хочу сюда!
 

Елена

52 года, лев, познакомится с парнем в возрасте 47-58 лет

Заметки с меткой «сонце»

Що є у природі, те природно або про біоенергетику

          У світі має місце брак екологічно чистих джерел енергії. Разом з тим, від найближчої зірки наша каменюка отримує 170 мільярдів джоулів кожну секунду. Або кожному квадратному її метру бог Ра дарує від сотень до тисяч кВт*год на рік.



          Скільки чудових відкриттів у різних сферах зробило людство завдяки тому, що просто злегка підглядало, як те чи інше відбувається в природі, а потім відтворювало, а за можливості і покращувало ті процеси.
          Так і тут. Навколишня дійсність нашої благословенної країни демонструє нам чудовий спосіб накопичення енергії Сонця у хімічну енергію вуглеводнів, з яких складається біомаса. І справді, в Україні біомаса росте всюди, де (і коли) її не садять. Що ж буде, коли ті страшенні мільярди, що йдуть у розвиток нафти і газу, зникають у безодні вугільних шахт (а як сюди долучити і те, що розкрадається?!), спрямувати у новий вид індустрії - посадку і вирощення спеціальних насаджень? Що, як просто вирощувати собі дрова? Опалювати будинки, добувати електроенергію? А чорне золото хай собі лежить, як його дехто заскладувавpodmig
           Скажете: знов спалювати, так той же дим, а де ж екологія? Не поспішайте. Бо за час вирощення наші енергетичні верби і тополі забрали з атмосфери рівно стільки вуглекислого газу, скільки виділять при спалюванні. І кисню у небо видали рівно стільки, скільки візьмуть на спалювання.
            Не знаю, як кому, але і без точних розрахунків, інтуїтивно, мені здається, що у сільськогосподарських країнах з помірним кліматом енергетика на основі біомаси (як вирощеної цілеспрямовано, так і плюс відходи агрофірм, лісопилок, меблів, харчової, переробної промисловості і таке інше) має більші перспективи і можливості у забезпеченні країн "зеленою" енергією, ніж класична геліоенергетика чи вітрова.
            Скажете, в цивілізаційному плані це крок назад? Знов, не поспішайте, індустріали lol Іноді "назад" може означати "вперед". Чи таким ви зовсім не уявляєте собі майбутнього постіндустріальних країн? На дровах, га!? lol А от дехто намагається таке уявити. І не просто дехто, а ті, кого у нас прийнято брати за приклад. Ось в чому - в гарному - і слід рівнятися на Європу, справжню, а не штучну гламурно-лямурну лабуду.
            Ось чому далі у цілком незмінному вигляді йде, хоча і архівна, але від того не менш цінна стаття про досвід розвитку енергетики на основі вирощення енергетичних рослин. Цей шедевр має неодмінно бути у цьому співтоваристві.




У Швеції існує унікальна система використання енергетичних плантацій верби в екосистемі міст. Її головна суть в тому, що плантації енергетичної верби служать не тільки біопаливом для місцевих котельних установок. Їх також використовують для утилізації і очищення стічних вод, що в кінцевому випадку дає подвійну вигоду, оскільки дозволяє економити на мінеральних добривах для росту плантацій.

Як працюють такі екосистеми і чи мають вони перспективу в Україні?

Застосування енергетичної верби у світі

Перші промислові плантації енергетичної верби з’явились у Швеції в кінці 80-х – на початку 90-х років минулого століття, коли в Європі зародився тренд використання альтернативних джерел енергії замість традиційних і добре відомих нам нафти та газу. Тому Швеція по праву вважається країною, яка вперше запропонувала і впровадила промислову технологію вирощування енергетичної верби як твердого біопалива.

Наступними країнами, які почали наслідувати приклад Швеції, стали Великобританія, Ірландія, Данія, Польща, США та інші. В 2008 році з’явились перші промислові посадки і в Україні.

Розповсюдження даної багатолітньої культури саме в цих країнах пояснюється, в першу чергу, сприятливими кліматичними умовами для її вирощування. Це достатня кількість опадів, величина яких має становити на менше 550-600 мм на рік для досягнення планових показників урожайності. Звичайно, крім енергетичної верби, є ще багато інших рослин, які вирощують для отримання зеленої біомаси, проте вони поширені в інших географічних зонах, які краще підходять для їх репродукції.

Важливо відмітити ще один нюанс. Чому енергетичну вербу не зовсім правильно вважати деревом, хоча вона відноситься до родини вербових? Основна відмінність енергетичної верби (Salix Viminalis) – це те, що дану рослину вирощують кущами. Це в першу чергу пов’язано з промисловою технологією збирання врожаю, тому що дозволяє застосовувати уже існуючі на ринку машини та обладнання. Також це дозволяє доволі легко перепрофілювати плантацію на вирощування інших сільськогосподарських культур, провівши її рекультивацію після закінчення технологічного циклу або з прийняттям такого рішення в силу інших питань. Наприклад, ринкових умов.

[ Впевнені, що хочете дочитати до кінця? ]



Новини від Тесли

            Гігафабрика (Gigafactory), що будується у штаті Невада, не довго буде унікальним підприємством. Вже на церемонії відкриття першої черги виробництва акумуляторів на згаданій Гігафабриці Елон Маск заявляв, що націлений на будівництво подібних гігафабрик на кількох континентах. Що то були не порожні балачки, підтверджується у квартальному листі компанії Тесла до інвесторів за підписом Е. Маска та його фінансового директора Джейсона Вілера. В цьому сповненому оптимізмом документі готовий приблизно на 20 % об'єкт в штаті Невада вже згадується під номером 1. Автори листа повідомляють, що протягом 2017 р. вони визначаться з місцем будівництва Gigafactory 3, Gigafactory 4 та, можливо, Gigafactory 5 (під номером Gigafactory 2, тепер фігурує нещодавно придбана компанія SolarCity поблизу Буффало, штат Нью-Йорк).

