Previous Entry Share Next Entry
Мир без нефти - Аэро ГЭС
АэроГЭС
bari_x_andrew

Презентация
Видеопрезентация и Передача на НТВ
Патент RU 2500854, CN 104204359
ТЭО для различных примеров АэроГЭС
АэроГЭС - возможно единственный способ спасти планету (тезисы)
Кампания на Indiegogo
Кампания на VCStart
Кампания на Planeta
АэроГЭС: вопросы и ответы
Пример расчета пилотной установки
Расчет сноса АэроГЭС при ураганных ветрах
Оптимизация сети АэроГЭС
Аккумулирование энергии в АэроГЭС
Комплексная модель АэроГЭС
Эксперименты

Сущность решения

Известно, что солнечная энергия, доходящая до нашей планеты, примерно в 10000 раз превосходит потребности человечества. Из нее примерно четверть уходит на испарение воды и фактически постоянно более-менее равномерно аккумулируется в атмосфере над любой точкой мира. Так как в год выпадает примерно 1 м осадков в среднем с высоты 5 км, то это дает потенциальную мощность порядка 810 TВт, что более чем в 60 раз превосходит все текущие потребности человечества (13 TВт). Стандартная гидроэнергетика принципиально способна использовать только малую часть этой энергии, так как все осадки теряют основную часть своей потенциальной энергии по пути к земле на преодоление сопротивления воздуха и удар об землю. Для того, чтобы использовать эту потенциальную энергию более рачительно, надо собирать воду на той высоте, где она конденсируется, и срабатывать в ГЭС весь перепад высот. Именно это и составляет сущность данного решения.

renewable energy potential vs fossil fuels


Интересно, что уже придумав это решение, я стал искать в интернете по ключевым словам подобные идеи и неожиданно обнаружил, что еще в 1915 году в одной из статей гениальный Никола Тесла практически был в полушаге до реализации этой идеи, правильно принципиально оценив необходимый ресурс, но так и не найдя схему для его реализации, для чего все было готово еще сто лет назад. Обидно. Если бы он тогда докрутил эту идею, то мы все жили бы совсем в другом мире -- чистом, экологичном, изобильном, без войн за нефть, без власти нефтебаронов и обслуживающих их подонков в погонах и без... увы, человечество потеряло сто лет!

Как реализовать решение - Аэро ГЭС

Схема одного из вариантов решения показана на рисунке. Аэро ГЭС содержит нижний бьеф 1, верхний бьеф 2, водовод 3, турбогенератор 4, сетчатые, тканные или пленочные поверхности 5, аэростат (дирижабль) 6 и крепежные тросы 7.



Аэростат (дирижабль) 6 поднимает поверхности 5 на высоту вблизи или выше точки росы для данных атмосферных условий (обычно это 2-3 км - линия конденсации или база облаков на аэрологической диаграмме). Там переохлажденная атмосферная влага начинает активно конденсироваться (или собираться из облаков) на поверхностях 5. Дренажная система на поверхностях 5 отводит эту воду в небольшой резервуар (верхний бьеф 2), откуда вода под напором всего перепада высот (2-3 км) поступает по напорному или безнапорному водоводу 3 в нижний бьеф 1 на земле, производя электроэнергию в турбогенераторе 4.

Всю установку можно легко смонтировать в любом удобном для потребителя электроэнергии и воды месте, просто подняв и переместив ее целиком с помощью того же аэростата (дирижабля) 6.

Если в данной точке дуют постоянные устойчивые ветры, или это портативная установка (например, для туристов или военных), то можно обойтись без дирижабля 6 и использовать поверхности 5 как параплан для самостоятельного удержания всей конструкции в воздухе (как это происходит при запуске воздушного змея).



Также поверхности 5 могут быть выполнены с полной или частичной металлизацией (например, вплетением металлических проводников). Это позволит увеличить прочность конструкции, снизить солнечный нагрев, усилить конденсацию водяного пара за счет подачи электрического поля (например, имеются эксперименты по использованию для этого коронного разряда), а также при необходимости уменьшить обледенение за счет подачи тока.

