Home
fruchtzwerg - Океан вотки
September 18th, 2007
06:57 pm
[User Picture]

[Link]

Previous Entry Add to Memories Tell a Friend Next Entry
Океан вотки
Видел интересную презентацию. Если где-то на широте Германии засеять поле рапсом, собрать его и наварить биодизеля, среднестатическая машина проедет на этом топливе N километров. Если тот же самый гектар облепить фотоэлементами, то машине с электромотором эквивалентной мощности, выработанной за год энергии хватит, чтобы проехать в 150 раз больше! Для тех, кому это еще не очевидно, транспортное топливо будущего - обыкновенное электричество. Двигатель внутреннего сгорания must die, а уж про водородные топливные ячейки я вообще молчу. Уйма полезных побочных эффектов налицо. Например, можно будет избавится от уймы лишних деталей в машине, типа от коробки передач, валов и осей. Если добавить еще и магнитную подвеску, получаем из машины практически solid state device. А вот вам еще два слова - instant torque!

Wired пишет, что некий изобретатель придумал цианобактерию (зеленая дрянь в "зацветших" водоемах), которая в качестве побочного продукта своей жизнедеятельности производит этанол. Этанол из воздуха (углекислого газа) в результате тупого фотосинтеза. это вам будет почище любой табуретовки (err целлулозного этанола :) Еще интересный проект:

http://en.wikipedia.org/wiki/Iron_fertilization

По ходу дела, у проблемы "лишнего" углекислого газа в атмосфере есть простое инженерное решение - слить в мировой океан некоторое количество танкеров мелко нарезанного сульфита железа. Выясняется, что самым главным сдерживающим фактором в росте фитопланктона (aka blue-green algae, он же цианобактерии) является недостаток железа. Надо убрать лишний углекислый газ - подкармливаем планктон железом. Кстати, "легкими планеты" является никакой там не rainforest, a как раз мировой океан, за счет этих самых фотосинтезирующих одноклеточных. Только надо ли убирать "лишний" углекислый газ? Растениям-то нравиццо, и производительность сельского хозяйства очень сильно возросла по сравнению со скажем прошлым веком именно благодаря ему! Если все-таки углекислого газа надо поменьше, то можно для начала просто вырубить все леса и посадить новые - молодые деревья куда эффективнее старых в carbon sequestration :)

Теперь моя собственная модификация планктонной теории. Пиздим у изобретателя букашку (стопудово генно-инжeнированную) и отпускаем на волю, в пампасы. Кормим железом. Постепенно (пока дельфины привыкают :) повышаем концентрацию этанола в мировом океане :) Ну океана вотки пожалую не получится, потому как даже "турбо" дрожжи дохнут при концентрации этанола в процентов 16, но океан слабенького соджу - вполне :)

Кстати, о движках внутреннего сгорания. Один знакомый изобретатель подкинул интересную идею. Почему бы ДВС не делать полностью из чугуна и вообще не охлаждать? Действительно, эффективность любой тепловой машины по Карно зависит, в первую очередь, от разности температур. Охлаждение - потеря эффективности. Скажем Bugatti Veyron очень эффективно охлаждает 3000 лошадей до 1000 (Top Gear). Такой мотор будет раскалятся докрасна, но будет продолжать работать. Чугун расширяется и сжимается в соотвествии с температурным режимом очень равномерно. Со сталью или алюминием такой номер не пройдет. Аллюминий просто расплавится, а сталь перейдет из мартенситной фазы в аустенитную. (Что и произошло с моим старым Volvo, когда вытекла вся жидкость из охладительного контура :) Кроме того, такой мотор будет еще и очень живучим. Основная причина окончательного износа современного ДВС - потеря герметичности между кольцами цилиндров (которые так и так делают из чугуна) и прочими частями, сделанными из хитрых сплавов. Хитрые сплавы специально подобраны так, чтобы при нагреве расширятся синхронно с чугуном колец, но на все сто этого сделать явно не удается...

