Немного солнца в холодной воде

[crustgroup]

Долгий и обстоятельный анализ текущего состояния дел в солнечной энергетике Европейского Союза и США.

http://aftershock-1.livejournal.com/867637.html
http://aftershock-1.livejournal.com/867427.html

Буду краток.
Субсидирование

Comments

[crustgroup]

При сравнении между собой разных способов получения энергии надо учитывать не КПД самой установки (Вас, например, ведь не интересует насколько эффективно сосна превращает энергию центральной звезды в целлюлозу? Там и 1% не наберётся!), а так называемый показатель EROEI - количество энергии, которое Вы получаете при использовании данного способа получения оной - в расчёте на единицу энергии, затраченной лично Вами. Условно говоря - сколько надо потратить энергии собственного бега с дубинкой, чтобы таки догнать, а потом и сожрать курицу.

Вот тут подробненько:
http://en.wikipedia.org/wiki/Energy_returned_on_energy_invested

Выше всего значение EROEI у гидроэнергетики - около 100. Построил плотину - и радуйся.
У многолетних трав EROEI похуже - но всё же составляет 6-11, что по нынешним временам уже неплохо - это уже сравнимо с EROEI новых месторождений нефти и газа, которые вводятся в эксплуатацию в 2010-2020 годы.

У фотоэлектрического же способа получения электроэнергии EROEI совсем хреновый - всего 5-6. Слишком дорого объективно обходятся в производстве фотоэлементы, да и срок службы у них смешной в тех условиях, где их имеет смысл ставить. Реально они отрабатывают своё только в условиях каменистых 100% безводных пустынь, где их не сечёт песок и пыль.

По-поводу субсидирования - опять таки смотри на концепцию EROEI.
Если EROEI для данного источника и так низкий, то субсидирование будет просто таки зашкаливать, но ситуацию не спасёт. Т.е. ситуация "зелен виноград".

[rcoma]

т.е. фактически дело в сроке службы фотоэлементов. если продлить его то солнечная энергетика окажется эффективней чем любые другие способы получения энергии. которая так или иначе вся идет от солнца.

правильно ?

[crustgroup]

Конечно.
Нефть, газ, уголь, биотопливо, гидроэнергия, ветер - это ведь тоже так или иначе - Солнце.
То есть в "геологически-исторической" перспективе (тысячи и десятки тысяч лет) человечество всё равно будет вынуждено максимально плотно сесть на первичный источник - лучистую солнечную энергию.

Альтернатива энергии Солнца - только ядерная и, особенно, термоядерная энергия, но тут тоже полно подводных камней.
Токамак вот уже 40 лет делают - и до сих пор не сделали. И не потому, что не хотелось. Установки сложные, очень мощные (десятки и сотни мегаватт), ни о какой "транспортной" энергии особо и не помечтаешь.

Поэтому, конечно, надеюсь на фотоэлементы нового поколения - мощные, эффективные и долговечные. Ну и дешёвые, разумеется. Будут - первый начну за них ратовать везде, где есть нормальное солнце. Правда ни на Украине, ни в России таких мест "днем с огнём" не сыщещь... :(

А пока солнечная энергетика - это "восход солнца вручную".
С соответствующими проблемами у участников.

[serg70p]

а солнышко в космосе

[crustgroup]

Легче уж научится ставить солнечные батареи в безводных каменных пустынях навроде Атакамы - нежели пулять фотоэлементами в космос. Там ещё неслабые затраты по выводу всего этого хлама на орбиту.

Так что - собирать их лучше сразу на солнечной стороне Меркурия, из подножных элементов :)

[serg70p]

слава богу не одними фотоэлементами(тупиковыми проектами) богато человечество. В СССР в Крыму работала солнечная электростанция, деградации в космосе практически 0.

