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. 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).

           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.

              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.

Автор оригінального тексту Sandrine Ceurstemont

            Велетенське енергетичне поле в Африці, спроможне постачати енергію до Європи... На краєчку марокканської пустелі ми відвідали одну з найбільших сонячних електростанцій, котра допомагає уявити енергетичне майбутнє світу.

            Мінібус котиться через широчезне плато по щойно прокладеному асфальту. На південь, куди сягає око, лежать вкриті тріщинами простори Мароканської пустелі.


            Проте ця піщана рівнина вже не така первісно-незаймана, як то було колись. Цього року вона стала місцем розташування однієї з найбільших у світі сонячних електростанцій.


         Сотні кривих дзеркал, кожне завбільшки з автобус, впорядковані у ряди і вкривають територію у 1400000 кв. м.  або 200 футбольних полів. Цей величезний комплекс розташувався на пекельному осонні біля підніжжя Атласних гір у 10 км від міста Уарзазате, яке ще називають Двері у пустелю.


         Поряд із задоволенням місцевих потреб Марокко сподівається, що коли-небудь буде експортувати енергію до Європи. А ця електростанція і є тим прототипом, котрий допомагає уявити енергетичне майбутнє світу і місце в ньому Африки.
         Ніби навмисно у день мого відвідання небо було захмареним. "Сьогодні не буде вироблено аніскільки електрики", - сказав Рашид Байєд, представник Мароканської агенції з питань сонячної енергетики, що відповідає за впровадження цього флагманського проекту. Однак випадковий день, коли сонце "вимкнено", тут нікого особливо не засмучує. В цій місцевості буває в середньому 330 безхмарних днів на рік.
         Після багатьох років фальстартів геліоенергетика нарешті почала рухатися до своєї доскналості, як і обдаровані сонцем країни нарешті скористалися цим щедрим джерелом екологічно чистої енергії. Марокканське енергетичне поле одне з кількох в Африці, а також подібних електростанцій, збудованих на Близькому Сході (Іорданія, Дубай, Саудівська Аравія). Падіння вартості сонячної енергії зробило її життєздатною альтернативою енергії від спалювання нафтопродуктів навіть у найбагатших нафтою районах світу.
         Noor 1, перша черга Марокканської СЕС, вже перевершила очікування з огляду на кількість енергії, яку вона продукує. Це обнадійливий результат з точки зору мети Марокко: зменшити свою частку викопного палива, зосередивши увагу на поновлювані джерела енергії, одночасно задовольняючи зростаючі енергетичні потреби, які щороку ростуть приблизно на 7 %. Стабільний уряд і економіка Марокко сприяли цій країні в отриманні інвестицій, наприклад, Європейський союз виділив 60 % від вартості проекту Уарзазате.