Tags: ,

(Leave a comment)

Comments
 
[User Picture]
From:[info]shvarz
Date:September 18th, 2007 05:34 pm (UTC)
(Link)
А если на этом поле поставить ядерную электростанцию? Сколько тогда машина проедет на выработаном за год электричестве?
[User Picture]
From:[info]muchandr
Date:September 18th, 2007 05:58 pm (UTC)
(Link)
Очень далеко :) Всех-всех имеющихся на свете фотовольтанических мощностей еле-еле хватает на замену примерно 6 энергоблоков размером с Чернобольский. Я ничего не имею против нюков, но такое сравнение некорректно, потому что нюк не может взять и поставить кто-попало на первый попавшийся гектар. А оперировать фотовольтаническую исталляцию реально может любой дурак практически где попало, в частности в целях электрификации своего собственного дома/автомобиля. Коректно сравнение с другими децентральными источниками энергии.

Кстати, имеет смысл ставить хоть угольную электростанцию, хоть мазутную, хоть газовую турбину. Огромные стационарные моторы и КПД имеют гораздо выше, и жгут чище, чем автомобильные моторы, даже если топливо тоже самое. Во-первых, у них нету таких жестких ограничений по весу, во-вторых, им ни к чему эластичность - можно все время шпарить со всей дури, с максимальной эффективностью. Кстати, гибриды станут реально осмысленными в сочетании с чем-то вроде турбины, которая даже в портативном варианте куда эффективнее цилиндрового ДВС, но умеет только крутиться со всей дури.
From:(Anonymous)
Date:November 19th, 2007 03:09 pm (UTC)
(Link)
ОФФ. Можно с Вами связаться на фотовольтаическую тему? Есть деловой вопрос. Если интересно, отзовитесь плз на аску 348782676 или wandleratlas.cz

Wandler, Прага
From:(Anonymous)
Date:November 19th, 2007 03:47 pm (UTC)
(Link)
wandler-hund-atlas-punkt-cz
[User Picture]
From:[info]ullr
Date:September 18th, 2007 06:47 pm (UTC)
(Link)
>Например, можно будет избавится от уймы лишних деталей в машине, типа от коробки передач, валов и осей
Можно даже от рулевого избавится, если в каждом колесе по мотору и покрышек не жалко.
Но проблема-то в батарейках. Вот появятся серьезные super-caps или li-ion подешевеют... Прямо хоть акции прикупить соответствующих.

Тоже и про солнечные батареи: если бы они подешевели на порядок, то практиески мгновенно появились бы на каждой крыше. Мне еще нравится, что такая распределенная система значительно устойчивее к природным и антропогенным катаклизмам.
[User Picture]
From:[info]muchandr
Date:September 18th, 2007 07:13 pm (UTC)
(Link)
Именно! Единственная проблема - стоимость батареек. Li-Ion дешевеет, так что тут происходит piggy-back на бытовой электронике. К сожалению, не экспоненциально. Вообще, для автомобилей лаптоповская ячейка 18650 - совершенно неправильный form-factor. Наверняка можно будет здорово сьэкономить, если замутить building block покрупнее. Super caps для автомотивных аппликаций по-моему черезчур опасно. Что будет, если его расплющат при аварии? Вот еще перспективная разработка:

http://en.wikipedia.org/wiki/Zebra_battery

Солнечные батарейки дешевеют пиздец как. Считается, что дешевеют примерно на 20% с каждым удвоением камулятивной инсталлированной мощности, а инсталлированные мощности сейчас растут по экспоненте куда круче закона Мура. Thin-film ячейки на вид - просто затемненное оконное стекло (каковым они в основном и являютя), так что бери выше. Не НА КАЖДУЮ КРЫШУ, а собственно КАЖДАЯ КРЫША, т.е. везде, где застеклено. Окна, заграждения от шума на автотрассах, весь Аравийский полуостров (на открытом солнце там ничего не растет)

Надо смотреть не на стоимость инсталляции, а скорее на стоимость одного произведенного ватта. Реально везде батарейки будут, когда будет достигнут паритет с сетью. Кстати в Калифорнии, Японии и на юге Италии фотовольтанический ток с крупных "полян" уже достиг паритета с "пиковой" генерацией в разгаре лета. (Peak это как правило газовые турбины, base - уголь, гидро и нюки) Это типа полезный side-эффект фотовольтаники - фотовольтанического тока больше всего и он соответственно самый дешевый в самый разгар рабочего дня. Другие источники электроэнергии ведут себя с точностью до наоборот.