            Ось така нині Гігафабрика 2.



           Майже напевно відомо, що наступні гігафабрики будуть побудовані у Китаї та Європі. Серед європейських країн, від яких сформовані контактні групи, що намагаються залучити до себе виробництво Тесли, називаються Швеція, Фінляндія, Німеччина, Нідерланди, Іспанія та Франція.

Пропоную поширити Молитву за Україну

Токмак, 15 лютого 2017

/У звязку з демократичною халепою, в яку вскочила Україна на шляху до незалежності, пропоную, до відомої “Молитви за Україну”, від Олександра Кониського і Миколи Лисенка, 1885 року, додати ще один  вірш, поставивши його другим. Текст:

Трошки переставити:

1. Боже, великий, єдиний,
Нам Україну храни,
Волі і світла промінням
Ти її осіни!
Світлом науки і знання
Нас, людей, просвіти!
В чистій любови до краю
Ти нас, Боже, зрости.

2. Боже, великий, єдиний,
Нам Україну храни!
Мужню, українську владу
Обрати свій люд надихни!
В захисті мови і слави
Завдання еліті постав,
Хай нарід наш працю, талант свій
В українські справи вклада!

3. Боже, великий, єдиний,
Нам Україну храни,
Всі свої ласки, щедроти,
Ти на неї зверни!
Дай ти їй волю, дай ти їй долю,
Дай доброго Світа,
Правду, дай Боже, народу
На многая, многая літа.

ПМ:
Вдатися до молитви мене, пенсіонера, змусила не жадоба слави чи наживи.
Бажаю запобігти сповзанню України в жахливу економічну прірву, але народ наш смертельно вражений бацилою інтернаціоналізму і сили нечисленних патріотів, волонтерів, оборонців держави вже замало. Варто спробувати всім частіше звертатися до Бога. Молитву до Бога, не за себе, за громаду, вважаю більш результативною. Маю думку, що звертання до Бога, само по собі скріпить духовні сили свідомих Громадян України і вже від них свідомістю захворіють решта українців і перемога над “розрухою”, передовсім в головах значної частини громадян буде, врешті решт подолана.

До нашого міста не докотилася озброєна танками хвиля “російського миру”. Але на фото найновіший цех Південдизельмашу (дизелебудівного заводу “ім. С.М.Кірова) на якому до обрання Президентом України Л. Кравчука працювало більше десятка тисяч токмачан. Світлину застосовую найкращу, 2014 року. Зараз вигляд ще сумніший і шибки у вікнах першого поверху відсутні. Тобто в цеху замість людей — гави, замість верстатів — сміття.
Пропоную, частіше співати молитву і з нашими бажаннями, та з Божої волі все наладиться. Все наладиться, бо людям Бог дав голову, аби думали, дав руки, аби робили, дав гонор, аби покладалися на себе і дав час, аби молилися!
Не Порошенку, не Тягнибоку, а БОГУ!
БОГ створив Україну з нічого і це ІСТИНА!
Тарас Шевченко писав: "... в кожного своя правда .."
"Ледачому животові і пироги вадять".
"Працьовитим умам, працьовитим рукам,
Перелоги орать, думать, сіять, не ждать,
І посіяне жать, роботячим рукам!"
Тобто, українці-русичи, мають так укладати-узгоджувати наші правди, аби істина сяяла, як різдвяна Зірка!
Відродимо в повному обсязі мову, звичаї, культуру, і перетвориться на диво всім Україна-Русь!

Промисловість постнафтової епохи. Гігафабрика

   
  1    У пустелі, в безпосередній близькості від Electric Aвеню на схід від Спаркс, штат Невада, понад 1000 робітників споруджують те, що буде найбільшою будівлею в світі за площею, зайнятою на поверхні землі. Це Гігафабрика (Gigafactory), де компанія Тесла (TЕSLA) планує виготовляти літій-іонні акумулятори у кількості, достатній, щоб масово клепати електричний транспорт під маркою Тесла згідно з усталеною світовою тенденцією.



          На момент запланованого завершення будівництва, близько 2020 р., площа будівлі Гігафабрики під єдиним дахом складе 5,8 млн квадратних футів (1 фут = 0,3048 м, розраховуємо... 0,54 млн кв. м; або квадрат рівної площі зі стороною 735 м, ну, в принципі, скромноsmile ) Станом на час публікації цієї статті завод займає менше 2 млн кв. футів площі на кількох поверхах. Ступінь готовності будівлі становить 14 %.



          "Я гадаю, що Gigafactory має стати найвражаючим заводом у світі", - сказав Елон Маск про цей проект.