Вообще, обледенение может использоваться как стандартный режим, так как система обладает автоматической устойчивостью — при накоплении льда вся конструкция самостоятельно снизится в область более высоких температур атмосферы, а после таяния льда сама поднимется на необходимую высоту.

Помимо прямого аккумулирования энергии в виде запаса воды в верхнем бьефе (аналогично тому, как это выполняется на любых гидроаккумулирующих ЭС), АэроГЭС можно легко модифицировать для увеличения ее аккумулирующей способности примерно в 600 раз! Для этого достаточно кроме водовода спустить вниз и водородовод и использовать баллонетные аэростаты, которые при этом не только будут обеспечивать поддержание элементов АэроГЭС, но и хранить запас водорода в качестве энергоаккумулирующего агента. Легко показать, что 1 кг водорода (с удельной теплотой сгорания 120.9 МДж/кг) удерживает в верхнем бьефе примерно 10 кг воды с запасом гидроэнергии всего в 0.2 МДж. Таким образом на АэроГЭС в период перепроизводства энергии всегда можно путем закачки водорода (полученного внизу электролизом) и сбалансированного слива воды обеспечить необходимое количество воды в верхнем бьефе (для поддержания конструкции в равновесном состоянии и максимального снижения натяжения удерживающих тросов) и увеличенный в 600 раз запас энергии, который при необходимости в энергии всегда можно так же сбалансировано получить обратно в топливных элементах (из водорода) и турбогенераторе (из воды). Кстати, можно еще и подцепить на это транспортировку САМОГО водорода КАК ТОПЛИВА в этих дирижаблях, транспортировку грузов и пресной воды этими дирижаблями и т.п.

Как это работает



С точки зрения генерации электроэнергии все работает точно так же как и в обычной ГЭС, но у обычных ГЭС есть принципиальные общие недостатки: они требуют значительных капитальных затрат на сооружение плотины, занимают значительные территории под водохранилище, наносят ущерб экологии и обычно удалены от потребителя. Кроме того, всегда существует потенциальная опасность возможного разрушения плотины. В известной мере, все эти недостатки являются следствием сравнительно небольших перепадов высот при огромных объемах воды, характерных для большинства равнинных рек.

Тем не менее и перепады высот в 2 км, как в Аэро ГЭС, не являются экстраординарными. В мире есть несколько электростанций например, в Швейцарии), работающих с такими перепадами. При этом используют очень простые ковшовые турбины, изобретенные еще в 1889 г. американским инженером А.Пелтоном.

Принципиальным отличием Аэро ГЭС является конденсация влаги из воздуха, что на первый взгляд кажется забавным и практически неосуществимым курьезом. Тем не менее и тут нет ничего необычного. На свете существует несколько прекрасно работающих установок, называемых сборщиками тумана. Например, установка для сбора питьевой воды в Чили была испытана еще в 1987 г. и прекрасно описана со всеми техническими характеристиками.

Что это дает


  • практически вечную и ничем не ограниченную дармовую электроэнергию и чистую воду для питья и орошения, причем в любой точке планеты, где это надо потребителю

  • минимальный расход места на земле (как под ЭС, так и под ЛЭП), а также возможность использования любых поверхностей (включая огромные территории пустынь, морей, океанов и т.п.)

  • модульность (можно собирать системы любой мощности из стандартных модулей, например, по 1 МВт)

  • мобильность (для оперативного перебазирования при необходимости или даже для использования на транспорте, например, для снабжения электроэнергией и водой океанских судов)

  • чистоту и экологичность из-за сравнительно небольших локальных гидропотоков по сравнению с обычными ГЭС и полным отсутствием тепловых, химических или ядерных выбросов в окружающую среду

  • увеличение удельной мощности ГЭС (т.е. мощности на единицу расхода воды) путем использования максимально возможного перепада высот между верхним и нижним бьефом (от высоты конденсации атмосферной влаги до уровня земли)

  • существенно более низкие капитальные затраты на единицу мощности и издержки по сравнению с любыми другими известными видами возобновляемой и невозобновляемой энергетики

  • возможность дополнительного использования для сетевой связи, видеонаблюдения, высотной рекламы, грозозащиты, климатической защиты (например, против ураганов и торнадо в США по берегу Мексиканского залива), регулирования климата (например, отсечением дождей в Питере по дамбе при преобладающей юго-западной розе ветров), ПВО (например, для Израиля), затенения в жарких странах и многое другое...



