Siemens SWT-7.0-154
Кто говорил, что ветряки не способны конкурировать по мощности с атомными электростанциями? Посмотрите на самую большую в мире ветроэлектрическую установку Siemens SWT-7.0-154. С площадью ометания 18 600 м? этот гигант в одиночку генерирует максимальную мощность 7 МВт при скорости ветра 13-15 м/с. Несколько сотен таких ветряков — и вот вам атомная электростанция.
SWT-7.0-154 — это флагманская модель компании Siemens. В её названии зашифрованы генерируемая мощность (7 МВт) и диаметр ротора с лопастями (154 м). Она пришла на смену предыдущему флагману SWT-6.0-154, от которого практически не отличается по техническим спецификациям, но оснащён более мощными магнитами. Более сильное магнитное поле позволяет генерировать больше электроэнергии при том же диаметре. Другими словами, в этой ВЭН параметр снимаемой мощности с квадратного метра площади ометания выше примерно на 16,7%.
Ветрогенератор включается в работу на минимальной скорости ветра 3-5 м/с, а генерируемая мощность поступательно растёт до максимальной 7 МВт при скорости ветра 13-15 м/с. При достижении скорости ветра 25 м/с генерация прекращается.
Казалось бы, на таких скоростях ветра лопасти ВЭУ должны вращаться быстро, но это совершенно не так. На самом деле они вращаются неторопливо и степенно, делая всего 5-11 оборотов в минуту. То есть полный оборот три лопасти совершают примерно за 5-12 секунд, в зависимости от скорости ветра.
Более сильное магнитное поле в новой модели означает также и то, что эту турбину труднее раскрутить. Для достижения той же скорости вращения 5-11 оборотов в минуту и максимальной генерируемой мощности (7 МВт вместо 6 МВт) этой турбине требуется повышенная скорость ветра: 13-15 м/с вместо 12-14 м/с. Соответственно, и начальная скорость ветрогенерации у неё выше. Вот почему данная модель-гигант наиболее оптимально подходит для размещения на территориях с относительно сильными ветрами, лучше всего в море.
Внутри турбины нет редуктора (коробки передач) — здесь работает система прямого привода, подключенная к синхронному генератору переменного тока с постоянными магнитами. Поскольку скорость генератора определяет напряжение и частоту тока, то «грязный переменный ток» преобразуется в постоянный ток, а затем преобразуется обратно в переменный ток перед подачей в сеть.
В последние годы в области ветряной энергетики происходит очень быстрый научно-технический прогресс. Буквально каждый год появляются новые модели ВЭУ большей мощности и эффективности. Большие и маленькие, рассчитанные на целые посёлки или отдельные дома, на большую скорость ветра в море или на среднюю скорость ветра над крышей частного дома.
Например, мировой рекорд по максимальной генерируемой мощности принадлежит вовсе не Siemens, а другой турбине ещё одного немецкого производителя Enercon E126, которая выдаёт до 7,58 МВт. На видео показан процесс установки такой турбины.
Высота стойки Enercon E126 — 135 м, диаметр ротора — 126 м, общая высота вместе с лопастями — 198 м. Общий вес фундамента турбины — 2500 тонн, а самого ветрогенератора — 2800 тонн. Только электрогенератор весит 220 тонн, а ротор вместе с лопастями — 364 тонны. Общий вес всей конструкции со всеми деталями — 6000 тонн. Первая установка подобного типа была установлена около немецкого Эмдена в 2007 году, хотя в той модификации максимальная мощность была меньше.
Впрочем, ветрогенераторы-гиганты — довольно дорогое удовольствие. Один такой ветряк на 7 МВт обойдётся в $14 млн вместе с установкой, если заказывать все работы у сертифицированных немецких специалистов. Конечно, если освоить производство в своей стране, благо металла хватает, то стоимость вполне можно снизить в несколько раз. Кто знает, может такой гигантский проект национальной стройки занял бы население страны и помог выбраться из экономического кризиса.
Почему ветряки не заменят АЭС
Одна из самых последних строящихся в Восточной Европе атомных станций — Белорусская АЭС — получит два энергоблока с реакторами ВВЭР-1200 мощностью по 1200 МВт. Казалось бы, несколько сотен ветряков Siemens сравнятся с атомной электростанцией. Стоимость строительства примерно одинаковая, зато «топливо» бесплатное. Что интересно, Белорусскую АЭС как раз строят в районе, где по климатическим данным за 1962-2000 годы почти самая высокая среднегодовая скорость ветра в Беларуси. Но в реальности эта «самая большая» среднегодовая скорость ветра — всего лишь около 4 м/c (на высоте 10 м), чего едва хватит для запуска ВЭУ на минимальной мощности.
Перед установкой следует сверяться с годовой картой ветров в районе дислокации с данными средней удельной мощности ветрового потока на высоте 100 м и выше. Хорошо бы составить такие карты для всей территории страны, чтобы найти места наиболее оптимального строительства ВЭУ. Нужно иметь в виду, что скорость ветра сильно зависит от высоты, что хорошо известно жителям высотных домов. В обычных прогнозах погоды по ТВ сообщают скорость ветра на высоте 10 м над землёй, а для ветровой турбины следует измерять скорость на высоте 100-150 м, где ветры гораздо сильнее.
Так что наиболее оптимально такие гиганты подходят для установки в море, в нескольких километрах от побережья, на большой высоте. Например, если установить такие установки вдоль северного побережья России с шагом 200 метров, то максимальная мощность массива составит 690,3 ГВт (побережье Северного Ледовитого океана составляет 19724,1 км). Скорость ветра там должна быть приемлемая, только при заливке фундаментов придётся иметь дело с вечной мерзлотой.
Правда, по стабильности работы ВЭУ никогда не сравнятся с АЭС или ГЭС. Здесь энергетикам приходится постоянно следить за прогнозом погоды, потому что генерируемая мощность напрямую зависит от скорости ветра. Ветер должен быть не слишком сильным и не слишком слабым. Хорошо, если в среднем ВЭУ будут выдавать хотя бы треть от максимальной мощности.
Комментарии (189)
foxin
29.12.2016 01:30+1А что там насчет демонтажа после окончания срока службы, особенно установленных в море?
rusec
29.12.2016 15:01-2Зачем? Кому оно в море мешает?
ZyUbRa
29.12.2016 17:04+5Здоровенная, отработавшая ресурс, ржавеющая и разваливающаяся штуковина?
1. Установке новых ветряков, ибо их логично ставить там где ветер, а там уже стоят старые
2. Любой другой хозяйственной деятельности, например судоходству, учитывая что ветряки ставят сотнями, соответственно на десятки квадратных километров прибрежной акватории.rusec
29.12.2016 21:101. Если уж мы устанавливаем новые, которые как водится больше старых, значит пригнали кран и прочее необходимое оборудование и персонал. Какие проблемы? Ломать не строить.
2. Не думаю что ржавеющая штуковина сильнее мешает судоходству, чем новенькая. Судоходство вообще крайне неравномерно распределено по океану, и его маршруты отличаются дивной стабильностью. Там, где ветряк может помешать, его просто не поставят, что снимает проблему утилизации.
Разумные варианты есть?ZyUbRa
29.12.2016 23:19+11. Проблема не подогнать «краны и прочее оборудование», проблема в том, что стоимость демонтажа старых ветряков, выше стоимости монтажа новых, что еще больше усугубляет и так не самые лучшие показатели по окупаемости. Не то что бы это было совсем не ожидаемо, но оказалось значительно сложнее и дороже чем изначально рассчитывали.
2. У новой штуковины сильно меньше вероятность «приложить по темечку» проплывающих рыбаков. Речь не о магистральном судоходстве, речь о том что ветряки ставят в прибрежной зоне, и если их не убирать, то прибрежная зона быстро кончится.
В общем суть в том что убирать надо, а убирать дорого.rusec
29.12.2016 23:301. Демонтаж дорог именно потому, что для него надо пригонять кучу уникальной техники, день работы которой стоит миллионы.
Если техника уже приплыла, устанавливать новый, то всё становится существенно дешвле.
2. Вы недооцениваете размер прибрежной зоны и переоцениваете масштаб деятельности человека. Не кончится.
Приложить по темечку ни с того ни с сего оно не может. Большая прочная железяка, стоит себе и стоит.