           Тесла вважає, що поширення електричних транспортних засобів уповільнюється через високу вартість батарей, тож компанія, будуючи цей завод, планує різко збільшити обсяг їх виробництва. З 2020 року компанія сподівається виробляти на одному цьому заводі більше батарей, ніж було вироблено в усьому світі в 2014 р. За такого обсягу виробництва батарей, як вважають на Теслі, їх вартість може знизитися більш ніж на 30 %.
            На даний момент на цьому заводі Тесла вже складає акумуляторні блоки але тільки для своїх побутових і промислових станцій зберігання електроенергії. Самі батареї тут ще не виготовляються. Робітники складають акумуляторні блоки з батарей, виготовлених в Японії, на базі яких потім і випускаються відомі накопичувачі Tesla, модифікації Powerpack та PowerWall.
            До кінця цього року (2016, матеріал вже трохи архівний. Авт.) планується, що партнер Тесли з виробництва батарей, компанія Panasonic, фактично виготовлятиме всі деталі батарей тут на місці. Panasonic і Tesla розмістяться на відведених кожному площах об'єкта, який буде виглядати як єдина велетенська споруда. Panasonic виготовлятиме деталі батарей, Тесла складатиме їх в готові вироби.
            Однак ця споруда повністю належатиме компанії Тесла. Тесла навіть будує її самостійно, не залучаючи зовнішніх підрядників.


 
            Гігафабрика розташована у близько п'яти годинах їзди від діючого завода TЕSLA Fremont, California. Це те місце, де нові седани Тесла Модель 3 будуть оснащуватися автомобільними акумуляторами. Нижча вартість батарей, вироблених Гігафабрикою, матиме вирішальне значення для підтримки базової ціни на Модель 3 на відносно доступному рівні у $35000.    
            До 2018 р. Тесла сподівається виготовляти достатньо акумуляторних блоків, щоб складати 500 тис. е-мобілів на рік. Початково цей план було намічено на 2020 р., але Тесла досягне цієї мети на два роки раніше за рахунок прискорення будівництва на відповідних ділянках та першочергового запуску тут всього потрібного устаткування. На 2020 р. Тесла розраховує виробляти достатню кількість акум.блоків для випуску 1,5 мільйона е-мобілів на рік. Крім транспорту, велика частина акумуляторів буде також йти на виробництво так званих стаціонарних сховищ потужності. Цей бізнес, як розраховує Маск, буде рости ще швидше, ніж бізнес електричних транспортних засобів.
            Всередині конструкція Гігафабрики всюди підсилена величезними армуючими X-подібними сейсмостійкими розпірками. Хоча це буде виглядати як одна ціла косокутна в плані споруда, Гігафабрика будується як серія окремих будівель для додаткової мінімізації збитків від землетрусів.



            Будівля має повні чотири поверхи на сталій висоті. Але на деяких ділянках фактично будуть три або два поверхи, що дозволяє розмістити у таких цехах устаткування висотою до кількох десятків футів.
            Е. Маск каже, що інакше ніж емоційно він неспроможний мислити про цей гігантський завод з виробництва батарей. "Я гадаю, це справді досить романтично", - сказав він.
            Після завершення будівництва споруда за формою нагадуватиме діамант, розташований довгою стороною точно по лінії південь-північ. Діамант, інкрустований в пустельну долину, по якій табуни з тисяч диких коней ганяють, змагаючись з гарячими суховіями


    2      Після зборів інвесторів на Гігафабриці, що відбулися на початку січня 2017, стало відомо про нові плани Teслa. Компанія має намір розмістити на даху Gigafactory найбільшу в світі такого роду сонячну електростанцію потужністю 70 МВт, повідомляє Еlectrek.
              Таким чином Tesla підтвердила свій намір не використовувати викопне паливо, а отримувати живлення з відновлюваних джерел енергії (ВДЕ), переважно від сонячних батарей. Цитати з виступів: "Gigafactory буде повністю електричним заводом без використання жодного викопного палива (ані вугілля, ані природного газу або нафти). Ми будемо використовувати 100 % енергії за рахунок поєднання 70 МВт СЕС на даху з наземними сонячними установками"
            Площа геліопанелей на даху буде в 7 разів більша, ніж найбільший діючий на сьогодні "сонячний" дах". В США найбільша СЕС на даху знаходиться в Каліфорнії і має потужність 10 МВт. Дещо більша СЕС такого роду є в Індії - 11,5 МВт. Тож видно, що "сонячний" дах над Гігафабрикою однозначно їх перевершить.
           Tesla також обговорила систему клімат-контролю, очищення води та проблему утилізації: цитати "Велика частина опалення будівлі забезпечується за рахунок тепла отриманого з виробничих процесів. Також Gigafactory використовує шість різних систем очищення та ефективну рециркуляцію близько 1,5 мільйони літрів води. Завдяки цьому вдається заощаджувати 80 % прісної води в порівнянні зі стандартними процесами. Всі типи акумуляторів і модулів Tesla зможуть повторно перероблятися на місці, а металеві деталі - повторно використовуватися".
           Tesla вже повідомляла про початок масового виробництва літій-іонних акумуляторів нового типу "2170". Вони знайдуть застосування не лише в е-мобілі Tesla Model 3, а й будуть універсальними для інших пристроїв.
           І на закуску.
           В грудні 2016 на семінарі "Нові можливості для розвитку відновлюваної енергетики" у Верховній Раді Глава Державного агентства з енергоефективності та енергозбереження України Сергій Савчук заявив про вигоду виробництва сонячних панелей в Україні для таких світових виробників як Tesla і SolarCity. Тут вони зможуть не лише наситити внутрішній ринок (кількість домогосподарств, що встановлюють сонячні батареї постійно зростає), а й налагодити експорт.
           "Виробляти сонячні панелі у нас, коли курс гривні до долара 27, значно дешевше, ніж привозити їх з Китаю або з Польщі. Тому ми могли б тут виробляти і продавати сонячні панелі, й навіть експортувати», - зазначив Савчук.
            Згідно з національним планом енергоефективності, до 2020-го року Україна має інвестувати в розвиток "зелених" джерел енергії близько € 16 млрд.