Технико-экономические расчеты

(Подробнее: ТЭО для различных примеров АэроГЭС , Пример расчета пилотной установки , Расчет сноса АэроГЭС при ураганных ветрах , Оптимизация сети АэроГЭС)



Работоспособная установка может быть даже портативной. Например, турист или дачник может соорудить это просто в виде параплана или воздушного змея, причем в промозглом Питере это начнет давать воду уже с высоты полкилометра :)

На самом деле, есть сайты и расчетные модели, которые позволяют даже рассчитать высоту точки росы в любой реальный момент времени в любом месте планеты по аэрологическим диаграммам. Кроме того, есть и прекрасные теоретические модели, разрабатываемые в Гатчине нашими физиками В.Г.Горшковым и А.М.Макарьевой. Для расчета турбины можно использовать сайт М.Н.Розина.

По данным чилийской установки такие сетчатые поверхности давали от 3 до 13 литров с квадратного метра в сутки. Учитывая, что в Чили установки были полностью пассивными, а мы можем активно управлять АэроГЭС, меняя положение поверхностей 5 по высоте (для максимальной конденсации) и ориентации на ветер (для максимального потока атмосферной влаги), можно надеяться, что выход воды будет значительно увеличен (максимальные данные для активных коллекторов, более соответствующих АэроГЭС, до 300 л/м2/сутки). Но даже приняв его для простоты на том же уровне ~ 10 л/м2/сутки, мы получаем, что всего лишь кусок нейлоновой сетки 10 х 10 м (100 м2) полностью обеспечивает потребности одного человека в воде (~1000 л/сутки) и бытовой электроэнергии (~150-200 кВт-час/месяц).

Прикинем, например, технико-экономические данные небольшой АэроГЭС для поселка в 100 человек. Такая установка будет давать воды до 100 м3/сутки (1.16 л/с) и иметь мощность 20-50 кВт (в зависимости от высоты подъема).

Пусть минимум - высота 2000 м, 20 кВт -- 10000 м2 сети (100 х 100 м)
Цена нейлоновых сетей от 0.5 $/м2, вес от 10 г/м2 -- 5000 $, 100 кг
Аэростат 500 м3 (водород, примерно как в блокадном Ленинграде) поднимает 500 кг -- оболочка ~ 2000 $, водород всего 100$ (по 2 $/кг).
Диаметр сопла ~ 3 мм, скорость воды в сопле ~ 200 м/с (примерно то же самое, что и на вышеупомянутой швейцарской ГЭС).
Вес воды в безнапорном шланге ~ 100 кг (но в напорном шланге ~ 1400 кг - для уменьшения гидравлических потерь).
Общий вес воды в безнапорном шланге, на сетях и в верхнем резервуаре - пусть ~ 200 кг
Простейшая ковшовая турбина + генератор на 20 кВт + тросы и прочее ~ 3000 $

Итого даже при такой предельно малой мощности имеем:

  • Общая цена ~ 10000 $ (по 100 $ с каждого жителя поселка).

  • Вес 200-400 кг при грузоподъемности аэростата до 500 кг.

  • Удельная капиталоемкость 500 $/кВт.

  • Издержки близки к нулю.

В данном примере оценка была проведена для минимальной производительности - пассивная система сбора тумана ~ 2 Вт/м2 для небольшой частной Aэро ГЭС. Теперь давайте посмотрим, что действительно дает природа, если мы хотим построить мощную станцию ​​на тропическом побережье - оценка максимальной производительности. В грозовой туче у нас до 5 г/м3 воды. Пусть это будет только 1 г/м3, на высоте 5 км, обычная скорость ветра здесь составляет 10 м/с, получаем 500 Вт/м2. Для сравнения, блок АЭС мощностью 500 МВт будет эквивалентен ~ 1 км2 сетки для Аэро ГЭС. Не так много, учитывая, что блок АЭС находится на земле и занимает примерно такую же территорию (не считая еще ~100 км2 санитарной зоны вокруг АЭС). И эта земля потеряна навсегда. А нам нужно только место для турбины, остальная часть находится на высоте 5 км и может быть демонтирована в любой момент.