Еще один фактор, который подгоняет спрос - feed-in tariffs. За фотовольтанический ток, сданный в сеть, платят больше всего. Форма субсидии такая. Раньше это было только в Германии (под 60 центов за киловатт, при том что угольной станции платят типа 3 цента) Сейчас аналогичные схемы ввели в Испании, Италии, Греции, Южной Корее и еще хрен знает где. Когда себистоимость достигнет центов 15 за киловатт (сейчас в реально солнечных местах порядка 18), то ООН/World Bank начнут массированно электрофицировать Африку при помощи фотовольтаники.
[User Picture]
From:[info]sobaker
Date:September 18th, 2007 09:27 pm (UTC)
(Link)
Да, но сколько стоит производство подобных фотоэлементов? они же не берутся из ниоткуда?
From:[info]9000
Date:September 19th, 2007 06:45 am (UTC)
(Link)
+1

Сейчас вроде проблема в том, что, ежели вычесть из выработанной солнечным элементом энергии ту энергию, что пошла на его изготовление, автомобилю будет не на чем ехать.
[User Picture]
From:[info]muchandr
Date:September 19th, 2007 08:53 am (UTC)
(Link)
Каких, тонкослоек? (thin-film) Ну они радикально дешевле, чем bulk silicon. В первом случае это просто стекло, на который чего-то микронным слоем напылено, а во втором нужен настоящий полупроводниковый фаб с вафлями, литографией и жуткой химией.

Сколько стоит производство у контор, которые настолько продвинуты, что сами делают оборудование, не знает толком никто. В случае самой расхожей технологии, если ты хочешь напылить аморфный силикон, то можно купить оборудование под ключ. Есть аж 3 производителя. Якобы с ним можно попасть в один доллар/евро за произведенный "пиковый ват". У нас в Австрии пока один новый производитель тонкослоек, у них получается 1.20 пока. Я сейчас как раз участвую в еще одном проекте, надеюсь у нас будет рупь, в первую очередь за счет замены швейцарского оборудования на венгерское.

Основные расходы - оплата труда (процесс трудоемок), стекло, амортизаций оборудовани, газы (для аморфного силикона в осноном силан), в таком порядке.
[User Picture]
From:[info]ullr
Date:September 18th, 2007 10:30 pm (UTC)
(Link)
> Что будет, если его расплющат при аварии?
Будет ба-альшой бум. Как у Карлсона: "Она взорвалась!". Но с другой стороны, бензин тоже может загореться и/или взорваться.

А эта ЗЕБРА - страшная штука, 250 Цельсия, 2-3 дня на разогрев. На мотоцикл не поставишь. Но интересно.

Дешевеют-то солнечные батареи дешевеют, но вот сейчас в Калифорнии, со всеми местными субсидиями, инсталляция окупается в течении вроде бы 20 лет, а средняя продолжительность владения домом около 7 лет. Поэтому ставят далеко не все. Еще вот лет пять и тогда начнется. А на счет того, что крыша сама состояла из панелей, то это да, вовсю, если местное самоуправление разрешает (что не всегда) - вот есть такая - как-это-по-русски - черепица дранка(?) http://www.solar-components.com/pvshingl.htm
Но это все дороже обычных панелей раза в два на ватт.

>За фотовольтанический ток, сданный в сеть, платят больше всего. Форма субсидии такая.
Ну это как раз отменят сразу, как только фотоволтаикс станут мейнстримом
[User Picture]
From:[info]muchandr
Date:September 19th, 2007 11:45 am (UTC)
(Link)
Был эпизод Myth Busters, где они пытались поджечь бензобак, стреляя в него. Получилось в итоге, но очень очень несразу, не по-голливудски.

Так что, бритишковые грузовички с Зеброй шоли постоянно держат "под паром"?

Я с мелкорозничной ситуацией знаком плохо. Большие поляны в юрисдикциях с особенными тарифами окупаются стремительно, поэтому сейчас наблюдается резкая нехватка батареек. Если у тебя скажем проект на несколько десятков мегаватт, то ты на него ячеек просто не найдешь - все распродано на много лет вперед.