Рано или поздно её повалит ураганом, они обычно проходят ежегодно. В этом момент у проплывающих мима рыбаков один хрен выжить шансов нет. Поэтому не проплывают они мимо, в ураганы. Для рыбы и прочей морской живности любые неровности на дне — это прекрасно. Основание быстро обрастёт водорослями и ракушками, заведутся рыбки и это вот всё. Чем больше остатков ветряков в прибрежной зоне — тем лучше.
То что вся т.н. зелёная энергетика окупается в крайне редких случаях, потому как дорого и нестабильно — это я в курсе, тут меня убеждать не надо. Но стоимость демонтажа к этому отношение имеет довольно слабое, а его необходимость вообще отсутствует. В конце концов затонувшие корабли никто не демонтирует, если нет коммерческой выгоды, валяются десятилетиями, никому не мешают. А если вокруг толпами плавают рыбаки, то эти ваши ветряки мигом растащат на металл, там скорее новые надо охранять чем старые разбирать.
muon
30.12.2016 01:45Вы недооцениваете размер прибрежной зоны и переоцениваете масштаб деятельности человека
Вот только электричество нужно в первую очередь там, где деятельность активнее всего.
Для рыбы и прочей морской живности любые неровности на дне — это прекрасно.
Вот только ветряк — это не 100% феррум натуральный без ГМО, в нём куча веществ, начиная со смазочных.rusec
30.12.2016 04:49Вот только электричество нужно в первую очередь там, где деятельность активнее всего.
Какая деятельность на шельфе, зачем ей нужно электричество и причём тут демонтаж старых ветряков, который я пытаюсь обсуждать? Давайте ближе к теме. Что за заводы там на берегу нас вообще не волнует, нас волнует старый заброшенный ветряк в океане. Какой такой деятельности он мешает и почему он ей не мешал при жизни?
Вот только ветряк — это не 100% феррум натуральный без ГМО, в нём куча веществ, начиная со смазочных.
Всё тоже самое, что в обычном железном корабле.
Затонувших кораблей куча, можете нырнуть к любому и убедиться самостоятельно, что вся эта куча веществ для морской живности — корм и дом.muon
30.12.2016 05:55«на шельфе», «в океане» — громко сказано, речь о нескольких километрах от берега. Поэтому нас волнуют и заводы, и логистические центры, и жилые районы.
Новые ветряки мешают меньше, потому что а) почти не падают, б) их N штук. А если стоят старые и новые, то их примерно 2N.
Затонувший корабль, когда он один — интересный и безвредный объект для рыб и дайверов. А если корабли/ветряки затапливать массово, то нет.
gadg3t
29.12.2016 02:08Спасибо за статью, было интересно.
По ходу возникло пару вопросов…
В чем проблема слишком сильного ветра? По идее ведь чем быстрее будет крутиться генератор, тем больше энергии от будет генерировать. Ну и в крайнем случае можно просто ограничить максимальную скорость вращения.
Есть ли какое-то негативное влияние от ветрогенераторов? Могут ли они как-то повлиять на природу в регионе, например.
alizar
29.12.2016 02:11+1>Есть ли какое-то негативное влияние от ветрогенераторов?
Они дают помехи на военных радарах, это проблема в некоторых районах.
PastorGL
29.12.2016 02:31+4Про негативное влияние: вибрация, переданная по конструкции на субстрат, убийственна для многих видов животных. Для морских мега-ветряков это будут инфразвуковые частоты, распространяются в воде на десятки километров, так что китов жалко.
alizar
29.12.2016 02:40+2Интересно, кого убивает вибрация? Может быть, отпугивает? Извините за офтоп, но у меня знакомые за городом уже много лет не могут побороть землеройку, она портит газоны, ничего невозможно поделать… Может быть, такой вариант им посоветовать? :)
xwild
29.12.2016 03:43+5Так и делают, деревянная палка воткнутая в землю, на ней выстроганный деревянный пропеллер на гвозде, когда он крутится по гвоздю передается легкий стук день и ночью, насчет землероек не знаю, но от кротов помогает.
SvSh123
29.12.2016 11:05+4Такая трещотка отпугивает не кротов, а их добычу — дождевых червей и прочую мелкую почвенную живность. Кроту приходится уходить вслед за едой. :)
Землеройке на этот стук наплевать, ее добыча крупнее: мыши, лягушки, ящерицы, крупные насекомые (вроде кузнечика или сверчка).artemspitsyn
29.12.2016 19:59+6Люблю GT, зашел прочитать про ветрогенераторы, а узнал интересные факты из жизни огородных животных! :) Спасибо!
Zverienish
30.12.2016 08:37Не отпугивает такая штука червей. Под таким ветряком червей так же как и в других местах.
saege5b
30.12.2016 16:17Можно железный штырь и консервные/пивные банки.
И ставить лучше от центра по 1-2 штуки раз в пару суток. На дистанции метров 15-20.
chieftain_yu
29.12.2016 11:35+1Втыкаем штырь небольшого диаметра в землю.
Берем бутылку пластиковую литра на 1,5-2.
На бутылке делаем три [-образных надреза (если бутылка смотрит горлом вверх или вниз). Отгибаем лопасти. Надеваем бутылку на штырь.
У нас кроты ушли.
PastorGL
29.12.2016 21:08Птиц именно что убивает, причём, непосредственно сам инфразвук. Как-то связано с системой птичьего кровообращения, точно сейчас не скажу. С зубатыми китами и дельфинами не так напрямую — у них дальняя коммуникация происходит на тех же частотах, они глохнут. И дальше гибнут от голода, потому что у глухого кита перестаёт уже эхолокация, при помощи которой они ищут рыбу, работать.
eldarmusin
04.01.2017 09:33Знаю что есть решения в виде Электрокота или Торнадо-1200.
Возможно и от землероек есть такое.
Rumlin
29.12.2016 09:56Пути миграций перелетных птиц изменяются — они огибают поля ветряков из-за инфразвука.
4ebriking
29.12.2016 13:59+1Не меняются — летят сквозь поля с большими потерями, целые поля трупами усеяны в сезон перелётов — население уже начинает роптать, но пока глухо, ибо нормальные люди без гринписа в голове понимают, что электричество откуда-то надо брать, ветряки УЖЕ построены, АЭС уже закрыты.
Не просите у меня пруфов сейчас, но если очень надо — после праздников выложу, жутковатое зрелище.Rumlin
30.12.2016 11:48Про трупы не слышал. Может это от больших ветряков с низкой частотой вращения.
Я читал резюме к исследованию европейских ученых про поля ветряков образца 1990-2000-х. Те ветряки быстро вращаются и заметно гудят.
Rumlin
30.12.2016 11:53+1P.S. быстро кое-что нагуглилось
Did you know that wind turbines not only produce power, they produce wakes? Similar to the ripples you would see in a body of water, wind turbine wakes are invisible ripples, waves, and other disturbances in the atmosphere downstream that can damage turbines and decrease efficiency.
Controlling the power of wind with TI MCUs
Eklykti
29.12.2016 05:05+1чем быстрее будет крутиться генератор, тем больше энергии от будет генерировать.
И в какой-то момент его просто разорвёт от перегрузок и вибраций.
olekl
29.12.2016 12:15Есть эпичные видео ветряков при сильном ветре с отказавшими тормозами :)
ksil
29.12.2016 12:20Скинули бы.
olekl
29.12.2016 12:36+3Гуглится же по wind turbine crash… Вот например — https://www.youtube.com/watch?v=CqEccgR0q-o
bustamax
29.12.2016 20:05https://youtu.be/rxlHcSRdbjg?t=41s
собственно птица сама виновата, ТБ не соблюла. Не играй под стрелой, птичка…SkyWheel
30.12.2016 11:05+2Подозреваю, что вокруг лопастей меняются воздушные потоки. А эта хищная птичка создана, чтобы парить в восходящих воздушных потоках. Она конечно сама виновата, но пройдёт немало времени и поколений птиц, пока они научатся избегать ветряки… Ну либо человек всё же придумает что-то, чтобы не наносить такой ущерб популяции и так редких птиц.
nehrung
29.12.2016 11:17+2Ну и в крайнем случае можно просто ограничить максимальную скорость вращения.
В прежних ветрогенераторах в местах их массового скопления было хорошо видно, что вращаются они строго синхронно при любом ветре. Это и понятно — при синхронной электромашине приходилось точно поддерживать не только обороты, но и фазу получаемого переменного тока.