Таким образом, если провести экономическую аппроксимацию по экстенсивному фактору (т.е. в расчете на 1 м2 активной поверхности - $ 0.5 для двойного слоя полипропиленовой сети), то для больших Аэро ГЭС можно ожидать в соответствии с законом «квадрат – куб» следующие предельные величины для удельных капиталовложений:

  • для пессимистической оценки (по средним данным пассивных систем сбора тумана) ~ 2 Вт/м2 -> ~ 250 $/кВт

  • для оптимистической оценки (по максимальным данным активных систем сбора тумана) ~ 50 Вт/м2 -> ~ 10 $/кВт

  • для сверх оптимистической оценки (по физическому расчету для экваториальной зоны) ~ 500 Вт/м2 -> ~ 1 $/кВт

Для сравнения

  • самые дешевые в сегодняшней энергетике ТЭЦ с газовыми турбинами ~ 500-700 $/кВт при самых больших издержках ~ 5 центов за кВт-час,

  • обычные ТЭЦ  ~ 1500 $/кВт при издержках ~ 2.5 цента за кВт-час,

  • ГЭС ~ 1000-3000 $/кВт при издержках ~ 0.5 цента за кВт-час,

  • АЭС ~ 5000 $/кВт при издержках ~ 2.5 цента за кВт-час

Основные тренды связаны с переходом к возобновляемым источникам энергии. При этом выясняется, что по ресурсам достаточны только солнце и (возможно) ветер. Традиционная гидроэнергетика не имеет достаточного ресурса. Однако использование энергии облаков меняет эту оценку. Принципиально при этом: экономика. Все три способа преобразования (панели, ветер, облака) имеют тот же порядок по плотности энергии (~100 Вт/м2), но только для АэроГЭС всю эту энергию практически без потерь можно слить в одну точку (труба/турбина), сделав часть пропорциональную м2 несравненно дешевле, чем в других альтернативах. А это предполагает на 1-2 порядка меньшие удельные капиталовложения и низкие сроки окупаемости, которые позволят быстро перестроить энергетику и успешно пройти нефтяной и климатический коллапс в районе 2050 года.




Итого: Каждое среднее облако у вас над головой эквивалентно блоку АЭС, но куда дешевле и чище...

Аэро ГЭС может решить экологические и энергетические проблемы человечества. Примерный рынок: 1000 млрд. $. Если кто-то хочет начать производство, осчастливить человечество и заодно стать самым богатым человеком на Земле -- обращайтесь... :)))





(Патент RU 2500854 C1 от 17.04.12, Международная заявка PCT/RU2013/000070 и соответствующие заявки для Европы, США, Индии, Китая)

другие места обсуждения:
http://airhes.com
http://www.renewableenergyworld.com/rea/blog/post/2012/06/air-hes
http://www.linkedin.com: Global Solar, Hydro, PV & Wind Energy Consortium
http://www.linkedin.com: Hydroelectric Power
Test device 30.07.13
Presentation

http://habrahabr.ru/post/143099/
http://www.diforum.ru/index.php?showtopic=27185
http://www.membrana.ru/particle/18019
http://www.kiting.org.ua/forum/index.php/t/1655/
https://www.facebook.com/groups/fansofdirigibles/488928084477948
http://forum.israelinfo.ru/viewtopic.php?f=1&t=49408
http://ammo1.livejournal.com/389665.html
http://i-future.livejournal.com/673424.html
http://a-nikonov.livejournal.com/2403003.html
Проект Солярис

#cloudspower #airhes

Научный прототип, Селигер, 30.07.13

Test device, July 30, 2013




Это превосходно

Чего ни говори, а технология — великолепна.