Черепицы аналогичные делает много кто, но UniSolar особенные конечно макаки. Это же ECD, они придумали thin-film технологию. У них самая легкая ячейка и вакуумной депозицией они не пользуются, а вместо этого печатают на гигантском типа инк-джете. Жалко, оборудование не продают, сцуки.

[User Picture]
From:[info]muchandr
Date:November 11th, 2007 03:48 pm (UTC)
(Link)
From:[info]9000
Date:September 19th, 2007 06:53 am (UTC)
(Link)
Боюсь, чисто электрические батарейки ещё долго будут слишком дороги и, что хуже, тяжелы (мала ёмкость на килограмм). Потому топливные элементы на спирту -- это вариант на некоторое время, может, и длительное.

Жаль, правда, что самые эффективные -- на водороде, но водород крайне неудобно хранить. А ежели цеплять к нему хвосты, то они бесполезно занимают массу, потому что, afaik, в топливном элементе отрабатывает только один атом водорода на молекулу спирта :( Поэтому, кстати, этанол намного энергетически менее интересен, чем метанол, но метанол, сволочь, ядовитый.

Насчёт же автомобиля с движком всегда на полных оборотаз и чисто электрическим приводом в каждом колесе -- это да, схема отработана карьерными самосвалами и показала себя успешной :) Сейчас перекочёвывает в легковые гибриды. Аккумулятор при такой схеме нужен куда более скромный, так, для буферизации.

Турбину на автомобиль поставить было бы круто, но нельзя по соображениям шума :( А если прикрутить к ней глушитель до приемлемого уровня, то мощность падает до неприемлемого. Совсем же развязать турбину акустически с окружающей средой не получается, потому что надо куда-то девать выхлоп %) Вот в танки турбины ставят :)
[User Picture]
From:[info]muchandr
Date:September 19th, 2007 11:26 am (UTC)
(Link)
Топливные ячейки не покатят еще по одной причине - где ты возьмешь столько металлов платиновой группы? Уже сегодня более половины мировой платины/палладия идут на автомобильные каталитические конвертеры.
[User Picture]
From:[info]muchandr
Date:December 15th, 2007 06:14 pm (UTC)
(Link)
Вот еще интересная вариация на тему Li-Ion, позиционируется для автомотивных аппликаций:

http://www.altairnano.com/markets_energy_systems.html

Прикол в сверхбыстрой перезарядке. А вот:


http://www.a123systems.com/

чуваки якобы решили проблему взрывоопасности.
From:[info]9000
Date:September 19th, 2007 06:57 am (UTC)
(Link)
Этанол из света -- это круто :) Интересно, правда, узнать КПД.

Забава в том, что хлорофилл как раз и обеспечивает перенос электрона под действием света, как положено классическому фотоэлементу. Но внутри зелёных растений это расходуется на химию. Вот бы запрячь на прямую выработку электричества-то: поди, хлорофилл куда дешевле высокочистого кремния, потому что можно просто выращивать его на соседнем поле :)
[User Picture]
From:[info]muchandr
Date:September 19th, 2007 11:23 am (UTC)
(Link)
А КПД не похую? Что мешает компенсировать количеством?
From:[info]9000
Date:September 19th, 2007 11:30 am (UTC)
(Link)
Ничто не мешает, но узнать интересно всё равно :)
From:[info]9000
Date:September 19th, 2007 10:18 am (UTC)
(Link)
Кстати, есть ведь ещё одна удачная реакция в природе, а именно окисление сахаров. Достаточно глубокое и энергетически выгодное, с переносом вроде как кучи электронов. И низкотемпературное, в присутствии правильных катализаторов (aka ферментов).

Японцы сделали на этом топливный элемент, который окисляет глюкозу крови :) Для всяких медицинских имплантов, натурально. Но можно же, чего доброго, и автомобиль попробовать запитать. Жидкости много не надо, только операционный объём, сухая глюкоза довольно энергоёмка, зато не пожароопасна. Нужен будет, правда, аналог почек, жидкость рециклить :)
[User Picture]
From:[info]muchandr
Date:September 19th, 2007 11:22 am (UTC)
(Link)
Зачем сахара? Есть топливные ячейки на всяких отбросах.

