Орбитальные солнечные электростанции

[zyxman]

Контекст был в том, что электромобили и маховичные накопители могут заряжаться когда в сети есть избыточная энергия и затем использовать эту НАКОПЛЕННУЮ энергию во время пикового потребления.

Евро-5 и TCNG это не накопители избыточной энергии, а в первую очередь барьеры на пути импорта и соответственно, способы загрузить собственную промышленность...

Вам шашечки или ехать? Вы ставите целью внедрение супермаховиков, а в реальности ставят целью снижение загрязнений. Даже не энергоэффективность

Моя цель повышение эффективности цивилизации.
И так уж сложилось, что в этой жизни ВСЁ взаимосвязано - повышение энергоэффективности автоматически снижает и загрязнения, потому что чем меньше затраты энергоносителей тем меньше и выбросы.

[zyxman]

Возможно (и очень вероятно) что СЭС "принципиально" м.б "рентабельны" только при использовании космических (лунных) ресурсов..

Может и так.
Но вообще у цивилизации просто нет другого выхода, кроме как выносить промышленность за пределы Земли и таким образом снижать нагрузку на экосистему.
- По оценкам экспертов наша цивилизация УЖЕ превысила пределы способности экосистемы Земли утилизировать загрязнения производимые человечеством.

[zyxman]

Так стройте ГЭС, там, где это оправданно нынешними реалиями, а не особенностями экономики столетней давности.

Для ГЭС промышленных масштабов нужно довольно специфическое место - чтобы был большой перепад высот и большая неиспользуемая площадь, которую можно было-бы залить водой; идеально чтобы была долина между гор, чтобы перекрыть площадь плотиной минимальных размеров.
Естественно, нужно чтобы было достаточно много воды, которую можно перекрывать плотиной

И вообще-то сейчас ГЭС промышленных масштабов уже есть практически во всех местах где их можно было построить.
Еще можно что-то добавить микро-ГЭС, но у них цена киловатта будет очень велика во всех смыслах (и по стоимости в валюте и в требуемых ресурсах).

Накопительные резервуары, аккумулирующие внепиковое производство электроэнергии не требуют днепрогэсов.

Для ГАЭС требования географии очень близкие к требованиям ГЭС (вобщем главная разница, что не обязательно река а можно просто перекачивать воду между двумя водоемами, находящимися на разных уровнях), и эти требования тоже не позволяют их строить где угодно.

Уже десятилетиями идут работы над другими способами накопления энергии, но вобщем реалистичные на данный момент исчерпываются супермаховичными накопителями и различными химическими аккумуляторами - всё остальное сложнее и/или дороже и/или большие потери.

[pkl]

Применительно к орбитальным солнечным электростанциям надо учитывать один нюанс. Если эти нехилые девайсы будут собираться с использованием химических носителей то их сборка и последующее обслуживание потребует колоссального количества дополнительных земных углеводородов

А зачем углеводороды? просто водороды.. и кислороды..) и немножко твердых топлив..

Так эти самые водороды и кислороды надо производить, надо изготавливать носители, надо изготавливать и поддерживать инфраструктуру которая будет изготавливать и пускать носители...

Ну, это получается типа - догонит ли Ахилл черепаху? (кажется :oops: )
Возможно (и очень вероятно) что СЭС "принципиально" м.б "рентабельны" только при использовании космических (лунных) ресурсов..
там всё есть стоить будет конечно запредельно) но Земные "углеводороды" не потревожены..  
(П.С. Кроме тех, что потратятся на вывод в космос всех необходимых девайсов для строительства "фабрик"...
Баланс да.. неочевиден увы.. ИМХО...  :?

Возможна такая схема: СКЭС сбрасывает энергию на ректенну. Ректенна преобразует её в ток. Часть этого тока идёт на завод по производству жидких кислорода и водорода, которые используются не только как топливо для ракет, но и в металлургии. Водородом можно восстанавливать металлы /правда не слишком ли дорогими они будут?/. Про кислородно-конверторный метод тоже, наверное, слышали. Так же и электроэнергия может использоваться. Другое дело, что СКЭС понадобится уж очень много. В перспективе СКЭС могут снабжать энергией и орбитальные заводы по переработке вторсырья.

[pkl]

Уже десятилетиями идут работы над другими способами накопления энергии, но вобщем реалистичные на данный момент исчерпываются супермаховичными накопителями и различными химическими аккумуляторами - всё остальное сложнее и/или дороже и/или большие потери.

Я не вижу перспектив у накопителей: потери при "закачке" энергии, при её хранении, при выдаче. В мире, где энергия дорогая это огромная, возможно, даже фатальная проблема. Энергию лучше использовать напрямую, ну перегонять туда сюда вслед за пиком потребления. В случае СКЭС мы можем просто переключать лучи.