Если в новых действительно тройное преобразование полученной энергии (через «грязный» переменный ток), то проблема синхронности отпадает, и обороты можно давать любые в пределах прочности конструкции.
buglife
29.12.2016 11:56-1Проблема в квадратичной зависимости.
Вот ему достаточно 15 м/с. А при ветре 30 м/с мощность (в теории) возрастет в 4! раза. 45 м/с — 9 раз! Это огромная перегрузка на ротор и конструкцию. Тормозят ветряки поворотом лопастей, закорачиванием обмоток генератора и также обычными «колодками». Иногда комбинируют.ksil
29.12.2016 11:59А закорачивание к, собственно, КЗ не приведет?
buglife
29.12.2016 12:06в хороших ветряках оно делается постепенно. А на огромных — скорее всего тормозят другими методами и закорачивают обмотки когда он остановлен — как запасной вариант. Но это догадка, надо читать доки.
ksil
29.12.2016 12:19Так а закорачивание что дает то в плане торможения ветряка? «Нулевое» сопротивление — «бесконечный ток» — «нулевая» скорость?
mayorovp
29.12.2016 15:01Идеальное КЗ эквивалентно нагрузке бесконечной мощности. Очевидно, что бесконечная потребляемая мощность не даст ветряку крутиться.
Реальное КЗ часть энергии выделяет на нагрев проводов, поэтому в зависимости от характеристик генератора и ветряка оно может как остановить ветряк, так и сжечь генератор.
Если вопрос был по физике процесса — то ток создает магнитное поле в обмотках генератора, которое, в свою очередь, создает тормозящий момент на оси ротора.
barkalov
29.12.2016 16:13+1В карьерных самосвалах (которые электродизельные гибриды) тормозят специальными блоками резисторов (которые огромные и неслабо греются). Если бы можно было обойтись простым КЗ, вряд ли бы всё это городили.
mayorovp
29.12.2016 16:17-1Резисторы нужны для защиты от перегрева. Чем больше сопротивление, тем меньше ток — а значит, меньше нагрев проводов (что хорошо) и меньше момент на роторе (что для торможения — плохо).
n00buK
31.12.2016 16:15Не совсем так. Генератор — это машина, которая уравновешивается двумя моментами: разгоняющим -механический момент (создается турбиной или, в данном случае, ветром) и тормозящим — электромагнитным (пропорционален нагрузке). Логично, что для торможения генератора надо увеличить тормозной момент, т.е. увеличить сопротивление на зажимах, подключив тормозные резисторы. Отсюда же следует, что КЗ на шинах генератору эквивалентно сбросу нагрузки и таким образом разгоняет генератор.
Все вышесказанное гуглится как "электромагнитное торможение".mayorovp
31.12.2016 16:53Тормозящий момент пропорционален току, а не нагрузке.
n00buK
31.12.2016 19:25Вы не договариваете :D ЭМ момент(который тормозной) пропорционален не току, а произведению тока на напряжение (ну и коэффициентик там один). Что и есть мощность нагрузки.
По Вашей логике при КЗ ЭМ момент (который все еще тормозящий) должен увеличиваться, так как ток КЗ превышает ток нагрузки, а генератор должен тормозиться. А он, зараза такая, ускоряется!mayorovp
31.12.2016 20:02А он, зараза такая, ускоряется!
А пруф можно? Потому что по моей логике он и правда должен тормозиться...
n00buK
31.12.2016 20:52Если подробно, то можно почитать тут, если покороче — здесь.
Если вот прямо в двух словахВ момент КЗ из-за изменения параметров схемы происходит переход с одной характеристики мощности (точка а) на другую (точка b) (рис. 3.7). Так как ротор обладает определенной инерцией, то угол ? мгновенно измениться не может и отдаваемая генератором мощность уменьшается до значения Р(0). Мощность турбины при этом не изменяется ввиду запаздывания ее регуляторов. На валу турбина — генератор возникает некоторый избыточный момент, определяемый избытком мощности (?Р=Р0 –Р(0)). Под влиянием этого момента ротор генератора начинает ускоряться, угол ? увеличивается. Качественно процесс протекает так же, как в предыдущем случае внезапного отключения линии.k155la3
31.12.2016 22:46В контексте Вы неправы. В абсолютном большинстве мелких ветряков и значительном количестве больших (вот как в помянутом в статье) стоят синхронные генераторы.
Меньше сопротивление нагрузки — больше отбираемая мощность на равных оборотах — больше тормозящий момент.
Эта функция монотонна, вплоть до короткого замыкания генератора.n00buK
04.01.2017 23:34Прежде всего хочу извиниться перед mayorovp, т.к. по привычке говорил о синхронных генераторах. Теперь по Вашему посту:
1) Согласно этому сайту, для ветровых турбин СГ не применяются. Да и не могут, т.к. для СГ необходимо регулировать частоту вращения турбины, что для ветровых турбин невозможно
2) Если мы все-таки говорим о СГ, то они при КЗ разгоняются, ссылки я привел выше. Если есть контраргументы, прошу ссылку на формулу, которая объясняет, что при КЗ электромагнитный момент растет (без абстрактных фраз об неком отборе).
3) Если мы говорим о асинхронном генераторе и ГПТ, то вернемся к уравнению движения ротора. Для АГ: как Вы верно заметли в посте ниже, при падении напряжении на обмотке статора до нуля, двигатель превращается в болванку. Соответственно ЭМ момент равен нулю, таким образом генератор раскручивается ( согласно уравнению движения ротора). Если мы говорим, о ГПТ, то там все зависит от схемы возбуждения, но в любом случае момент там зависит от тока якоря (который может возрасти) и магнитного потока, который при КЗ падает до нуля. И генератор раскручивается.n00buK
04.01.2017 23:54Вот уже брежу. Читать так.
Для АГ: как Вы верно заметили в посте ниже, при падении напряжении на обмотке статора до нуля,двигательгенератор превращается в болванку.
k155la3
05.01.2017 13:09+2Как раз в статье, которую мы комментируем (вы не забыли ещё, где идёт этот разговор? :)) описывается ветряк с генератором на постоянных магнитах. Синхронизация с сетью идёт через отдельный инвертор.
Так что — да, там синхронная машина.
Как и в абсолютном большинстве мелких (до десятков кВт) ветряков, работающих на автономные системы.
По Вашей ссылке разгоняется очень конкретная машина в очень конкретных условиях КЗ конкретных обмоток (заметьте, отдельных обмоток). Генераторы с возбуждением переменным током — да, могут разгоняться при определённых условиях.
Но в контексте обсуждаются мощные ветряки с постоянными магнитами.
Возбуждение мощными постоянными магнитами на ветряках пока практически безальтернативно из-за бОльшей индукции поля при доступном охлаждении (бОльший КПД идёт бонусом).
Закорачивание обмотки ротора (или обмотки статора в альтернаторе) неизбежно приводит к торможению из-за максимизации тока в обмотке, поле которого взаимодействует с постоянным магнитом.
k155la3
31.12.2016 22:40+1Он тормозится. Он тормозится по любой логике, хоть Вашей, хоть нет.
Но Ваш собеседник тоже (хотя очень, гм… по-своему) прав, потому что говорит об асинхронных машинах (с короткозамкнутым ротором, коих большинство).
Там, чтобы машина работала как генератор, на статоре должно быть переменное напряжение, чуть отстающее по фазе от ротора (на вот этот самый помянутый ниже в цитате угол проскальзывания). Если на статоре нет переменного напряжения, то нет и на роторе, нет магнитного сцепления, и вся конструкция сводится к металлической болванке, которая крутится внутри другой болванки.
…
В синхронной машине (коллекторном двигателе или альтернаторе с постоянными магнитами — неважно) замыкание обмоток будут создавать на валу максимально возможный момент.n00buK
04.01.2017 23:50Что-то смешались в кучу кони-люди.
1) Речь о схеме ротора вообще нигде не шла (или я что-то пропустил?).
2) Ваше" большинство асинхронных машин" неверно. Асинхронных двигателей — да, генераторов — нет. Если не прав — прошу ссылку о массовом применении асинхронных генераторов например в энергетике.
3) Ни ДПТ, ни альтернатор не относятся к синхронным машинам. Рекомендую для начала определиться с классификацией, а уж потом переходить к уравнениям переходных процессов.