Штучний фотосинтез вуглеводнів

Лист дерева, трави чи водоростей: все це в природних умовах здатне виробляти біомасу, або ж паливо, з простого поєднання води, сонячного світла і вуглекислого газу через диво фотосинтезу. І от вчені говорять, що шляхом комбінування фізики, хімії та біології вони відтворили і покращили цей процес.

          Дослідники розробили "штучний лист", який дозволяє накопичувати сонячну енергію у вигляді рідкого палива. Ця нова технологія одного чудового дня може забезпечити заправку вашого транспортного засобу і... вбити нафтодобувну і нафтопереробну галузі.



          Деніел Носера (Daniel Nocera) з Гарвардського університету і Памела Силвер з Гарвардської медичної школи у співпраці розробили нову геліосистему, яка може:
- розчеплювати молекули води з виділенням водню;
- відділяти бактерій, що харчуються воднем, від води
з метою вироблення рідкого палива.

          У роботі, оприлюдненій в журналі Science 3 червня 2016 р., колектив науковців продемонстрував не тільки процес вироблення новою системою придатного для використання палива, але і вражаючу ефективність цієї системи.
           - В принципі, ми маємо платформу, яка може синтезувати будь-яку молекулу на базі вуглецю із ряду нафтових вуглеводнів, - сказала П. Силвер. Вона додала, що платформа може бути дуже універсальною.



             Поточна модель розроблена на основі раніших досліджень цієї ж групи Носери-Силвер. Їхня перша модель так званого біонічного листу 2015 року створення стикнулася з низкою проблем, зокрема виділення активного кисню, що знищував ДНК воднеїдних бактерій. Також перша модель мала каталізатор виділення водню з нікель-молібден-цинкового сплаву. Вона потребувала для роботи надто високу напругу, що знижувало її ефективність. Незважаючи на труднощі, попередня модель біонічного листу була придатна з використанням сонячної енергії виробляти 216 міліграм ізопропілового спирту на літр води.
           Нова версія, Біонічний лист 2.0, містить вже каталізатор з кобальт-фосфорного сплаву і не виділяє активного кисню. Можливість працювати на низькій напрузі дозволяє значно підвищити рівень ефективності системи.
           Біонічний лист 2.0 може накопичувати сонячну енергію в біомасу з коефіцієнтом корисної дії (ККД) 10 %. Іншими словами, на кожну кіловат*годину спожитої сонячної енергії мікроби забирають 130 г CO2 із 230000 літрів повітря, утворюючи 60 г ізопропанола. Це значення на порядок вище того, що спостерігається у природі для найбільш швидко зростаючих видів рослин (ККД 1 %).
             Нова модель також може синтезувати ізопентанол, ізобутанол і щось таке як прообраз пластика, названого біо-пластик PHB. Самовідновлююча здатність каталізатора запобігає його витоку в готовий розчин.
            - Це важливе відкриття доводить, що ми можемо здійснити процес синтезу вуглеводнів краще, ніж за природного фотосинтезу. Та я також хотів би розвинути цю технологію до рівня, придатного для широкого впровадження в країнах, що розвиваються, - сказав Деніел Nocera.



             Разом з тим Носера визнає, що біонічний лист найближчим часом не буде конкурувати за ціною з викопним паливом, особливо тому, що мікроби ще не виробляють паливо так швидко, як хотілося б. Найбільша продуктивність існуючої моделі на сьогодні розраховується на літри штучного палива в день, хоча команда не виявила обмежень до того, щоб виготовляти продуктивніші установки.
             Ця нова технологія стала сторінкою у книзі рукотворних чудес матері-природи і дозволила використати фотосинтез для перетворення сонячної енергії в паливо. Останні дослідження  профінансовані в рамках програми Гарвардського університету "Перші 100 Ватт", підтримані управліннями наукових досліджень військово-морських сил та військово-повітряних сил, Інститутом біоінженерії Вісса та іншими.

Транспорт для постнафтової епохи. Залізниця.

           Якщо так інтуїтивно поміркувати, то уявляється, що е-мобіль то єдина серйозна сфера застосування альтернативних джерел енергії на транспорті, і що нею все і обмежиться. Справді, скаже хтось (і кажуть!), одне діло везти 4 дупи і якісь незначні валізи, а зовсім інше - тягти десятки і сотні тон по рейках, як тут обійдешся без вугілля чи нафти!
        