        Країна до 2020 року планує задовольняти 14 % своїх потреб енергії за рахунок геліоенергетики, а через залучення інших поновлюваних джерел, таких як вітер і вода, вона прагне довести частку цих видів своєї енергії в сумі до 52 % у 2030 році. Це ставить Марокко в один ряд з такими країнами, як Великобританія, яка хоче генерувати 30 % своєї електроенергії з поновлюваних джерел енергії до кінця цього десятиліття, та США, президент якої Обама встановив планку у 20 % до 2030 року (Tрамп пригрозив збавити частку поновлюваних джерел енергії, але його слова не можуть мати великого впливу. Значна частина політики контролюється на рівні окремих штатів, і великі компанії вже взяли курс на екологічно чистіші і дешевші альтернативи.)
         Через відсутність сонця в день мого візиту сотні дзеркал стояли тихо і нерухомо. Команда уважно стежить за прогнозами погоди аби передбачити перемикання мереж на наступний день, що дозволяє залучити паралельні джерела енергії до виробництва, коли небо похмуре. Але зазвичай відбивачі можна почути, коли вони рухаються разом, набуваючи кращого положення відносно сонця, немов гігантське поле соняшників. Дзеркала фокусують енергію Сонця на синтетичне мастило, яке тече через мережу труб. Нагріваючись до температури 350° С, гаряче мастило віддає тепло воді для отримання водяної пари під високим тиском, яка подається на лопатки ротора турбіни та обертає генератор, що знаходиться з ротором турбіни на одному валу. "Це той самий класичний процес добування електроенергії, що працює при спалюванні викопного палива, за винятком того, що ми беремо тепло від сонця", - говорить Байєд.
          Електростанція продовжує виробляти електроенергію і після заходу сонця, коли настає час пікових навантажень. Частина енергії, отриманої вдень, зберігається в резервуарах з розплавленими солями нітратів натрію та калію, що підтримує виробництво тривалістю до трьох годин. Після запуску другої черги СЕС Noor 2, виробництво електроенергії після заходу сонця буде тривати до 8 годин.
          Крім виробництва електроенергії проект Уарзазате допомагає місцевій економіці. Близько 2000 робітникам була надана робота протягом перших двох років будівництва. Дороги, прокладені для забезпечення доступу до станції, також з'єднали довколишні села, полегшуючи дітям діставання до шкіл. Водогін, прокладений до об'єкту будівництва, також під'єднав 33 села до водопровідної мережі.
          Незважаючи на це, деякі місцеві жителі мають проблеми. Абдельлатіф, який живе в місті Загора близько 120 кілометрів на південь, де високий рівень безробіття, вважає, що станція повинна зосередитися на створенні постійних робочих місць. Його друзі, що були найняті на роботу там, працювали за контрактом протягом лише декількох місяців. Після повного введення в дію станція потребує лише 50 ... 100 обслуговуючих робітників, тож закінчення буму з наданням роботи не за горами. "Компоненти обладнання виробляються за кордоном, але було би краще робити їх на місці, щоб з'явилася постійна поточна робота для місцевих", - говорить він.
          Гострішою проблемою є те, що для очищення дзеркал та охолодження пристроїв сонячна електростанція забирає велику кількість води від місцевого водосховища Ель Мансур Еддабі (El Mansour Eddahbi). Навіть до будівництва СЕС нестача води була проблемою в цих напівпустельних землях, бувають часті перебої з водою. Сільськогосподарська земля в долині Драа на південь звідси залежить від води з водосховища. Хоча Мустафа Селлам, менеджер СЕС, стверджує, що вода, використовувана станцією, становить до 0,5 % від поставок з водосховища, що мізерно мало в порівнянні з її потужністю. Все ж ці витрати на потреби СЕС достатні, щоб деяких фермерів поставити у нерівні умови і породити суперечки між ними. Тож СЕС впроваджує вдосконалення, щоб зменшити кількість води на свої потреби. Замість того, щоб покладатися на воду для очищення дзеркал, використовується стиснене повітря. І хоч зараз Noor 1 використовує воду для охолодження відпрацьованої пари з турбін, щоб перетворити її назад у воду і повторно використовувати у наступному циклі, з часом буде встановлено суху систему охолодження, яка використовує повітря.
            Нові частини СЕС наразі будуються. Noor 2 буде схожий на Noor 1, але Noor 3 буде експериментувати з різними конструктивними типами. Замість рядів дзеркал енергія Сонця буде захоплюватися і зберігатися  однією великою вежею, яка, як вважають, буде ефективнішою. Сім тисяч плоских дзеркал навколо вежі спрямують сонячні промені в напрямку приймача у верхній частині, все це потребує набагато менше місця, ніж за сучасного розташування дзеркал. Розплавлені солі, що заповнюють внутрішню частину вежі буде сприймати і зберігати тепло безпосередньо, усунувши потребу в гарячому мастилі. Подібні системи вже використовуються в Південній Африці, Іспанії та на кількох площадках у США - у пустелі Мохаве (Каліфорнія) та в Неваді. Але недавно зведена конструкція в рамках проекту Уарзазате є найвищою в світі конструкцією такого роду (26 м).
            Є інші станції в Марокко у стадії будівництва. В наступному році почнеться будівництво на двох площадках на південному заході, недалеко від Лаайюна і Буждура, і продовжиться будівництво СЕС поблизу Taтa і Міделта. Успіх таких СЕС в Марокко та в Південній Африці може спонукати інші африканські країни зайнятися сонячною енергією. Південна Африка вже увійшла у десятку найбільших в світі виробників сонячної енергії. Вже і Руанда є домом для першої сонячної станції Східної Африки, яка була відкрита в 2014 р. Великі СЕС плануються для Гани, Уганди та Мозамбіка.
           Тож африканське сонце може в кінцевому підсумку перетворити континент у постачальника енергії для решти світу. Селлам покладає великі надії на Noor. "Наша головна мета полягає в тому, щоб стати енергетично незалежною, але якщо одного чудового дня ми виробимо зайве, то ми могли б також поставити енергію у інші країни", - говорить він. Уявіть, як ви заряджаєте електромобіль в Берліні електроенергією, виробленою в Марокко!
           Хмари в Уарзазате як надійшли, так і розсіялися, Африка планує сонячні дні.