WikiСинхронная машина — это электрическая машина переменного тока, частота вращения ротора которой равна частоте вращения магнитного поля в воздушном зазоре.k155la3
05.01.2017 13:26+21) к примеру;
2) Простите, ссылку на ЧТО? Абсолютное большинство паровых турбин может комплектоваться как синхронными, так и асинхронными генераторами. При чём тут процентное соотношение оных в энергетике?
3) Простите, а каким боком альтернатор с постоянными магнитами — не синхронная машина?
Они и не реагируют "одинаково". С чего Вы взяли, что я утверждаю нечто подобное? Я утверждаю, что в простой синхронной машине с постоянными магнитами (или возбуждении постоянным током) закорачивание обмоток даёт максимальный отбор мощности от вала (в тепло тех обмоток, но это уже неважно).
Каким образом генератор будет раскручиваться при этом?
Zenitchik
31.12.2016 00:14+1Вряд ли тормозные резисторы имеют большое сопротивление. Только минимально достаточное, чтобы избежать перегрева остальных элементов цепи.
Hellsy22
29.12.2016 22:26Мне кажется, что зависимость не квадратичная, а кубическая, потому что растет не только кинетическая энергия единицы массы воздуха, но и проходящий в секунду объем воздуха.
mayorovp
30.12.2016 09:16Кинетическая энергия играет роль только при неупругих столкновениях. Применительно к ветряку — либо когда лопасти ветряка и ветра гнутся, либо когда молекулы воздуха на атомы разлетаются :)
Если смотреть по механистической модели — то ветряк крутится не от энергии молекул воздуха, а от их импульса. А импульс пропорционален скорости в первой степени, а не во второй.
Hellsy22
30.12.2016 16:03Звучит вроде как разумно, но непонятно, что происходит при росте скорости ветра — падает КПД ветряка и он просто греется?
Насчет куба — почему в вики написано так?
https://en.wikipedia.org/wiki/Wind_power#Wind_energy
И везде далее отсылка к кинетической энергии.mayorovp
30.12.2016 16:12В той формуле из вики нет привязки к конкретному ветряку. Ну и вообще в энергетике важны энергия и мощность, а не импульс.
Для того, чтобы формула стала реальностью, надо под каждую новую скорость ветра ставить новый ветряк. :)
k155la3
29.12.2016 11:59+1Парусность. Давление напора растёт как квадрат скорости. То есть, придётся рассчитывать конструкцию на нагрузки, которые случаются раз в год. За это время ветряк выдаст крохи энергии. А вот стоимость ветряка растёт резко и значительно.
olekl
29.12.2016 12:14Пролетающих мимо птиц в фарш крошат… Могло бы быть смешно, если бы не случай, когда эта причина на самом деле была заявлена в качестве возражения строительству…
nzamb1
29.12.2016 20:00На лопастях ветрогенератора намерзает лед и потом отваливаясь летит на автомобильную дорогу или в жилые дома.
anatoly314
29.12.2016 20:19Я думаю имеется некая аналогия с кораблями когда при слишком сильном ветре просто опускают паруса, чтобы не порвало. Так и здесь, при слишком сильном ветре нагрузка на механику слишком сильная.
i_Max2
29.12.2016 03:37У нас такие маленькие ветряки ставят от кротов в огородах. И желательно немного разцентровать, чтоб вибрация была больше.
Akr0n
29.12.2016 04:28-1Если понаставить кучу ветряков и часть энергии ветров перенести в розетки, то что будет с климатом? Скорость ветра же упадет.
coturnix19
29.12.2016 04:59Не знаю, вроде о широких исследованиях не слышал, но например тут оценивалось возможное влияние забора энергии из струйных течений, а также ее доступное количество, правда струйные течения — все таки не приземные ветры, и эффект забора энергии из них более фундаментален и масштабен.
Andy_Big
29.12.2016 05:40+11Вам придется долго пересчитывать нули после запятой прежде чем доберетесь до первой значащей цифры в проценте падения скорости ветра из-за ветряков :)
Loki3000
29.12.2016 10:32+5Если построить дом на пути ветра, то скорость ветра тоже упадет. Даже сильнее чем от ветряка. А если построить много домов… даже не представляю что может произойти тогда:)
Rumlin
29.12.2016 10:48Будет дуть между домами :)
не комфортно для жителейandrey_aksamentov
29.12.2016 04:34+2Не совсем понятно зачем делать такие огромные ветряки, они же гораздо дороже в производстве, транспортировке, монтаже и обслуживании, чем два ветряка меньшего размера.
sergku1213
29.12.2016 10:53У нас, недалеко от моря, люди пробовали ставить маленькие ветряки — 6м по-моему, их без разрешения можно было. Не получилось — в приземном слое ветер очень меняет направление, получаются сильные удары, ломает лопасти. Большие стоят высоко, там ветер постоянный
SvSh123
29.12.2016 11:23Диаметром до 3м нормально работают, я такие видел на Байкале. Но с такого много не снимешь, это факт.
А горизонтальные, с ротором Савониуса или геликоидные, у вас кто-нибудь пробовал ставить?
k155la3
29.12.2016 12:04Наоборот: выше единичная мощность — ниже удельная. До каких-то пределов, конечно, дальше "! куб-квадрат№ замучает. Некоторые говорят, что мы уже как раз там, а некоторые — что 10-15МВт единичной мощности в самый раз будет (особенно, если генератор сверхпроводниковый запилить).
Jetmanman
29.12.2016 06:59Почему не делают ветряки с большим количеством лопастей? Увеличить диаметр диска, на котором стоят лопатки и разместить лопатки на нём, как в турбине в турбореактивном двигателе, там лопатки на больших дисках стоят и их много. Зачем создавать такие промежуики между лопастями? Воздух пролетает между ними не создавая работы. Да и материала уходит много на такие большие лопасти, не говоря уже о высоте столба, на котором они стоят.
cyberly
29.12.2016 08:27+4>> Воздух пролетает между ними не создавая работы.
Вообще-то нет. За счет того, что молекулы воздуха взаимодействуют между собой, лопасть изменяет скорость не только того воздуха, с которым соприкасается непосредственно. По идее, ветряк собирает энергию со всей ометаемой поверхности (ну, может, плюс-минус небольшая часть). На вертолетах тоже мало лопастей. На винтовых самолетах мало лопастей. На семени клена вообще одна.
Если вы возьмете детскую ветряную мельничку, можете заметить, что когда она крутится, ветер давит на нее заметно сильнее, чем когда она застопорена. Это, кстати, возможный ответ на вопрос чуть выше, «зачем стопорить ветряк при сильном ветре, давайте просто выключим генератор». Если не стопорить, он будет работать как парус и может сломать мачту.
Что касается реактивных двигателей, там, скорее всего, сверхзвук и этот эффект наоборот, не работает (потому что взаимодействие между молекулами воздуха распространяется со скоростью звука).novice2001
29.12.2016 12:50Если уж брать действительно тяжелые вертолеты (как аналог «тяжелых» ветрогенераторов) типа CH-53E или Ми-26, то лопастей у них много — 7 и 8 соответственно.
Да и на тяжелых турбовинтовых самолетах лопастей больше трех: на Ан-22 — 4 (и при этом по 2 соосных винта), на С-130 — 6.cyberly
30.12.2016 02:24+2Нашел книжку в дальнем углу жесткого диска. «ЗАГОРДАН А. М. Элементарная теория вертолета». Вот что там среди прочего сказано про лопасти:
Коэффициентом заполнения поверхности, ометаемым воздушным винтом при его вращении, называется отношение площади всех лопастей к площади этой поверхности.… в зависимости от схемы вертолета выбирается 0,03 — 0,08… Уменьшение сверх указанных пределов невыгодно, так как с уменьшением площади лопасти для создания необходимой подъемной силы потребуется увеличить угол установки лопасти, что в результате приведет к ограничению максимальной скорости горизонтального полета из-за возникновения срыва потока при больших углах атаки. Увеличение более 0,08 за счет увеличения площади лопасти или числа лопастей также невыгодно, так как это снижает к.п.д. несущего винта.
Количество лопастей несущего винта. Наиболее выгодными несущими винтами, удовлетворяющими требованиям уравновешенности и обладающими достаточно хорошим коэфициентом полезного действия, являются трехлопастные и четырехлопастные воздушные винты. Уменьшение числа лопастей приводит к неуравновешенности винта и вследствие этого к вибрациям частей вертолета.