А потом детям будут рассказывать на уроках истории, что когда-то человечеству для выживания была необходима нефть, они воевали за неё и почти никто даже не представлял себе, что можно жить как-то иначе.

Re: Это превосходно

Спасибо. Но подождем и критики...

(Deleted comment)
(Deleted comment)
(Deleted comment)
(Deleted comment)
Ну, без нефти не обойдёшься, это только мы считаем почему то нефть основным энергоносителем, на самом деле в первую очередь нефть сырьё для химической промышленности. Остальное бензин и мало-мало мазут. Так что ваша Аэро АЭС будет незамечена в мире традиционных энергоносителей и революции не произойдёт. Примеры похожих изобретений (может вам пригодится); Полностью автоматическое устройство ддя добычи воды в пустыне. Устроено так; столб, наверху ветрогенератор и аккумулятор, которые питают "водный конденсатор" (принципиально напоминает кондиционер, бытовой, только ориентированный на конденсацию воды), вода (более 1м3 в сутки) стекает в сосуд расположенный внизу, система полностью независима и долгое время может работать без участия человека. Освещение, тоже столб, полый внутри, в нём расположены лопасти вращающееся под действием тяги (как в трубе, в печах), зарядка на аккумулятор, днём зарядка. ночью освещение. Генерация электричества; укладываешь один конец трубы в реку, метров 50-500 и выше по течению, (чтобы получить приличную разницу в уровне воды)другим концом направляешь воду на лопатки генератора, получаешь электричество. Мощность зависит от уклона реки и диаметра трубы. Знаю умельца который протянул себе водовод живя в 3-х км от реки, а что такого, главное вода бежит и ничего для этого не надо. И таких изобретений просто невероятное количество. Скорее даже не изобретения, а смекалка народная. P. S. Тут народ собрался даже разность электропотенциалов снимать с земли и ионосферы, тоже кстати с помощью дирижаблей. Говорят миллионы вольт.

Полагаю, что Вы ошибаетесь. В вики сообщается, что для химических целей используется только 8% добытой нефти. Так что Аэро ГЭС сможет легко заменить и 92% нефти и почти весь газ и уголь, и возить/качать все это никуда не надо будет. Как только цена на электроэнергию упадет (за счет Аэро ГЭС) и автомобили перейдут на электро, водород или синтетическое топливо. Я, по-сути, просто согласен с Д.И.Менделеевым, что топить нефтью, это все равно, что топить ассигнациями... :)

Фантазия улыбнула.

Во-первых.
Если взять атмосферу, то на высоте 3 километра температура воздуха градусов на 10 с лишним меньше, чем над поверхностью.
Средняя высота образования снежных шапок в горах 2500 метров.
Хорошо, спустим еще ниже.
Но, весной, осенью, зимой у тебя все равно вся вода замерзнет в трубках и на парусе.

Во-вторых.
При скорости ветра хотя бы 20м/с давление на парус площадью 100м2 будет 5 тонн. Я как бы промолчу про те ветра, которые там реально дуют :)
Ладно, возьмем 5 тонн которые надо удержать тросом.
Посчитай сколько весит трос способный выдержать 5 тонн и высотой 2-3 километра?
Какое напряжение он должен выдерживать у аэростата?
Опять придется утолщать трос, опять он будет весить тяжелее.
или надо будет делать хитрый трос утолщающийся кверху.
Опять масса возрастает.
В итоге такими наращиваниями мы дойдем до веса в сотни, если не тысячи тонн.
И тут оп, а нам надо этот трос еще как то к аэростату прикрепить, чтобы его не оторвало. И сколько этот крепеж весить будет?
О нет, опять.
А аэростат будет болтаться от этого паруса туда сюда?
Надо двигатели для стабилизации, или может 3 троса тогда взять, чтобы он на месте висел?
Хорошо, закрепил.
А тут опять, вода в трубках все таки мерзнет.

Edited at 2012-05-01 02:09 pm (UTC)

Re: Фантазия улыбнула.