[zyxman]

Энергию лучше использовать напрямую, ну перегонять туда сюда вслед за пиком потребления.

Это было-бы очень здорово, но есть очень существенная разница между пиковым и средним потреблением, и эта разница вынуждает эксплуатировать существенные избыточные мощности, которые удорожают энергию.
Есть и достаточно существенные потери на передачу, и существенные расходы на передающую инфраструктуру.

В случае СКЭС мы можем просто переключать лучи.

Да, но скорей всего не получится всю Землю покрыть ректенной, следовательно будут потери (и расходы) на передачу энергии между ректенной и потребителем.
А вот если-бы накопители энергии, находящиеся НЕПОСРЕДСТВЕННО ВОЗЛЕ потребителя просто убрали пиковое потребление, то уже на этом была-бы огромная экономия и мощностей и передающих проводов, не говоря уже об том что излишки мощностей часто просто бесплатно греют воздух.

Вот непосредственно возле потребителя почти всегда можно поставить маховичные накопители, либо аккумуляторы, и вроде и всё.
А, ну еще сейчас есть контора, которая делает каталитические преобразователи на природном газе, и они именно подпитывают в моменты пиковых нагрузок сети конкретных зданий (ЕМНИС, такое есть у офиса Гугла), и таким образом вобщем та-же задача решается что и накопителями, но только углекислый газ они все равно выделяют, а накопители не выделяют.

[pkl]

Энергию лучше использовать напрямую, ну перегонять туда сюда вслед за пиком потребления.

Это было-бы очень здорово, но есть очень существенная разница между пиковым и средним потреблением, и эта разница вынуждает эксплуатировать существенные избыточные мощности, которые удорожают энергию.
Есть и достаточно существенные потери на передачу, и существенные расходы на передающую инфраструктуру.

Что, прям НАСТОЛЬКО??? Мне кажется лучше всё-таки понастроить сверхпроводящие линии постоянного тока, чтобы гонять энергию между Европой и Китаем через Россию, чем отдельно делать батареи маховиков там и там. Накопители хороши для тех стран, которые вытянуты в меридиональном направлении /как Чили/. Вот у них сильные скачки. А для государств, вытянутых по широте, лучше энергосети. Впрочем, можно просто освещать дороги по ночам.

В случае СКЭС мы можем просто переключать лучи.

Да, но скорей всего не получится всю Землю покрыть ректенной, следовательно будут потери (и расходы) на передачу энергии между ректенной и потребителем.

А и не надо - ректенны будут строить рядом с потребителями, причём, эти потребители будут отвечать вполне определённым требованиям. Во-первых, они должны потреблять довольно много энергии. Во-вторых, уровень потребления должен сильно меняться в течении суток. Таким требованиям отвечают, в основном, крупные города. Вот около них и надо строить ректенны. По одной рядом с каждым. И оперативно подключать СКЭС. Я сейчас думаю, что, может, это и будет ниша СКЭС - работать на подхвате. Да, дороговизна. Но и гибкость: вот у нас система из нескльких СКЭС. Каждая имеет многолучевую АФАР. Всю энергию можно сосредоточить в один поток либо разделить на несколько. И переключать туда-сюда. Получается энергетическая сеть. Да и мощность СКЭС можно менять, если менять угол фотоэлементов либо отражателей.

А, ну еще сейчас есть контора, которая делает каталитические преобразователи на природном газе, и они именно подпитывают в моменты пиковых нагрузок сети конкретных зданий (ЕМНИС, такое есть у офиса Гугла), и таким образом вобщем та-же задача решается что и накопителями, но только углекислый газ они все равно выделяют, а накопители не выделяют.

Да, я читал. Говорю же, что ЭХГ рулят! Пожалуйста - меняйте метан на водород /который можно производить по ночам из избытков энергии/ и не будет Вам углекислоты!

[Дмитрий Виницкий]

Метан и водород - принципиально разные уровни технологии. И пока - не по зубам водород, для сколь нибудь заметного применения.

[pkl]

Так я и не предлагаю прям сейчас всё бросать и переоснащать автомобили водородными системами. Хотя немцы с англичанами уже экспериментируют. Нам же лучше заняться /когда то же надо!!!/ разгонными блоками на водороде. И потихоньку, полегоньку начать развивать. Восточный, кстати, даёт интересную возможность - там, слава богу, будет водород. И на базе его же инфраструктуры можно начать эксперименты с транспортом.

[Дмитрий Виницкий]

Уже скоро 50 лет, как экспериментируют. В Праге Мерседес экспериментировал с автобусами - так закрыли программу, ни одного пассажира не перевезли.