Почему у 3 и 4 лопастных винтов более высокий КПД — не сказано…
Рискну предположить, что на больших вертолетах много лопастей, потому что меньше просто не получилось сделать, например, из-за технических ограничений в плане прочности и массы.
В случае с ветряками задача выбора оптимальной конструкции, по идее, проще, и компромиссов меньше, потому что, например, проблема массы должна стоять менее остро. И режим работы, в отличие от вертолета, у них всего один.
Zenitchik
31.12.2016 00:21Насколько я помню, из той же книги, количество лопастей выбирается исходя из требуемого коэффициента заполнения, который, в свою очередь, как-то обусловлен ЛТТ к вертолёту, точнее — надо перечитывать.
NetBUG
03.01.2017 01:57А ещё 6 и 8 лопастей (как на современных турбовинтовых) ставят для снижения акустического шума.
Jetmanman
29.12.2016 19:16По поводу того, что воздух в промежутках создает работу, это не так, в каждый момент времени на лопасти давит часть пролетающего через ветряк воздуха. Вы предположили, что стопорят для того, что бы на ветряк меньше давило, но по моему его стопорят, чтоб лопасти не оторвались, такие ролики можно найти на ютьюбе, когда у быстро крутящегося ветряка ломаются лопасти, как и в ТРД лопатки при больших окружных скоростях могут оторваться, что требует расчета на прочность, что бы такого не случилось. До сих пор нигде не нашел информации почему так мало лопастей.
RusikR2D2
29.12.2016 09:34КПД. чем больше лопастей — тем меньше КПД. идеальный воздушный винт — однолопастной.
к тому же, многолопастной винт будет тяжелее — нужна более прочная мачта, мощный фундамент и все такое. опять же, сам винт будет дороже.prog666
29.12.2016 10:53почему не делают одну — понятно (из-за дисбаланса), но почему не делают двух-лопостные ветряки?
4ebriking
29.12.2016 14:04Одну — делают. С противовесом. Не прижилось почему-то, но они были и даже сериями.
pda0
29.12.2016 14:48Ветряки трёхлопостные по эксплуатационным и экономическим причинам. Чем меньше у ветряка лопастей, тем быстрее он должен вращаться, что бы получить то же количество энергии, что и ветряк с большим количеством лопастей. А высокая скорость — это большая нагрузка на конструкцию (центробежная сила отрывает лопасти). С другой стороны ветряки с четырьмя лопастями куда дороже в производстве, т.к. лопасть — деталь сложной формы, которую надо изготовить достаточно точно.
Вот мы и имеем: Три лопасти — текущий компромисс между экономической эффективностью и соображениями длительной эксплуатации.
CorneliusAgrippa
29.12.2016 15:09Я был в одном техническом музее, там был следующий экспонат: полукругом расположены различные ветрогенераторы: двух-, трех-, четырех- и многолопастной, к каждому подключен индикатор мощности, которую он вырабатывает, когда крутится. В центре полукруга стояла «воздушная пушка» — вентилятор в трубе, которую можно направить на любой из ветрогенераторов и посмотреть, сколько он гененирует мощности в реальном режиме времени. Так вот, максимальную мощность генерировал как раз трехлопастной ветрогенератор. Лопасти у всех были на вид одинаковые, кроме многолопастного, который похож на ветряк из американских фильмов про фермеров.
k155la3
29.12.2016 12:14+4Эээ… НАОБОРОТ.
КИЭВ (коэффициент собираемой винтом энергии) тем больше, чем больше лопастей. Но дело в том, что как верно заметили выше, рост КИЭВ с количеством лопастей нелинеен: 1 лопасть может собрать до четверти энергии ветра, 2 — чуть меньше трети, 3 — ~35-37 и т.д, вплоть до теоретического предела Жуковского в 59% (больше никак).
Но с количеством лопастей резко растёт стоимость, парусность, а самое главное — снижаются обороты.
Удельная стоимость электрогенератора (а также размеры, масса) сильно зависит от оборотов. Скоростные двигатели и генераторы — более компактны, а эту байду нужно будет ещё на башню громоздить.
Теперь смотрите: 1 лопасть — ассиметричные нагрузки, вибрация. 2 лопасти — нехорошо, ибо момент инерции сильно отличается в разном положении винта, 4 — та же фигня, 5 — уже генератор сильно тяжелее и дороже.
Приходим к 3 лопастям.
90% ветряков именно такие (и 99% больших). Это не случайность.
0xED
29.12.2016 19:57Прирост генерации от четырёх лопастей вместо трёх слишком мал, экономически не выгодно.
hp6812er
29.12.2016 07:25+3В будущем у человечества практически нет альтернативы в энергетике кроме атомной генерации. ITER и замкнутый топливный цикл — перспективно. Ветряки, обслуживание которых сопоставимо с выручкой за время эксплуатации — сомнительное достижение.
abstracto
29.12.2016 08:29Ну это не так. Во первых, это лишь цена денег — хотите иметь очень дешёвую энергию или просто дешёвую. любая индустрия развиваясь значительно снижает стоимость продукции в конечном итоге, так, что текущее сопоставимо в будущем обязательно превратиться в выгодно. Более того, подключить крупный город от одной электростанции конечно удобно, но тянуть лэп на сотни километров удовольствие то ещё — дешевле поставить ветряк+аккумулятор где это возможно. ITER я тоже очень жду, но учитывая как в нем все детали будут набирать радиацию и разбухать (а значит из нужно регулярно заменять) — о стоимости эксплуатации в реальности можно только гадать, IMHO
hp6812er
30.12.2016 08:21+1ITER по своей сути является исследовательской лабораторией, соответственно огромное количество затрат на строительство смежных блоков. Промышленные образцы, построенные на основе данных с ITER будут куда как дешевле и проще.
Сейчас АЭС по факту топят спичками, но при реализации замкнутого топливного цикла количество топлива для АЭС вырастет почти в 200 раз. Соответственно цена…
Ветряки+АКБ много механики и зависимость от погоды. Как резерв или средство экономии в ветреный период — хороший вариант, но не более того.abstracto
30.12.2016 08:43я знаю, но в реальности промышленные либо станут дешевле либо нет (нет, конечно они будут дешевле чем единичный лабораторный ITER, но на то он и эксперемент в ходе которого могут выяснить, что стенки нужно делать в 10 раз толще. да и вообще могут опять сказать, ой, магниты оказались слишком маленькие нужно делать их x3 больше и тогда точно плазму удержим. я хочу, чтобы термояд заработал, но я знаю сколько там проблем).
Сдаётся мне, что уран для АЭС является далеко не самой большой статьёй расходов для атомной станции и если цена на топливо уменьшиться в несколько раз — цена электричества уменьшиться лишь на несколько десятков %. + опять-же пока они не будут строиться в реальности — нельзя сказать их цену.
и против этого есть вертяки, которые развиваются и их цена падает и падает. главное в них — это простота. может они и большие, но устройство просто как 2 пальца и там где есть стабильный ветер (побережья и моря) — ими нужно всё застроить. станут ещё аккумуляторы дешевле, будет налажена их переработка и будет вообще красота. — нужно электричество где-то, приехали, за неделю поставили и вот тебе электричество.
tambourine
31.12.2016 06:40+2целый город к одной электростанции подключать нельзя. Во-первых, необходимо обеспечивать надежность энергоснабжения, во-вторых, надежность сетей (может так получиться, что одно дерево или идиот на грузовике обесточит целый город), в-третьих, существуют суточные колебания потребления, которые как раз компенсируются за счет блока ЭС разной мощности (самая мощная генерирует основное потребление, мелкие районные компенсируют суточные пики), в-четвертых, часть электростанций занимается регулированием частоты тока в сети. Именно поэтому сейчас каждый город питается от нескольких десятков электростанций разной мощности, энергии разного происхождения (атомная, гидро, тепловые станции)
mayorovp
31.12.2016 16:56Поправка: "регулирование частоты тока в сети" и "компенсация колебаний потребления" — это одно и то же.
mihmig
29.12.2016 12:12А каковы запасы атомного/ядерного топлива? Или уже приучили бактерии, фильтрующие уран из морской воды?
k155la3
29.12.2016 12:19Дык, зависит от приемлимой цены и парка реакторов. Однократный прогон на тепловых (как сейчас почти везде) — лет на 100-150.