1. да, вода может замерзнуть (хотя есть и компенсирующий эффект, связанный с выделением большого количества тепловой энергии при конденсации/замерзании) -- нужно ставить эксперименты. В крайнем случае можно использовать такую ГЭС только в южных широтах -- все равно лучше, чем нефть сжигать...
2. это оптимизационная задача -- всегда можно сделать сетку пореже, чтобы уменьшить ветровые нагрузки, но снизить поток воды. В конце концов, материалы становятся все совершеннее... надо детально считать, но это не отменяет сам принцип.

Гениальное изобретение

Пользователь saotome_kun сослался на вашу запись «Гениальное изобретение» в контексте: [...] в прямом смысле. http://habrahabr.ru/post/143099/ http://bari-x-andrew.livejournal.com/5896.html [...]

Идея впечатляющая, про тросы и парусность уже спросили, но при массовом использовании сможет ли стать серьезной помехой для легкомоторной авиации?

на сколько я знаю, любая авиация летает только в предусмотренных коридорах -- машины же тоже только по дорогам ездят... :)

Дорогой Лев, ничего не понимаю в этом. Но восхищаюсь тобой! Наверное, это все очень мудро! Твоя Тигра

Я только удивляюсь, что АМ проигнорировал мои письма - я написал ему самому первому еще полтора месяца назад и затем копировал всю переписку с Женей, но так и не получил ни одного комментария...

До меня внезапно дошло и появился такой вопрос.
А причем тут нефть?
Она почти не используется для производства электроэнергии. Используются уголь, газ, ядерное топливо.
Нефть используется для обеспечения мобильных единиц: наземных, воздушных, морских, космических. Именно в них сжигается львиная доля пресловутой "нефтяной иглы".

Отчасти это так, но если бы был другой источник более дешевой энергии, и этой энергии было бы в избытке, то быстро и тут нашлась бы замена нефти - различные электро, водород, синтетическое топливо и т.п.

Обращаюсь

Банкноту с видом Хабаровска готов вложить уже сегодня в этот проект.
Пожалуйста, представьте свои планы - будете создавать какую-нибудь организацию для разработки рабочего прототипа и экспериментальной проверки этого изобретения?

Да, конечно буду, но пока просто собираю и анализирую всю критику и предложения (собственно, я и раскрыл идею для того, чтобы любой дееспособный инженер или предприниматель мог попробовать реализовать ее сам :) Потом соберу все предложения и выберу форму своего участия -- скорее всего это будет какой-то венчурный проект. Беда в том, что сам я лишен организационного дара... :)

детский расчёт и прожектёрство.
дьявол кроется в деталях, пока же проект и расчёты на уровне читателей юного техника.

>Шланг нужен внутренним диаметром всего 3 мм, скорость воды в нем 200 м/с

из чего шланг ? гидравлическое сопротивление считали ? на первый взгляд при таких диаметрах такая скорость возможна исключительно при сверх текучести.


Edited at 2012-05-07 06:20 pm (UTC)

3 мм это просто диаметр струи по уравнению неразрывности при данном расходе и скорости. Разумеется, реальный шланг может быть и 30 мм, если мы используем безнапорный или напорный водовод. В статье приводится ссылка на ресурс, где эти расчеты могут быть выполнены более корректно, но для оценки порядков достаточно и закона сохранения энергии и уравнения неразрывности.

Edited at 2012-05-15 09:25 am (UTC)

небольшое замечание по поводу скорости потока. Для того что бы терять не больше атмосферы на 100 метров трубы скорость потока должна не превышать 3-3.5 м/сек. В вашем примере для потока в 4м3/час понадобится труба диаметром в 20мм.
Вес воды в такой трубе будет превышать пол тонны. Сама труба (стойкая к 200бар) будет весить раз в 10 больше.
Стоимость такой трубы будет составлять несколько долларов за метр.
Разумеется имеются в виду стандартные гибкие трубы.
Неплохо бы учесть и это в ваших подсчетах.