            Якщо чесно, сам так думав. Поки не копнув. Помилявся. На залізниці альтернативні джерела енергії впроваджуються, хоча із запізненням, але з тими ж розмахом і амбіціями, що і в автомобільному транспорті.
           Судячи з усього, є суттєва проблема в тому, як поєднати (зробити паралельним) нестабільне електропостачання з альтернативних джерел енергії зі стабільним живленням від діючої традиційної мережі в умовах реального споживання електрифікованих ділянок залізниці, котре також нестабільне. І поки українські, британські вчені щось там намагаються відкрити в цьому напрямі, повзуча енергетична революція для свого руху обирає не електрифіковані ділянки залізниць.
            Зі свіжого: індуси в 2015 р. творили щось таке, що можна назвати допоміжним використанням сонячної енергії в залізничному транспорті. Це коли енергія геліопанелей, встановлених на дахах вагонів, використовується на освітлення, кондиціонування та інші дрібні потреби потяга, тоді як тяга забезпечується традиційно - дизельною машиною. Може здатися не дуже солідним, враховуючи, що ще від 2011 р. на маршруті Париж-Амстердам курсує пасажирський потяг 100 % на сонячній енергії. Але і при тому один індійський поїзд із допоміжною сонячною енергією дозволяє скоротити витрати дизельного палива до 90 000 літрів на рік.
              Німеччина стане першою країною світу, де практично вже використовують пасажирські потяги на водневих паливних елементах. Близько 50 % німецької залізниці не електризовано. Це робить впровадження електропотягів на водневих паливних елементах дуже перспективним і цікавим з точки зору скорочення споживання нафти. Протягом 2017 р. заплановано до запуску два прототипи на маршрутах від Бремергафена до Букстегуде і до Куксгафена. До 2020 р. не електрифікованими ділянками залізниці Нижньої Саксонії курсуватиме вже 14 потягів з нульовими викидами, що замінять дизельні. Таке обіцяє міністр транспорту цієї федеральної землі. Так звані Hydrail (потяги на гідрогені) стануть "справжньою альтернативою дизельним двигунам", заявив федеральний міністр транспорту Німеччини Олександер Добріндт.
            Розробкою першого пасажирського потяга на водневих паливних елементах займається французька корпорація Alstom. Роботи з розробки тривали два роки. Потяг, що отримав назву Coradia iLint, представили 20 вересня 2016 р. на виставці залізничної та транспортної техніки InnoTrans у Берліні. Планується, що згодом потяги на водневих паливних елементах випускатимуться значними серіями і зможуть витіснити дизельні потяги, що використовуються зараз.
            Силова установка потяга працює за принципом перетворення хімічної енергії водню в електроенергію. На даху встановлюються резервуари для водню, у підлозі поїзда - паливні елементи і батареї. Потяги заправлятимуть воднем від хімічних підприємств, де цей газ є побічним продуктом під час виробництва основних видів продукції. Крім того, в корпорації намічають зведення електролізних установок безпосередньо поряд із залізницею. Від повних баків запас ходу потяга складе не менше 600 км. Максимальна швидкість потяга Coradia iLint 140 км / год.
             Крім того, що Coradia iLint не має шкідливих викидів, потяг значно менш шумний під час руху та зупинок. Пасажири чутимуть лише стукіт коліс та шум від спротиву повітря.
             Випробування потягу на допуск до експлуатації були заплановані на осінь 2016. Оскільки у потязі змінена лише силова частина, представники Alstom сподіваються, що процес випробування й процедури отримання необхідних дозволів триватимуть недовго.
             Успіхи, проблеми та задачі у розробці та експлуатації залізничного транспорту на водневих елементах будуть обговорені на Міжнародній конференції Hydrail, що запланована на 27-28 червня 2017 р. у місті Ґрац, Австрія.
             В Нідерландах протягом багатьох століть енергія вітру використовується для осушення території, розпилювання деревини і вироблення рослинної олії. І ось зараз нарешті країна також використає її, щоб привести в рух абсолютно всі свої електропоїзди. Голландська залізнична мережа (NS) почала використовувати енергію вітру, генеровану турбінами електричної компанії Eneco, два роки тому, коли вони уклали між собою угоду на 10 років. Вони планували перевести всі електропоїзди країни на вітряну електроенергію до 2018 року, але було продемонстровано блискучий зразок голландської працьовитості і досягнуто цієї мети на рік раніше запланованого.
             Згідно з Brightvibes, електропоїзди країни перевозять 600000 людей на день приблизно у 5500 залізничних рейсах. На ці поїздки витрачається до 1,2 мільярда кіловат-годин енергії на рік, що достатньо для всіх домогосподарств Амстердаму за той же період часу. На сьогодні одна година роботи вітряної турбіни дає достатньо енергії для поїздки потяга на 120 миль. Однак NS шукає шляхи зниження споживання енергії своїми потягами на 35 % до 2020 року, тож з меншими витратами енергії вони зможуть долати і більші відстані.

Транспорт для постнафтової епохи. Авіація.

            Успіхи повітряного транспорту виглядають багато скромнішими порівняно з автопромом. Не треба забувати, що людство і літати навчилося значно пізніше, ніж винайшло колесо і змайструвало візка. Та разом з тим все, що літає, вже має діючі прототипи, що можуть працювати без забруднення повітря. Далі їх розглянемо.
             Розробка гнучких плівкових геліо-"панелей", а також більш ніж достатня площа для їх розміщення на балоні дирижабля чи повітряної кулі цілком можуть сприяти відродженню чи більшому поширенню цих видів транспорту. Що не так давно і було продемонстровано у Піднебесній.
             Перший в світі літак на сонячних батареях Solar Impulse було побудовано у червні 2009 р. у Швейцарії. 7-8 липня 2010 р було здійснено перший політ тривалістю більше доби (26 год). 3-6 липня 2013 року за п'ять етапів відбувся переліт через США. Подолана відстань склала близько 5 тис. км. З 9 березня 2015 до 26 липня 2016 за 17 етапів відбувся політ навколо світу. Загальна відстань - 35 тис. км. Найтриваліші етапи мали 120 год безперервного польоту - чудовий результат, як на мене!
             Solar Impulse має розмах крил 72 метри, довжину фюзеляжу 22 м. Важить 2300 кг. Крейсерська швидкість 70 км/год (найбільша до 125). Висота польоту 8700 м. Наступна модифікація літака Solar Impulse 2 має в кабіні кисневе обладнання для пілотів (2) і забезпечує політ на висоті до 12000 м. Незмінним екіпажем літака є швейцарські пілоти Бертран Пікар та Андре Боршберг.




