограничения.
Grey83
Я помню времена, когда только NiCd-аккумуляторы были альтернативой солевым батарейкам (а щелочные были большой редкостью).
Появление NiMH-аккумуляторов (с практически отсутствующим эффектом памяти) в широкой продаже уже само по себе можно было считать прорывом.
shef35316 Автор
Да!