Edited at 2012-05-11 03:44 pm (UTC)

Возможно я не вполне четко это прописал, но основной вариант - безнапорный водовод, по сути лоток, в которм вообще нет давления, т.е. потенциальная энергия перепада высот прямо переходит в кинетическую, разгоняя струю до 200 м/с (для 2 км). Поэтому труба может быть обычным пластиковым кембриком с диаметром чуть большим, чем максимальное сечение потока по уравнению неразрывности при данной скорости (несколько мм). Это аналогично водоводу свободно поточной ГЭС.

(Deleted comment)
(Deleted comment)
(Deleted comment)
давление есть всегда, оно и является движущей силой для течения воды, но дело не в этом. силы трения будут гмгантскими при такой скорости потока, давление которое должно быть создано намного превышает те имеющиеся 2 километра воды.
есть простое инженерно правило для выбора труб, для потока под давлением: стальные трубы до 3м/с, пластиковые до 2.5м/с. для течения под воздействием гравитации до 2м/с. подозреваю что для резиновой трубы эти значения будут еще меньше.
таким образом перевести потенциальную энергию в кинетическую можно будет только в самом низу путем резкого суждения канала(чем больше будет длина этого канала тем больше потери энергии)

Давление, как и вес, есть не всегда - при гравитационном падении в вакууме не было бы ни веса, ни давления. Возьмем предельный вариант - вообще нет трубы - струйный водопад. Очевидно, что скорость воды в нем будет гравитационно нарастать, а сечение по неразрывности уменьшаться. Если бы это была бы достаточно большая струя, то сопротивлением по боковой границе можно было бы пренебречь, и мы имели бы тот самый гравитационный разгон по закону сохранения энергии, котрый и использован для оценок в статье. Разумеется, в реальности мы имеем довольно сложную гидродинамическую задачу, так как очевидно, что сопротивление по границе от воздуха или трубы будет тормозить внешний слой. Однако, все равно очевидно, что чем больше будет размер такой ГЭС и мощнее поток, тем менее это будет влиять на основной поток. Но, конечно, нужен строгий расчет, согласен.

Андрей, Я прочитал мембрану и согласен с вашими опонентами то что, вы не хотите учитывать реальных проблем не делает вам честь, и заставляет усомниться в вашей инженерной квалификации. Не идите по пути Ливнёва.

Это Ваше право. Я полагаю, что инженерная квалификация заключается не в том, чтобы накликушествовать побольше, ссылаясь на "реальные проблемы", а в том, чтобы уметь находить решения...

Например, я принципиально знаю, что по физике я могу получить запасенную энергию воды, спуская ее с 2 км. Я понимаю, что это непростая задача и предлагаю несколько решений:
1. стандартный - труба 30 мм под давлением до 200 атм внизу - нужен кевлар, дорого + вес
2. безнапорная труба - дешево, но большие потери по скорости
3. канатная дорога - заменяет и трубу, и турбину, но конструктивно сложно, и средне по цене

Любой из этих вариантов принципиально реализуемый, но оценивается неоднозначно. Например, безнапорная труба была бы идеальным вариантом, но, Вы удивитесь, нет даже методик расчета таких течений (например, водопадов). Поэтому я обсуждаю это не с Вашими самодовольными "инженерами высокой квалификации", а с единственным в России профессором из Ярославля, который занимается такими задачами и дает мне советы, как стабилизировать струю, чтобы разогнать ее до очень больших скоростей... Просто мой уровень квалификации позволяет мне решать такого рода задачи на уровне науки, а не Вашей инженерии (где решаются только уже решенные задачи :)

Edited at 2012-05-25 09:30 am (UTC)

В горных районах снимаются многие инженерные проблемы, там наверное и нужно начинать строить прототипы.
Не нужно "подвешивать" трубу. Меньшие препятствия для авиа-сообщения. Проще обслуживание и т.п.

Edited at 2012-06-08 08:48 pm (UTC)

Вы безусловно правы, что прототип можно построить в горах, но, собственно, такие прототипы де-факто уже есть - это и упомянутая швейцарская ГЭС (поверхность этой горы и играет роль огромной сетки) и системы сбора тумана в Чили и других местах.
Тут же основная идея - СОЗДАВАТЬ такие ГЭС в любом НУЖНОМ нам месте, а это требует подвески на аэростате, что и вызывает основные возражения критиков, как с точки зрения техники, так и с точки зрения экономики.