             Ще одні швейцарці з компанії Solar Stratos розробили електричний літак. Будівництво розпочалося у 2014 р., і триває, в принципі, дотепер (якщо згадати, що ідеали, як і зірки, майже не досяжні). Але ось 7 грудня 2016 з компанії офіційно повідомили, що літак побудовано. Вартість склала $5 млн. Новинка буде живитися від сонячних панелей загальною площею 22 кв. м і буде здатна піднятися на висоту вище 23 км. Тобто досягти межі з космосом.



             При цьому довжина літака складає 8,5 м, розмах крил - 24,9 м, вага - 450 кг. Від сонячних панелей заряджається акумулятор на 20 кВт*год, який, в свою чергу, живить двигун потужністю 32 кВт (? hypnosis ?). Останній обертає гвинт діаметром 2,2 м. Літак здатен на безперервний політ протягом 24 годин. На жаль, немає даних про швидкість переміщення.
             Як бачимо, літак у 2-3 рази менший у 5 разів легший і має кількість місць знов лише для 2-х пілотів. За словами засновника проекту Рафаеля Дом'яна його мета полягала в тому, аби показати, що нові технології дають багатократні переваги порівняно з розробками на основі викопних видів палива. Отож, дуже схоже на тупцяння на місці. Нелегко даються кроки в небо. Але в якості вишеньки на торті розробники до 2021 р. запланували створити літальний апарат з пілотом і двома пасажирами з прийнятною для пересічних громадян вартістю квитка.
             Випробування літака мали початися у поточному місяці поточного року, а перший політ планується на лютий 2018. Хочеться сподіватися, що тим людям вдасться довести до ладу свій геліолітак.
             Ну, а перший в історії кількахвилинний політ першого електричного пілотованого гвинтокрила відбувся зовсім недавно - 21.09.2016. Прототип, виготовлений компанією Tier 1 Engineering (США), з вантажем вагою ~ 270 кг пролітає на одній зарядці всього 20 хв або 56 км. Максимальна швидкість - до 150 км/год. Програмою EPSAROD передбачено збільшити тривалість польоту наступного прототипа  до 2...3 год.

            
         

Транспорт для постнафтової епохи. Авто.

           Практично всі виробники традиційного автотранспорту демонструють дедалі більше своїх розробок сучасних бензин(дизель,газ)-електро-гібридів, автівок на водневих паливних елементах та електромобілів всіх форм: легкових, пікапів, джипів (зокрема армійських), вантажівок, автобусів, мотоциклів. Коротко я позначу будь-який транспортний засіб такого роду як е-мобіль. Хай мені пробачать ті, кому воно схоже на "йо-мобіль", але справді так зручніше. Тому додаток "е-" хай тут означає не тільки "електричний", а взагалі автомобіль найближчого майбутнього (early future).
           Серійне виробництво, що триває близько десяти останніх років, суттєво збільшує кількість е-мобілів у світі. Судячи з темпу їхнього приросту, як його відображає діаграма нижче, на сьогодні кількість е-мобілів має близитися до 2 млн. Крім відомих світових автогігантів в цьому напрямі на повну котушку шарудять і китайці. Але на відміну від численних бензинових "жилі-бьілі" їхні Ліфани і Селени часто посідають далеко не найнижчу цінову нішу. Натомість найдешевший у світі е-мобіль погрожує створити Фольксваген. Все перевернулося.hypnosis Ню-ню, подивимося.


           У своїх короткострокових  програмах розвитку (на 3-8 років) автовиробники анонсують, що частка е-мобілів буде складати 10...25...40 % від загального випуску їхніх автівок.
           На засіданнях парламентів країн Європи іноді дискутують щодо дати остаточної заборони ДВЗ. Хто як. Чи то 2040 р., чи 2035, чи 2030 призначати? Але попри всю комічність такого... хм... "планування" навіть просто факт обговорення цього часового маркеру змушує задуматися.
            З огляду на такі перспективи змінюється інфраструктура міст і доріг. Найвищі темпи поширення мережі електрозаправних пунктів мають місце, якщо я не помиляюся, в Японії. Швидкий розвиток демонструє і виробництво акумуляторів: тут і створення нових багатообіцяючих типів, і покращення характеристик існуючих типів.
            На цих підставах автобудівну галузь можна вважати не тільки цілком підготовленою до життя в майбутніх умовах альтернативної енергетики, але й тим інститутом, що активно сприяє наближенню цього майбутнього. Окремо тут варто відзначити новітні компанії, що диктують моду в автобудуванні, від початку орієнтуючись на застосування видів палива, альтернативних нафті (Тесла, Нікола Мотор та інші).

Чому вугілля?

Енергія як повітря, допоки вона є, її ніхто не помічає…
Не знаючи енергетичного голоду,
легко можуть не помічати і того, хто його втамовує.