Эта реакция имеет КПД типа 58%, как и наши топливные ячейки. Ничего более эффективного уже не будет, говорят.
From:[info]9000
Date:September 19th, 2007 11:31 am (UTC)
(Link)
Каких именно отбросах?
Всякий жмых -- это тоже полисахариды, например.
[User Picture]
From:[info]faceted_jacinth
Date:September 19th, 2007 08:12 pm (UTC)
(Link)
1) ДВС не является тепловой машиной. Тут, в принципе, можно было бы поставить точку, но я ещё напишу всякого.
2) В частности поэтому для обычного бензинового движка и истинного дизеля повышение температуры цилиндров понижает эффективность вплоть до нуля. Что такое октановое число Вы, видимо, не знаете, но это именно оно влияет. Хотя инжекторному псевдодизелю должно быть пофиг, если бы не то, что
3) Там ваще-то ещё довольно много деталей есть, свечи, инжекторы. И они таки сдохнут срочно!
4) Поршни не делают из чугуна потому что чугун сцуко хрупкий.

5) Но ваще это всё фигня, конечно. И Вы действительно хорошую идею предложили, только почему-то не решились пойти до конца и предложить делать движки из гранита, например. Или асбеста. Круто же!
From:(Anonymous)
Date:September 19th, 2007 08:28 pm (UTC)
(Link)
1. ДВС таки тепловой машиной является, потоку-поскоку. Тепловая машина Карно - абстрактная модель и как таковая естественно сильно упрощена. Предложите мне более точную формальную модель?

2. Au contraire, что такое октановое число я прекрасно понимаю. Детонационные свойства прямой зависимости от температуры не имеют. Это эффект ударной волны. Звук, если хотите.

3. Мне эти проблемы кажутся решаемыми инженерными вопросами.

4. Эта проблема тоже в некоторой степени решаема. А почему цилиндрам нельзя быть несколько хрупкими кстати?

5. Это не моя идея, а одного изобретателя. У него даже есть некий прототип, который я все никак не доберусь посмотреть.
[User Picture]
From:[info]faceted_jacinth
Date:September 19th, 2007 08:55 pm (UTC)
(Link)
1) В тепловой машине рабочий газ нагревается нагревателем. Разница между температурой нагревателя и температурой охладителя (или забортного рабочего газа для машины с незамкнутым контуром) определяет эффективность.

В ДВС рабочий газ нагревается сам, вследствие химической реакции. Более того, в результате разложения С(n)H(n*2 + 2) углеводорода образуется n молекул CO2 и n+1 молекула газообразного H2O, что сразу повышает количество молей вещества (и, соответственно, давление) в 2n + 1 раз. Нельзя сказать, что температура цилиндра на это всё никак не влияет, однако она во-первых точно не влияет так, как в тепловой машине, а во-вторых способствует нагреванию газа ещё на этапе сжатия, то есть уменьшает эффективность. Модель тепловой машины для ДВС неприменима вообще никак. Более точная -- ну не знаю, сами ищите, я как-то не интересовался.

2) Мы точно об одном и том же говорим? Чем выше температура, тем выше вероятность спонтанного самовозгорания смеси при данном давлении. То есть тем ниже эффективное октановое число. Если у Вас температура цилиндров -- тыща градусов цельсия, то бензин любой марки будет загораться немедленно при попадании в цилиндр, независимо от давления. Это как бы плохо. Это как бы значит, что классический бензиновый движок (без впрыска) работать не будет вообще.

3) Ну да, решаемы. При помощи стали, имеющей коэффициент теплового расширения такой же, как у чугуна. Кстати, Вы в курсе же, чем, собственно, сталь от чугуна отличается химически?

4) Цилиндры толстые и имеют специальную форму.
[User Picture]
From:[info]danila85
Date:November 7th, 2008 11:33 pm (UTC)

Про ДВС

(Link)
Всяческих идей много, но где хоть одно реальное улучшение/изобретение?
Аппеляция к циклу Карно стандартна, и на основе этой чистой теории можно построить несколько десятков совершенно бредовых выводов, что неоднократно уже было проделано. Только они имеют слишком мало отношения реальности :)
Powered by LiveJournal.com