примерный бизнес план

Кому интересно, вот примерный бизнес план, который меня попросила представить одна известная швейцарская венчурная фирма:

---------------------------------------------------------------------------------------------------------
1 квартал:
1.1. российский патент - экспертиза по существу (полгода - год)
1.2. консультации с крупными теплофизиками - у меня есть несколько знакомых профессоров в России и Германии

начало венчурного финансирования
если да - 1.3. лабораторные эксперименты - например, в лабораториях Политеха - студенты/аспиранты
если да - 1.4. простейшие натурные эксперименты: параплан 10х10 м (на 1 чел.), получение нужного объема конденсата
если да - 1.5. PR + WEB

если да - 2 квартал:
2.1. теоретические расчеты конструкции, водовода, турбины, аэростата для реальной установки (на 10 чел.)
2.2. лабораторные проверки и оптимизация + заказ оборудования
2.3. натурные испытания - установка на 10 чел., 2-5 кВт
2.4. полный PR + WEB
конец венчурного финансирования

выпуск акций
если да - 3 квартал:
3.1. международная заявка, маркетинг, заявки на национальные патенты
3.2. зимние натурные испытания, установление ограничений по температуре
3.3. разработка линейки серийных установок/модулей:
- портативная (параплан, 1 чел., 200-500 Вт),
- портативная (аэростат, 10 чел., 2-5 кВт),
- мобильная (аэростат, 100 чел., 20-50 кВт),
- стационарная (аэростат, 10000 чел., 2-5 МВт)
3.4. испытание опытных образцов (до 100 чел.)

4 квартал:
4.1. размещение заказов, запуск производства (до 100 чел.), запуск продаж (до 100 чел.)
4.2. получение заказов на стационарные модули, производство опытных модулей, испытания
4.3. запуск продаж всей линейки
возврат венчурного финансирования
начало выплат по акциям
---------------------------------------------------------------------------------------------------------

Реально, на создание первичного прототипа достаточно ~$10k на материалы (см. 1 квартал) и лишь полный (годовой) бизнес-план потребует существенно больше ~$1M.
Выигрыш же в случае успеха составит сотни миллиардов долларов!!!

Мне кажется, что это изобретение особенно важно для южных стран, где обширные территории испытывают нехватку воды и энергии.
Обидно будет, если опять наши идеи уйдут за границу, а мы упустим свой собственный шанс.
Согласитесь, такая удача редко когда приходит в руки...


Edited at 2013-04-24 02:38 pm (UTC)

Аэро ГЭС как термодинамическая машина

Круговорот воды в природе (который и использует Аэро ГЭС) с точки зрения технической термодинамики работает по классическому циклу Ренкина (http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A6%D0%B8%D0%BA%D0%BB_%D0%A0%D0%B5%D0%BD%D0%BA%D0%B8%D0%BD%D0%B0), где 4-5-6 — нагрев и испарение воды Солнцем, 6-1 — перегрев горячим воздухом у земли, 1-2 — адиабатическое расширение (т.е. подъем сухого пара с пересечением линии конденсации (бинодали на T-S графике) и превращение его во влажный), 2-3 — конденсация, 3-4 — дождь либо срабатывание перепада в Аэро ГЭС. Цикл справедлив для той части пара, которую удалось отсепарировать сетями Аэро ГЭС, так же как аналогичный цикл на АЭС справедлив только для пара, отсепарированного в барабан-сепараторе.

Легко подсчитать, что для средних температур Земли это соответствует перепаду от +15 до -15 градусов С, т.е. подъему воды от поверхности Земли до примерно 5 км (средней высоте конденсации), что дает нам термодинамический кпд порядка 10%. Учитывая, что на испарение воды идет примерно четверть солнечной энергии, мы окончательно получаем, что Аэро ГЭС могут максимально дать до 2.5% от всей солнечной энергии. Тем не менее это все равно на 2 порядка больше, чем все потребности человечества!

?

Log in

No account? Create an account