           Отже, чому вугілля? Тому що це просто. Тому, що його достатньо.
           З прадавніх часів вугілля використовують як енергетичну і енерго-технологічну сировину. Про вугілля повідомляють античні, давньо-римські, давньо-китайські джерела.
           Досить рано людство навчилося з допомогою вугілля виконувати роботу. Перший випадок розумного застосування вугілля і пари в механіці описано в 1545 р. в Іспанії, коли капітан флоту Бласко де Ґарай сконструював машину, за допомогою якої приводив в рух бічні гребні колеса корабля. За наказом короля Карла V машина вперше була випробувана в Барселонській гавані при перевезенні 4000 центнерів вантажу кораблем на три морські милі за дві години. Винахідник був винагороджений, але машина залишилася без застосування і була забута.
          Зоряний час вугілля і пари почався за Нової історії, коли новонароджена промисловість вимагала більше і більше енергії для свого росту. А надавали енергію в ті часи в основному водяні колеса. І якщо текстильну фабрику ще можна побудувати на березі ріки, то поклади руди чи вугілля мають розроблятися в місцях залягання. На копальнях, віддалених від річок, могли використовувати тільки силу тварин. Власник однієї англійської копальні у 1702 році для приведення в дію насосів, які відкачували воду, був вимушений тримати 500 коней. А таке підсобне господарство рудокопу мати було не дуже цікаво.
         Тож промисловість для свого розвитку конче потребувала потужний двигун нового типу, який дозволяв би створювати виробництво і видобуток в будь-якому місці. І першим поштовхом до створення нових двигунів, не прив'язаних до рік, стала саме потреба в насосах і підйомниках в металургії і гірничій справі. Відгукуючись на цю потребу, технічний геній людства ніби з рогу достатку став "випльовувати" з кожним  разом все кращі шедеври з металу, вогню та пари. Атмосферні машини Севері (1698 р.), Ньюкомена-Коулі (1710),  Ползунова (1766), парова машина Ватта (1774 р.)... Зрозуміло, парову машину спробували помістити спочатку на корабель - пароплав "Клермонт" Фултона (1807), -  а згодом і на візок: локомотив "Паффі Біллі" (1813), паротяги Стефенсона (1815-25), Черепанових (1834).
         У 1769 році Ватт запатентував паровий двигун з окремим конденсатором, пізніше - застосування в двигуні пари з тиском, вищим за атмосферний, що значно знижувало витрати палива. Саме в машині Ватта було закладено основні принципи будови і роботи поршньової парової машини надмірного тиску (0,2–0,3 МПа). Вона стала вироком останньому водяному колесу. Згодом, починаючи з Вольфа в Англії, розроблялися схеми багатократного розширення пари послідовно в 2, 3 і навіть у 4 прийоми, коли пара переходила з циліндра високого тиску (ЦВТ) у наступні циліндри з остаточним тиском (ЦСТ, ЦНТ). Однак, після Ватта більше ніхто нічого істотного не міг додати у частині принципу дії двигуна, тож приблизно з 1790-х, вдосконалення йшли переважно в напрямі підвищення робочого тиску і температури водяної пари двигунів. Якщо перші атмосферні машини Севері потребували більше 25 кг вугілля на 1 кінську силу своєї потужності, то через 150 років паросилові установки, що випускалися промисловістю США, затрачали вже 3 кг вугілля на 1 к. с. Тож рушій прогресу на найближчі 100 років було чітко визначено. Ним стало старе і знайоме вугілля.



          З першим пуском серійного виробництва електричних двигунів у 1850-60-х роках, винайденням перших телеграфу і телефону людство все більше смакувало принадами електричної енергії. А з винайденням у 1870-х лампи розжарювання просто бог звелів завести електрику у кожну оселю. І коли людство зрозуміло, що для величезних перспектив, що раптом йому відкрилися, можливостей тогочасних гальванічних батарей йому буде замало, знов технічна думка в особі Густава Лаваля і Чарлза Парсонса підказала оптимальне вирішення проблеми. Ним у 1870-х роках стали перші прототипи сучасної парової турбіни, яка призначалась для роботи разом з електричним генератором для добування електроенергії.
          З тих часів виробництво електрики принципово не змінюється. Воно має такі стадії перетворення енергії.

 

              Мінеральне паливо спалюється в котлі. Виділена при цьому теплова енергія акумулюється робочим середовищем – водою, яка після поглинання певної кількості тепла перетворюється на стиснену і перегріту ("гостру" чи "свіжу" - це вже залежно від сленгу різних енергетиків) водяну пару. Остання під тиском подається на лопатки турбіни, змушуючи обертатися ротор турбіни, що напряму з'єднаний з валом електрогенератора.
             Температура Т та тиск Р "гострої" пари є базовими параметрами енергогенеруючого устаткування теплових електростанцій.
             Такою була динамо-машина, встановлена містером Едісоном на Pearl-Street в Нью-Йорку у 1882 р.



          А таким є машинний зал сучасної електростанції, відкритої в Німеччині в 2015 році.



              Під декоративним кожухом багатосоттонне нагромадження корпусів, валів, коліс, труб… Що спільного? І в 1882, і в 2015 в таких енергоблоках ми спалюємо вугілля. З року в рік спалюємо все більше. Мені подобається ілюстрація з однієї брошури вчених Уппсальського університету (Швеція) і ці числа звідти ж. Так, пані, панове, це далеко не гігант, це європейський середнячок, Швеція, кінець 1980-х!!!
             


             
Ще є інформаційний ресурс, що дозволяє просто шкірою відчути швидкість і масштаби видобування викопного палива у світі. Як тільки Ви увійшли на сторінку, вмикаються лічильники, що відраховують кількість добутого вугілля, нафти і газу з моменту Вашого входу. Можна дізнатися також, скільки добуто цих копалин з моменту Вашого народження.
              А різниця за майже 200 років? Різниця в тому, на скільки розумніше з часом
ми спалюємо це вугілля.
             