[crustgroup]

Ну - и что? ;)
Мой отец именно на этой солнечной зеркальной электростанции (расположенной в Кацивели) плавил образцы для своей тематики по ракетному производству на ЮМЗ.
В зеркальных системах - сравнимые с фотоэлементами КПД, массо-габаритные параметры и прочие прелести. Единственное их преимущество - простота самой зеркальной системы и дешивизна, в сравнении с фотоэлементами.
То есть - забрасывать всё это хозяйство на орбиту надо будет по-любому, при этом немало тратясь на его доставку наверх. Пока цифра звучит, как минимум 10 000 баксов за килограмм. Ну а дальше - считайте, сколько надо этой орбитальной дуре накалапоцать кВт-часов, чтобы окупить хотя бы свой выход на орбиту.
При этом - выигрыш в удельной мощности на орбите, по сравнению с теми же зеркалами, установлеными где-нибудь в пустыне на экваторе, будет в районе 30% - именно настолько отличается солнечная постоянная на орбите Земли от условий безоблачной погоды в пустыне.
Добавьте к этому ещё 100% производства электороэнергии за счёт того, что зеркала можно постараться вывести на орбиту вне тени Земли и избежать 50% тёмного времени на поверхности Земли - вот и все плюса орбитальной энергетической группировки.

[serg70p]

КПД на порядки выше. На земле плюс 400 без концентрации не добиться. Решив вопрос с транспортировкой, эффект будет. Плюс уменьшенная деградация. Массогабариты, не такие как на земле. Грубо говоря необходим только свето отражающий собирающий лучи отражатель. Строить конструкцию сопоставимую на земле нет необходимости

[crustgroup]

Ну, если вы пишете, что КПД "на порядки выше", тогда спешу Вас разочаровать - на вакуумных трубках на поверхности Земли можно легко получить +250С. Даже, если в космосе, на "бесплатном вакууме" можно будет получить +400С, то общий термодинамический усановки КПД вырастет процентов на 10.

Вот такие грустные пирожки с котятами.

[serg70p]

ха 400 до сбора в лучей пучок на поверхности зеркала. На приёмнике 8000 - 10000.

[crustgroup]

Ну, а теперь придумайте, куда всю эту прорву тепловой энергии девать в безвоздушном пространстве, и какое рабочее тело на такой температуре у Вас будет в турбине. :)

[serg70p]

только 2 или 3 контура. Рабочее тело метал. Кпд турбины, на порядки выше. Как в запасателе механической энергии для формулы1. Вокруг вакуум.

[crustgroup]

Да даже если у Вас в первом контуре будет жидкий металл в вольфрамовых трубках, во втором - вода, а в третьем - фреон или пентан - то что это поменяет?
Зашло 100 кВт, вышло в виде тепла - 30 кВт. КПД преобазования офигенный - 70%, на Земле установки комбинированного цикла выдают 51%, как счастье.

Куда, блин, эти 30% девать? Излучать радиаторами? Не вопрос. Посчитайте их площадь для тепературы около 300К через постоянную Больцмана, в случае, если у вас фреон в последнем контуре бегает. Прозреете насчёт габаритов. ;)

[serg70p]

1 никто не заставляет фокусировать пучок на максимуме.
2 проблемка ещё та передать на землю полученное
один из вариантов фокус на нижнею грань стратосферы на ловушку поддерживаемую мегацеппелином(энергия поддержания самого дирижабля да вот же она)
3 текущий жидкий металл не меняющий фазы источник электричества напрямую
4 преобразовывать напрямую в энергию лазера (аналог химического)

[crustgroup]

Да, но тепловые потери будут на всех этапах. Что потеряли в тепло - надо или излучить (привет Больцману и здравствуйте тёмно-малиновые радиаторы охлаждения), либо испарить с водой (и где её брать-то в космосе?), либо таки пустить на нагрев установки (и насколько её хватит в таком раскладе?).

То есть проблема тепловых машин в космосе такая же, как у энергетического оружия (всяких там лазеров, мазеров и фазеров) - даже 10% тепла при 90% КПД установки надо куда-то сбросить. А деть-то его в вакууме некуда.

Короче не верите - почитайте про "Скайлэб".

[serg70p]

пункт3, 4 совмещённый с пунктом 2 или без 2. Там нет тепловых машин. Сбрасывать при наличии многоконтурных систем ничего не надо. Проблемы энероруж только на земле.