[pkl]

Я не исключаю, что они ещё 50 лет будут экспериментировать - орешек крепкий. К тому же, пока есть бензин и газ, никто не будет серьёзно вкладываться в водородные технологии. Ну и, самое главное, по прежнему не решена задача производить водород много и дёшево.

[Дмитрий Виницкий]

Кое где давно ездят на этанолах-метанолах. И всё чаще и больше.

[pkl]

Со спиртами есть проблема - посевы для машин претендуют на те же площади, что и посевы для людей. Лучше уж тогда биогаз фурычить.

[Дмитрий Виницкий]

Перебить мотыгами лишних!
Или сахарный тростник вывести для средней полосы

[pkl]

Читал, из кукурузы тоже водку делают.

[Дмитрий Виницкий]

Кока-колу, кстати - тоже.

[zyxman]

есть очень существенная разница между пиковым и средним потреблением...

Что, прям НАСТОЛЬКО???

Да, в РАЗЫ.

Мне кажется лучше всё-таки понастроить сверхпроводящие линии постоянного тока, чтобы гонять энергию между Европой и Китаем через Россию, чем отдельно делать батареи маховиков там и там.

У сверхпроводящих проводов тоже есть рост цены при росте пропускаемой мощности, хоть этот рост и медленнее чем линейный.

Накопители хороши для тех стран, которые вытянуты в меридиональном направлении /как Чили/. Вот у них сильные скачки. А для государств, вытянутых по широте, лучше энергосети.

Накопители хороши для всех.
Ибо так уж сложилось, что плотность населения в государствах вытянутых по широте очень низкая, а потребление максимально как раз на довольно компактных частях территорий стран "золотого миллиарда" - там практически только вариант перекачивать энергию между США, Японией/Китаем и ЕС через океаны. Ну может быть раньше сделают энергосистему Юго-Восточной Азии - им это было-бы очень актуально.

ректенны будут строить рядом с потребителями, причём, эти потребители будут отвечать вполне определённым требованиям. Во-первых, они должны потреблять довольно много энергии. Во-вторых, уровень потребления должен сильно меняться в течении суток. Таким требованиям отвечают, в основном, крупные города. Вот около них и надо строить ректенны. По одной рядом с каждым.

У крупных городов ОЧЕНЬ дорогая площадь, а у ректенны в нашей социально-политической реальности есть существенные ограничения по плотности энергии.
Поэтому японцы даже предлагали в крупных городах сделать сеть микро-АЭС с необслуживаемым реактором, который проектировался для Луны (у АЭС очень хорошая плотность энергии, особенно на морском побережье).

Ну и опять-же, СКЭС конечно тоже можно использовать не на полную мощность, но это будет вообще в буквальном смысле выбрасывание денег в космос

Говорю же, что ЭХГ рулят! Пожалуйста - меняйте метан на водород /который можно производить по ночам из избытков энергии/ и не будет Вам углекислоты!

Ну во первых, как уже говорилось что водород и метан технологически две огромные разницы.
А во вторых, пока нет способа производства водорода с высоким КПД.
А супермаховики есть прямо сегодня и сейчас.

[zyxman]

Со спиртами есть проблема - посевы для машин претендуют на те же площади, что и посевы для людей.

С масличными то же, хоть и чуть получше спиртов/биогаза (см далее) - у природных растений низкая плотность энергии, потому что эволюционная оптимизация организмов шла по другим признакам.
Тут остается только надеяться на генную инженерию, чтобы вывела специальные организмы для производства энергоносителей.
Хотя вообще слышал интересные сообщения, что где-то нашли способ кормить дрожжи древесиной, а она уже есть очень быстрорастущая.

Лучше уж тогда биогаз фурычить.

Биогаз вобщем как и спирты это вторичный продукт, поэтому он никак не перепрыгнет по мощности того кто производит первичную органику.
И общая эффективность биогаза/спирта, если считать полный цикл очень плохая, потому что организмы производящие биогаз/спирт тратят часть запасенной на предыдущем этапе энергии не на конечный продукт а на самовоспроизводство, и тратят не с 100% эффективностью - масличные намного эффективнее.
Следовательно, для биогаза как и для спиртов нужно либо радикально (на порядки) уменьшать потребление машин (чтобы хватало органических отходов), либо как-то радикально-же увеличивать выход конечного продукта с единицы площади, считая первичным воду, углекислоту и распространенные минералы (синтезированные удобрения уже другое).

[pkl]

Нууу... если десятки процентов - тогда проще ток по проводам гонять безо всякой сверхпроводимости.

[pkl]

Перебить мотыгами лишних!

Честно говоря, этот вариант будущего мне представляется куда более вероятным, нежели освоение космических ресурсов, торжество высоких технологий и всеобщего процветания. Тогда вообще ничего изобретать не надо - оставшихся ресурсов хватит до скончания века.