МОКС на тепловых — лет 200-250.
Быстрые нейтроны — примерно на 5-7 тысяч лет.
Торий — ещё ~15000 лет.
Это ископаемые, экономически доступные при цене чуть больше, чем сейчас.
Уран из морской воды в реакторах на быстрых нейтронах — … столько не проживём. В первом приближении можно считать неограниченным.
tnenergy
30.12.2016 10:31>Однократный прогон на тепловых лет на 100-150.
>МОКС на тепловых — лет 200-250.
Нет. МОКС экономит ~12-13% природного урана (реальные цифры из Франции), РЕМИКС — 20-22%. Так что если исходно на 100 лет, то с вторичным вовлечением плутония — 112-122 года. Есть еще конечно запасы плутония, но они все равно не позволят дотянуть до двойки.k155la3
30.12.2016 10:33Вопрос в количестве прогонов. Если считать, что два прогона — максимум, а дальше — всё, хана, то да.
Но процесс-то — идёт.tnenergy
30.12.2016 10:46Для PWR МОКС из МОКС — это максимум, чего можно добится, дальше энергетическая ценность нарабатываемого плутония падает ниже плинтуса (из-за старших изотопов). Есть и проблема роста содержания 236 урана, в РЕМИКСе, например на 4 циклах его уже больше 1%, и объем компенсации реактивности упирается в максимальное обоснованное по ядерной безопасности ТТО содержание 235 урана.
В общем просто это все только в заметках по популяризации.k155la3
30.12.2016 10:59Ну, если отвлечься от заметок по популяризации, то при дефиците топлива и масштабной ядерной энергетике у нас в том или ином виде неизбежны БР — хотя бы как пережигатели.
После двух прогонов в ВВЭР у нас топливо должно идти в какой-то БР, где нарабатываем новый, кошерный плутоний 239. БР тут работает не столько как наработчик материала, сколько как конвертер, преобразующий старшие изотопы в плутоний, пригодный для МОКС тепловых. Пусть даже и с КВ=1.
4 прогона — более, чем достаточно для того, чтобы повысить эффективность расходования природного урана вдвое. Ну и если упираться в тепловые нейтроны, то есть всякие замечательные схемы компенсации реактивности со спектральным регулированием, например. Или переход на торий-уран-плутониевое топливо и цикл.
tnenergy
30.12.2016 11:14>Ну, если отвлечься от заметок по популяризации, то при дефиците топлива и масштабной ядерной энергетике у нас в том или ином виде неизбежны БР — хотя бы как пережигатели.
Это понятно. Но оно там в исходном комментарии идет отдельной строкой.
>БР тут работает не столько как наработчик материала, сколько как конвертер, преобразующий старшие изотопы в плутоний, пригодный для МОКС тепловых.
Скорее всего так он и будет работать в реальности, есть например большая статья-расчет авторов из Радиевого института по оптимизации подпитки БН-1200 плутонием из ОЯТ РБМК, что бы там не очень кривой состав был, а плутоний перерабатывался максимально быстро.
Но тема реально головоломная — пространство вариантов по комбинированным энергосистемам (ВВЭР + быстрые) огромно, и частенько есть всякие ограничения, что я и хотел отметить.
>4 прогона — более, чем достаточно для того, чтобы повысить эффективность расходования природного урана вдвое.
«Вдвое» — это асимптотически достижимый предел на ВВЭР (Кв 0,5), в реальности рассчитывать на больше, чем, скажем 30% экономии нельзя, учитывая распад Pu241, потери нейтронов на Pu240, U236. Спектральное регулирование — это классно, но все равно Кв меньше 1, плутоний очень гадкого состава получается — для запрямления цикла все равно нужны БН, поэтому Росатом видимо решил, что нет смысла сразу 2 дорогостоящих решения одной и той же проблемы делать, проще будет наклепать 1/3 парка БН-1200 и получить примерно такой же системный Кв, который еще подожмется мобилизацией плутония из ОЯТ.
4ebriking
29.12.2016 14:17+1Ограничением по чилу АЭС явлется не топливо, а утилизация отходов, и это ОЧЕНЬ сложная и дорогая тема, что примечательно — все хотят кому-заплатить, но что бы это было не у них.
k155la3
29.12.2016 15:46+1Не является. Среднее выгорание сейчас порядка 50ГВтсут/тонну. То есть, без переработки, в открытом цикле 1 мегатонна топлива даст 120 000 ГВтлет.
Уран — плотная штука (~20тонн на куб), но даже при средней плотности хранения топлива (а не урана) 1т/м3 это кубик 10х10х10м.
При реализации ЗЯТЦ с быстрыми нейтронами и пиропереработкой объём ВАО сокращается ещё примерно в 50 раз.
Кажется, уже по этим числам видно, что объём отходов не является чем-то критичным: разницы между одной АЭС и тысячей — в масштабах страны практически никакой. Если найдено место для захоронения (достаточно одного на весь мир), то туда можно спокойно складывать даже отходы с открытого цикла.
Даже хвосты имеют бОльшие объёмы.
Belking
29.12.2016 20:13+1Ну, примерно то же самое говорили идеалисты солнечной и ветряной энергии лет 30+++ назад. Бесконечно, без обслуживания, супер-масштабируемо… правда, солнце по цене уже упало ниже угля в 30, если не ошибаюсь, странах. А что там с термоядерным синтезом? Пока еще только пробуют его запускать хотя бы на продолжительное время?
За то время, пока придут к промышленным рентабельным установкам, успеем все основные потребности в энергии обеспечить исключительно за счет ВИЭ. До термояда еще далеко, это следующая ступень развития после солнышка с ветерочком.k155la3
30.12.2016 05:19+1А какая разница, что там говорили энтузиасты 30 лет назад?
Поверьте, до честного сравнения с углем (с учетом неравномерности выработки и стоимости аккумуляции) солнцу ещё развиватлся и развиваться…
Опять же, деление и термояд — настолько разные технологии, что непонятно, зачем и как здесь возник термояд.
Все, что хотел сказать: у атома нет практических ограничений по ресурсам. В первом приближении их можно считать бесконечными.
tnenergy
30.12.2016 10:34>При реализации ЗЯТЦ с быстрыми нейтронами и пиропереработкой объём ВАО сокращается ещё примерно в 50 раз.
Это в теории. В реальности везде в расчетах используют коэффициент сокращения объема ВАО на захоронение 4-5 — советую книжку MIT Future of Nuclear Fuel Cycles — там страниц 20-30 только по этой теме.k155la3
30.12.2016 10:43КМК, при full-scale переработке мы неизбежно придём к более сложным схемам, чем извлечение недогоревших актинидов. Возможно, выдержка станет трёхстадийной: мокрое хранение — сухое — переработка — длительное хранение ПД — переработка с извлечением стабильного/полезного из ПД.
Не факт, что нам вообще потребуется "окончательное захоронение" как класс.
Конечно, это мои околотехнические фантазии. Но околотехническими фантазиями сейчас является почти всё вокруг ЗЯТЦ. Поэтому, раз пошла такая пьянка, почему бы мне без стопки?
tnenergy
30.12.2016 10:57>Не факт, что нам вообще потребуется «окончательное захоронение» как класс.
Осталось изобрести переработку без фильтрации аэрозолей, жидкостей и ТВС без металлической части — все эти САО составляют немалую часть объемов захоронений.
Ну и тот факт, что в реальности захоронение того же Sr 90/Cs 137 лет гораздо дешевле, чем хранение эдак лет 500.k155la3
30.12.2016 11:10Конструкционные материалы ТВС (сталь, цирконий) высвечиваются относительно быстро, и при переходе на тотальный МОКС+автоматизированное изготовление могут служить сырьём для изготовления новых ТВС.
А борьба с выходом активности из цикла — одна из первейших задач ЗЯТЦ.
Это, простите, не "факт". Потому что "захоронение" от "длительного хранения" отличается лишь терминами.
Ну и я не предлагаю ждать 500 лет. Достаточно подождать, пока распадутся младшие цезии, то есть, лет 30-50. В тот момент, когда мы выходим на экспоненту Sr90/Cs137, мы запускаем второй этап переработки и извлекаем всякие полезные в быту по мелочи иттрии-рутении. А вот остаток уже отсылаем на "типа-окончательное" захоронение.