В історії розробки ТЕС має місце постійне збільшення одиничної потужності та зростання параметрів робочої пари для кожного наступного покоління енергоблоків. На межі 19 і 20 століть звична потужність турбін була 300...400 кВт; великими вважалися турбіни на 1000 кВт (1 МВт). А вже в 1950-х була подолана межа 1000 МВт. І мотив тут зовсім не американський чи радянський гігантизм, а суто економічний аспект.
           Ось як виглядав типовий початок науково-технічних звітів, які тисячами "народжували" радянські науково-дослідні інститути з вивчення

проблем енергетики і супутніх технічних галузей



           Для устаткування попереднього покоління, спроектованого до 80-х рр. 20 ст., були досягнуті параметри "гострої" пари Т = 540-580 °С; Р = 16-25 МПа. При цьому коефіцієнт корисної дії (ККД) енергоблоків становив 35-40 %. Тривала міцність низьколегованих перлітних сталей з вмістом хрому до 3 %, з яких виготовлялися турбо- та котлоагрегати, трубні системи, перепускна та регулювальна апаратура,  була достатньою для забезпечення вищевказаних параметрів. А далі зась. Для роботи при Т > 580 °С; Р > 25 МПа мусили виготовляти енергоблоки вже з більш жароміцних матеріалів, відомих на той час. Це мартенситно-феритні сталі з вмістом Сr 11-13 %, аустенітні хромо-нікелеві сталі, сплави з високим вмістом нікелю. Але спроби розробки устаткування з надкритичними параметрами пари тоді не були численними через недоліки та обмеження, пов'язані з цими матеріалами та їх зварними з'єднаннями.
            Подальше зростання параметрів пари стало можливим тільки після 80-х із розробкою складнолегованих мартенситних сталей з вмістом Сr 8-10 %:  Р91 (США, 1980 рiк), NF616 (Японія, 1985) та Е911 (Європейський союз, 1990). Ці сталі мають вищий комплекс характеристик міцності та пластичності при кімнатній та високій температурах, ніж будь-які перлітні сталі та більшість мартенсито-феритних сталей. Їх вартість нижча, ніж в аустенітних сталей. За технологічністю у виготовленні вони переважають мартенситно-феритні сталі. Тому на основі чисто мартенситних сталей з 8-10 % Сr стало можливим проектування та масове промислове впровадження енергогенеруючого устаткування нового покоління з параметрами "гострої" пари Т = 590-620 °С; Р = 26-31 МПа, що триває і нині. Таке підвищення параметрів пари обумовлює зростання ККД енергоблоків нового покоління до 41-44 %.
             Ось все вищесказане - історія зростання робочих параметрів ТЕС, коротко і в графічній формі, на прикладі японських електростанцій.


 
              В цій царині кожне підвищення параметрів на 10-20 °С чи на 2-3 МПа - вже свято. Подекуди при визначенні майбутнього покоління блоків фігурують такі перспективні числа робочих параметрів Т до 720 °С; Р до 37 МПа. Щоб представити це наочніше, скажу, що сталь при нагріві до 720 °С світиться яскравомалиновим кольором. Але при цьому вона не м'яка, як пластилін, а має певний рівень міцності достатній, щоб тримати всі ті неймовірні тиски та температури мініатюрного керованого пекла в нутрощах енергоблоку. Зараз це мрія. Але й зараз же ось яка реальність: "постіндустріальна" Європа морщить чоло, роздуває щоки і відсапується, бо намагається вичавити все, що можна, з таких банальних матеріалів як сплави заліза. І поступово наближається до тих меж!                
            Розробляються нові типи сталей з нетрадиційними механізмами зміцнення металевої матриці при високих температурах (інтерметаліди, карбонітридна z-фаза замість традиційних карбідів). Вже можна ставити під сумнів і коректність терміну "сталь" для матеріалів, в яких вміст вуглецю становить 0,002 % і менше. Всі хочуть мати справу з матеріалом мартенситного класу, а не з геморною нержавійкою чи наддорогим "високим нікелем". Хід робіт цього напряму контролюється на вищому урядовому рівні відповідними єврокомісарами. Для чого? Бо досягнення отих меж обіцяє загнати ККД вугільних енергоблоків за відмітку 50 %. А кожен подібний стрибок ККД це деяке зменшення затраченого палива та викидів в атмосферу на одиницю отриманої потужності ТЕС. Так-так, невеличке зменшення отих гір, що покривають вежу Ейфеля, і хмар над ними.
             Мабуть зайве говорити, що над тим самим працюють у поті чола і США, і Японія. Останні років із 10 в цій царині досить активний і Китай.
                 Отож, пані-панове, з 18 століття і дотепер ми безпросвітно сидимо у добі вугілля й пари. Знову ж таки всезнаюча статистика десь у 2000 р. вияснила, що за всю попередню людську історію добуто тільки 2-3 % від запасів вугілля, розвіданих на той момент. Все в природі йде легкими шляхами і уникає важких шляхів. А вугілля порівняно легко добувати. Воно є досить рівномірно по регіонах і континентах. Ось людство і вчепилося за нього, як дідько за грішну душу.

                Але біда в тому, що продемонстрована в цій таблиці забезпеченість світу вугіллям цілком ілюзорна. Бо якщо людство скористається і спалить ці запаси, то воно поверне собі той склад атмосфери, який був багато сотень мільйонів років тому. Ще до того як стародавні флора і фауна планети спожили весь той атмосферний вуглекислий газ, звільнили кисень, забрали собі на будову тіла вуглець і нарешті відклалися у вигляді скам'янілих решток "чорного золота".