ps: на жаль, жодних енергетичних харатеристик електростанції не наведено, ні поточних, ні проектних величин... для такого способу зберігання цікаво було б знати ККД станції і порівняти цю характеристику з такою ж для варіанту отримання електрики через фотоелектричний ефект і накопичення в електричних акумуляторах
           

...створена у цьому році в Індії.


Після восьми місяців будівництва Індія завершила будівництво своєї нової СЕС в місті Kamuthi потужністю 648 МВт. До цього найбільшою СЕС в світі була станція Topaz Farm у Каліфорнії.

Нова індійська СЕС містить 2,5 мільйони сонячних модулів, 576 інверторів, 154 трансформатори, а також 6000 км кабелів. Її потужності вистачить на енергопостачання 150000 домогосподарств. Сонячна електростанція займає площу більше 2500 акрів (або 10 квадратних кілометрів) і коштує $ 679 млн.

Для порівняння, Topaz Farm, яка може генерувати до 550 мегават енергії, була споруджена за 3 роки і коштувала більше 2,5 млрд.

З введенням цієї сонячної електростанції Індія, як очікується, стане з наступного року третім в світі за абсолютною величиною виробником сонячної енергії, відстаючи лише від Китая і США.

Згідно зі своїми планами країна має до 2022 року генерувати сонячну електроенергію для 60 мільйонів домогосподарств, а до 2030 р. - задовольняти 40 % своїх енергетичних потреб за рахунок енергії відновлюваних джерел.

З цих даних ми виходимо ось на які цінні співвідношення, придатні для загальних оцінок та порівнянь:

- 1 кв. км території дає 64,8 МВт електричної потужності СЕС, отже 1 кв. м. дає 64,8 Вт........... (Для довідки: сучасні сонячні панелі останнього покоління генерують до 300 Вт з квадратного метра панелі)
 
- 1 МВт сонячної електричної потужності потребує $ 1,05 млн початкових інвестицій, ну а на 1 кВт треба вкласти 1047 доларів.

[ Читати далі ]

В кінці травня в Південній Африці Китай успішно провів льотні випробування першого в світі безпілотного дирижабля під назвою CA-21R, що літає, використовуючи енергію сонця.



Попередні сонячні дирижаблі використовували гібридне живлення "сонячна енергія + закумульована електроенергія з мережі". Але CA-21R живиться винятково від сонячних батарей, що знаходяться на верхній частині оболонки.


Дирижабль був розроблений і виготовлений Китайською компанією China's Vantage Airship  але у співпраці з інженерами Норвегії, Британії, Франції, США, Південної Африки, Німеччини і Японії.

---

---

---

---

[ Читати далі ]

Подивилась на календар і згадала, що вже ніби весна) Правда поки що це не так сильно і помітно...але ще зовсім трішки і все почне оживати, зеленіти та квітнути) Я, напевне, люблю весну саме за її яскраві барви і тепло, а за що любите весну ви?