Поскольку актиниды мы вытащили раньше, у нас остаётся только вот та пара, долгоживущий йод, технеций плюс совсем уж мелкие мелочи. То есть, достаточно 1000-2000 лет (с равпадом стронция-цезия) до полной окончательности. Тогда останется только самое долгоживущее и то, что мы не вытащили раньше, и это уже уровень природного урана.
На этом этапе мы можем опять же всё выкопать, извлечь иттрий и долгоживущее отправить на пережигание или "самое окончательное" захоронение. И это уже будут доли процента от исходного количества РАО. РАО даже, а не ОЯТ.tnenergy
30.12.2016 12:47>Конструкционные материалы ТВС (сталь, цирконий) высвечиваются относительно быстро
Относительно трансуранов — да, быстро. Но это все равно сотни лет. Смотрите на цикрониевые сплавы оболочек
Самое интересно, что ни один из вариантов цикрониевых сплавов не переходит в категорию НАО (меньше 10^3 Бк/кг). Для стали привести картинку не могу, но там примерно то же самое — высвечивание до НАО за сотни лет.
Изначально я об этом и говорил — никто не хочет связываться с контролируемым хранением этого металла сотни лет, значит его надо захоранивать, что автоматически приводит к уменьшению разницы в объемах захоронений однократного и замкнутого цикла.
>МОКС+автоматизированное изготовление могут служить сырьём для изготовления новых ТВС.
Ага, еще добавить к пристанционному циклу металлургию и металлообработку полностью автоматическую. Довольно утопичное предложение по экономике. Захоранивать пару десятков тонн металла в год на гигаватт гораздо дешевле.
>Это, простите, не «факт». Потому что «захоронение» от «длительного хранения» отличается лишь терминами.
Нет. Хранение требует физзащиты, противокатаклизменных мероприятий (пожары, наводнения), контроля и т.п., а захоронение нет.
>Поскольку актиниды мы вытащили раньше, у нас остаётся только вот та пара, долгоживущий йод, технеций плюс совсем уж мелкие мелочи. То есть, достаточно 1000-2000 лет (с равпадом стронция-цезия) до полной окончательности.
Т.е. вы предлагаете не хранить 500 лет (что явно дороже захоронения), а прохранить 50 лет, сделать 2-3 переработки, и потом остаток захоронить? А мне кажется вариант «все продукты деления сразу после извлечения ДМ + ТРУ — нафиг в шахту» окажется дешевле в любом случае.
tambourine
31.12.2016 06:33+1повторное использование железа из ТВС невозможно по одной простой причине. Оно работает в достаточно жестких условиях и к концу кампании набирает в себя такую дозу, что структура металла меняется кардинально. Металл становится хрупким. Кроме того, меняется форма ТВС. Искривление отработавшей ТВС в 20 раз больше, чем искривление свежей ТВС. Шестигранник ТВС распухает в центрах граней. Если же пускать металл на радиохимическую переработку, то все это вообще теряет смысл: состав сталей для БН — это практически 10 наименований элементов, причем сталь для ТВС и сталь для твэла — это разные стали. Если все это растворить, то и получится странный раствор. Отделим радиоактивные изотопы (как?), потеряем состав. Потом все это надо из раствора вернуть в металл и переплавить. Стоимость возрастет в разы, а состав не гарантирован.
tnenergy
31.12.2016 13:33Вы тут смешали активацию конструкции ТВС и радиационное распухание. От первого избавиться практически невозможно, от второго довольно просто — путем переплавки. У нас получится радиоактивная конструкция ТВС, но механические свойства у нее будут как у новой.
tambourine
31.12.2016 15:00отличный способ увеличить стоимость ТВС десяток раз. Радиоактивное железо потребует дистанционных операций с самого начала. А зачем?
tnenergy
31.12.2016 15:14Я задаюсь ровно таким же вопросом, это k155la3 видит здесь потенциал.
tambourine
31.12.2016 15:54я все-таки думаю, он именно о том, чтобы просто взять, распилить, топливо выгрузить, свежее загрузить и сварить заново
tnenergy
30.12.2016 12:49>Но околотехническими фантазиями сейчас является почти всё вокруг ЗЯТЦ.
Да вот как бы нет — реальный ЗЯТЦ есть у Франции, у нас опытно-промышленный прямо на глазах формируется вокруг БН-800.
Hellsy22
29.12.2016 16:01В ближайшем будущем — может быть и нет, а что будет дальше пока неизвестно. Например, можно пол-Луны застроить дешевыми солнечными электростанциями, собираемыми из местного материала, причем — не обязательно фотогальваника. Одна проблема — как всю собранную энергию доставлять.
Поверхность Земли на 3/4 покрыта океанами. Даешь водорослевые фермы, которые способны генерить электрический потенциал по запросу — типа, как у морских электрических животных.
Геотермальные источники тоже постепенно развиваются — примерно вдвое каждые десять лет.
andrey_gavrilov
29.12.2016 19:57ITER и замкнутый топливный цикл — перспективно.
— наиболее перспективно сейчас — это FRC от Tri Alpha Energy, и новая ОЛ от ИЯФ им. Будкера («диамагнитный пузырь» + «винтовое удержание»)
http://tnenergy.livejournal.com/74321.html
— статья «Светлое термоядерное будущее» от tnenergy
http://tnenergy.livejournal.com/75401.html
https://geektimes.ru/post/279868/
— статья «Чистая энергия за копейки» от tnenergy в его жж-блоге, и на GT
https://science.dirty.ru/ask-me-anything-ama-s-alekseem-dmitrievichem-beklemishevym-dlia-science-d3-ru-1170700/
— AMA с Алексеем Беклемишевым (ИЯФ им. Будкера) на d3.
____________
У Tri Alpha Energy — дойти до коммерческого бор-протон реактора за 15 лет и 5 промежуточных установок;
ИЯФ им. Будкера — «если впишемся в „федеральную программу развития до 2040 г“ — за 20 лет бор-протон реактор, если получится, если не получится бор-протон — то безтритиевый (D+D) реактор; если мотивировать и финансировать как в TAE — то быстрее».
Deosis
29.12.2016 08:02+1Несколько сотен таких ветряков — и вот вам атомная электростанция.
Несколько миллиардов пальчиковых батареек не заменят одну электростанцию.
MenZurKa
29.12.2016 20:00Тут скорее логика в расположении, АЭС дает энергию из одной точки в сеть точек, ветряки можно ставить где угодно и где требуется, без проброски ЛЭПов и прочих допников. Но опять вопрос об обслуживании…
k155la3
30.12.2016 05:24+3Вообще-то, ровным образом наоборот. Это АЭС можно ставить почти где угодно. А ветряк можно ставить только там, где ветер есть. И потребности в сетях для ВЭС из-за неравномерности их выработки, распределенности и удаленности от потребителя гораздо выше.
muon
30.12.2016 06:00-1Ветряки можно ставить «по месту» если есть ветер, а АЭС нельзя в любом случае. Не получится вместо одной большой АЭС построить сто маленьких в нужных местах.
Ну и где угодно АЭС тоже не надо строить, а то получится как в прошлый раз.k155la3
30.12.2016 07:12+3Во-первых, "если есть ветер". Это уже само по себе неслабое ограничение.
Во-вторых, "без проброски" не получится из-за неравномерности выдачи, так что придётся объединять их в систему.
В-третьих, даже в системе ветряков придётся предусматривать централизованную аккумуляцию (вписаться в адекватную цену с аккумуляторами не получится) и/или резервные мощности — ГЭС, ГАЭС, ТЭС.
В-четвёртых, Фукусима — это не проблема "где", это проблема "как". Конкретно на этой станции проектировщики заложили слишком маленькую дамбу и накосячили с местом установки дизелей. Это не значит, что место чем-то плохое — абсолютное большинство японских АЭС расположены на побережье, и ВСЕ (кроме одной нам известной) справились с землятресением и цунами нормально.
…
Ну и если не гонять из пустого в порожнее, а сразу обратиться к реальности, то "распределённые" ветряки требуют (в зависимости от местности) в 2-10 раз бОльшего количества, чем "концентрированные" АЭС.
Наиболее удобный пример для изучения — Германия: компактная промышленно-развитая страна, которая перешла массово на ВИЭ и закрывает АЭС. Даже оставляя за скобками трансграничные связи получается вполне наглядненько.k155la3
30.12.2016 07:22Оп…
"ветряки требуют (в зависимости от местности) в 2-10 раз бОльшего количества"
читать как
"ветряки требуют (в зависимости от местности) в 2-10 раз бОльшего количества ЛЭП",
конечно.
SvSh123
30.12.2016 10:02
Tachyon
29.12.2016 08:10Спасибо за интересную статью.
" ветроэлектрическую установку Siemens SWT-7.0-154. С площадью ометания 18 600 м? " это конечно возможно нормальный термин означающий площадь круга с той окружностью которую очерчивают лопасти, но мне почему-то представляется этакий дворник, с его площадью ометания двора от снега ).
P.S. Я бы на такую работу (монтажник ветрогенераторов) вообще бы без парашюта не выходил, мало ли что…
sergarcada
29.12.2016 10:41+1Вряд ли там работают в сильный ветер. И тогда уж параплан с собой брать. Ветер поднялся — все ребят, я домой или к любовнице (смотря какой ветер).
chieftain_yu
29.12.2016 12:09+3Выходили.
Пожар отрезал путь к шахте.
Один сгорел, один спрыгнул.
Фото взято отсюда.
Segrio
29.12.2016 08:17+12На самом деле они вращаются неторопливо и степенно, делая всего 5-11 оборотов в минуту. То есть полный оборот три лопасти совершают примерно за 5-12 секунд, в зависимости от скорости ветра.
На всякий случай, чтобы не сложилось ложного впечатления — скорость крайней точки лопасти = 154м*3.1416*11об/60сек = 88.7м/сек => 319 км/ч.
alhor
29.12.2016 08:51+1Перед сравнением источников энергии хотелось бы получить, как минимум, КПД и стоимость квт.ч И замечание к "через 200м по северному побережью": 1. Нельзя, т.к. разлет остатков разрушевшейся турбины до 700м. Домино, кончно, не получится, но 2-3 турбины потерять можно сразу. 2. Обледенение — кто видел, тот знает. За час можно куст километров на 50 потерять. Комментарий к погоде: ветряные поля в теории не столько тормозят, сколько осушают воздушные массы. Но это не подтверждено. Вот на берегу Туниса я бы поставил — там ветер постоянный, даже деревья стелятся.
lamo4ok
29.12.2016 11:08-2этот гигант в одиночку генерирует максимальную мощность 7 МВт при скорости ветра 13-15 м/с. Несколько сотен таких ветряков — и вот вам атомная электростанция.
Но в реальности эта «самая большая» среднегодовая скорость ветра — всего лишь около 4 м/c (на высоте 10 м), чего едва хватит для запуска ВЭУ на минимальной мощности.
Что за Спид-Инфо вы тут устроили?buglife
29.12.2016 11:53+1Учитывая что на высоте 100 метров ветер почти всегда больше 4 м/с
lamo4ok
30.12.2016 06:31+1Учитывая что на высоте 100 метров ветер почти всегда больше 4 м/с
И что дальше? На высоте 400 км будет, наверное, вообще ближе к первой космической? :) Другими словами, где эта волшебная высота и территории, где ветряки станут близки к своей расчетной, по словам автора, мощности?
NINeOneone
29.12.2016 11:34+2А я вот что думаю — как они вообще их возводят?
1) Ветряки устанавливают в тех местах и на такой высоте, где максимальное количество ветра.
2) Устанавливают их сверхвысокими кранами, да и вообще собирать дело непростое — так что все это должно проводиться только в безветренную погоду.
Как вообще эти два пункта соотносятся.
General_Failure
29.12.2016 11:59Никто не пробовал совместить ветер и солнце?
Получится покрыть лопасти и мачту солнечными панелями?
Или площадь слишком мала? И выдержат ли солнечные панели нагрузки, которые приходится выдерживать лопастям?prog666
29.12.2016 12:02+1Ветер не всегда светит с той стороны с которой дует солнце. Ну и дешевле рядом на землю положить солнечных панелей.
Hellsy22
29.12.2016 15:48+3Несколько сотен таких ветряков — и вот вам атомная электростанция.
Кто говорил, что ручная динамо-машина не может конкурировать с АЭС? Миллиард китайцев и вот вам атомная электростанция.
gaploid
29.12.2016 16:56+1Недавно опубликовали свое исследование по поиску мест для ветряков, может кому интересно будет — http://windcat.ch
ksil
29.12.2016 18:15Что означает goodness в легенде точек на карте?
gaploid
29.12.2016 20:12Это величина от 0 до 1, выдаваемой обученной предсказательной моделью. Где 1 — это значит идеальные условия, 0 — плохие. А сила цвета потенциальная мощность одного ветряка в данном месте. Место это квадрат 10на10.
troublesaur
29.12.2016 19:55+2Стоимость 344 ветряков с пиковой мощностью 7МВт каждый — $4.8млрд. Стоимость Нововоронежской АЭС с двумя блоками по 1200 МВт — $3.9 млрд по текущему курсу.
Конечно, для АЭС ещё топливо нужно, но к ветрякам ещё нужно приплюсовать стоимость накопительных электростанций (в простейшем случае — гидроаккумулирующих). И всё равно даже после этого 344 ветряка не смогут устойчиво обеспечить те самые 2400 МВт. По факту их потребуется больше как минимум на треть.
Так же к минусам ветряков стоит отнести занимаемую площадь, что в перенаселённой Европе достаточно критично. АЭС схожей мощности существенно более компактна.
Экологические аспекты, как ни странно, уравновешивают. АЭС в последнее время существенно снизили свою токсичность за счёт новых методов переработки отработанного топлива. А про негативное воздействие на экологию такого огромного количества ветряков нынче принято недоговаривать (они ж, типа, экологически чистые).
DRDOS
29.12.2016 20:04Вы не представляете, если у нас раньше ветер дул 365, дней в году, только сила ветра была каждый день разная.
То последние 5-7 лет! Дай «бог» дней 50 дует приличный ветер, а так вялое колыхание! Ветряк с 15 этажный дом установленный на высоте 300 метров над уровнем моря, стоит почти постоянно и не вертится.
Принца то можно ждать всю жизнь, а мужчина нужен постоянно :))
artemisia_borealis
29.12.2016 20:05+2Так что наиболее оптимально такие гиганты подходят для установки в море, в нескольких километрах от побережья, на большой высоте. Например, если установить такие установки вдоль северного побережья России с шагом 200 метров, то максимальная мощность массива составит 690,3 ГВт (побережье Северного Ледовитого океана составляет 19724,1 км). Скорость ветра там должна быть приемлемая, только при заливке фундаментов придётся иметь дело с вечной мерзлотой.
Теоретики они такие теоретики. Вы знаете сколько интригующих проблем вас ожидают (помимо главной — передачи этой энергии куда-то южнее)?
Ветра там в основном либо сильные, либо очень сильные (не исключая комфортнейшего (без шуток) периода арктического лета). Это касается поверхности земли, а высоте всё ещё хуже.
Видели ли вы как скручивает металлические триангулянты штопором. Не ведающий человек может подумать, что работал бульдозер или танк, а ведь это всего лишь южаки, южные ветры с осадками, которые сначала сильно обмораживают конструкцию, повышают её парусность, а потом «кладут» её ко всем чертям. Именно поэтому деревянные маяки и триангулянты живут в этих местах дольше.
Навигация в наших морях 2-3 месяца, а то и меньше, моря мелкие, порты на перечёт, по тундре ездить нельзя на гусеничном транспорте.
Для птиц, которых там много, это будет реальная угроза
Скажу больше, это уже пытались делать. Например вдоль побережья Петра Чичагова от устья Пясины до Диксона (да на самой Пясине) стояло довольно много ветряков (на полярках, зимовьях, пром. точках), все они сейчас сломаны, время разнесло в клочья эти агрегаты.
Т.о. инфраструктура только для поддержки работоспособности ветряков сильно удорожит такое электричество.
Кстати, на Чукотке много ветряков стоит в Анадырском заливе.
4ebriking
А про фундаменты таких ветряков не попадалось статей?
ekb
На видео есть немного про фундамент.
tnenergy
Кстати, они довольно простые, без свайного поля. Интуитивно кажется, что ветровая нагрузка на ветряк чудовищна, но на самом деле у него хорошая аэродинамика и момент сильно меньше, чем у здания такой высоты.