Картинка для привлечения внимания, а так я давно хотел разложить по полочкам альтернативную энергетику, и вот, наконец, пришло оно — вдохновение ))
Рассмотрим на примере солнечной энергии и солнечных батарей.
Ищем данные по энергозатратам на производство солнечных панелей — www.ce.cmu.edu/~gdrg/read…ams_EnergyChemicalUse.pdf статью грохнули с сайта, я перезалил к себе на яндекс-диск — yadi.sk/i/yY0xvgok3VruU4
Согласно этим данным они составляют 1,4 кВт*ч/см2. Данная величина является фундаментальной и связана с термодинамикой, прорыва в этой области в ближайшем будущем не предвидится. Усилия инженеров и ученых в области солнечных батарей направлены на снижение стоимости техпроцесса и повышение КПД батареи. Стоимость нас вообще не волнует, а КПД повышаться бесконечно тоже не может, максимум он может быть равен 100% ))
Берем какую-нибудь распространенную солнечную батарею — www.helios-house.ru/solnechnye-batarei/
Первая попавшаяся солнечная батарея мощностью 200 Вт (об этом чуть позже) имеет размер 168 х 80,8 см, что дает нам площадь 13574,4 см2.
Умножаем площадь на энергозатраты — получаем, что на затраты на производство данной панели составляют 19 МВт*ч
Разбираемся с мощностью. Производители тут безбожно врут, обратимся к достоверным научным данным )) Известно, что средняя удельная мощность солнечного излучения на земной поверхности составляет 200 Вт/м2. Реальный КПД солнечных батарей — от 9 до 24%. Дадим нашей панели фору — максимальный КПД! В итоге реальная средняя мощность панели составит 65 Вт вместо заявленных производителем 200 Вт в идеальных лабораторных условиях (они считают, наверное, что солнце светит круглые сутки и везде как в Сахаре).
Далее считаем производство энергии за год — 65 * 24 * 365 = 0,57 МВт*ч
Старение солнечных батарей составляет 1,5% в год
Простой расчет показывает, что данная панель выработает 19 МВт*ч, затраченные на свое производство, за 46 лет.
Срок службы солнечной батареи составляет порядка 10-20 лет. Оптимистичные статьи рассказывают про 30 лет.
Теперь вспоминаем, что самой панели недостаточно — к ней нужен как минимум контроллер заряда, инвертер и аккумулятор. Все это имеет меньший срок службы и на их производство тоже была затрачена энергия.
Т.е. получается, что за весь свой срок службы солнечная батарея не выработает и половины энергии, затраченной на ее производство. А ведь кроме производства новых батарей нужна еще и "полезная" энергия — батарея ведь должна давать электричество, которое можно потратить еще на что-нибудь кроме производства самой батареи.
Такая же картина и с модными ветряками, и с приливными электростанциями, и с другой альтернативной мурой, которой зеленые ездят всем нам по ушам просто для того, чтобы рубить бабосики ))
Вот и остается нам старая добрая традиционная атомная энергетика, гидроэнергетика и ТЭЦ на угле, мазуте или газу.
Вопросы, замечания, комментарии и т.д. приветствуются )
Комментарии 38
Согласен с автором во многом и в общем. На юге жили у мужичка полкрыши в панелях ну и контроллеры инверторы батареи, не помню сколько но уже довольно давно 5-10 лет работает. Вывод он озвучил сам: захотелось загорелось сделал! Но экономически не окупится! Имеет автономность при отключениях сети и все это работает автоматически и бесшумно. Ранее пользовал генератор, но это шум и запах как минимум.
С одной стороны всё верно.
Пусть так. Энергии на производство панелей уходит больше, чем они вырабатывают.
А можно посмотреть на это под другим углом. Сколько в мире производится бесполезных, одноразовых, некачественных вещей и упаковки "гениальными" маркетологами. И всё это в трубу. Плюс сколько мусора это создаёт. По мне так уж пусть лучше солнечные панели и ветрогенераторы для частного использования, чем все эти ненужные товары для жертв маркетологов.
Энергии на производство панели уходит в 30 раз меньше, чем она произведёт.
Стоит батарея на 200 вт предположим, 5т. Р
Вот и считайте-1м2 обходится 1500квтч
Вырабатывает их за 15т. Час
Но, это в условиях, когда рядом розетка)
А, если в поле, у реки
Как на Алтае
Там пара батарей обеспечивает розетки в 4-6 домиках
Приносящих 2т. Р за ночь(ну, сутки)
Аккумуляторы, 220/380 недоступны
Или, в качестве резервной зарядки аккумулятора(в системе гарантированного питания)
нашел апдейт к данным по энергозатратам на производство вафли
на 2010
www.researchgate.net/publ…ring_energy_for_a_product
p. 4, 2.4. Semiconductors
Moreover, there is also a significant difference between
energy intensity in the wafer fabrication of a 200mm and a
300mm wafer. For instance, a recent study by Krishnan et al
[17] reported an LCI with a 300mm functional unit (with
findings on device fabrication: process and infrastructure =
7100 MJ/wafer), which translates to 1.07kwh/cm2; compared
to a 200mm wafer that falls within a the range of 1.4 —
1.59kwh.
Может я чего не понимаю, но логика подсказывает что тут все не клеется.
Если на производство данной панели необходимо 19МВт энергии, а ее рыночная цена ныне 36 евро за МВт, выходит что цена энергии затраченной на ее производство 684 евро или 47 000 рублей. А на данном сайте ее цена 11 200. пускай даже завод имеет мега скидки и доступ к более дешевой энергии и тогда это будет 20 000, ну пускай даже 10 000.
Что как бы наталкивает на мысль что либо продавец дебил или меценат и покупает панели тясячь по 70 (ведь доставка, сборка, навар производителя там тоже есть) и продает их за копейки, либо что то тут не то.
Это раз.
Во вторых стоит принять во внимание и другие факторы, например имея хутор или поселок на 3-5 домов, на удалении в несколько километров от электро магистралей, не знаю конечно как у вас(хотя думаю разница не большая) но у нас провести к нему электо линию обойдется в сотни тысячь евро. И вот в таких вот случаях поставить солнечные панели или ветрогенератор или и то и другое, будет экономически более выгодно, тк мегават энергии на заводе по производству панелей и мегават энергии в том поселке, обойдутся в совсем разные суммы.
Гидроэнергетику, трамваи, троллейбусы и электрички изобрели очень давно. Ничего принципиально нового нет и ближайшее время не предвидится.
Проблема гидроэнергетики в ее реализации. Она может быть очень экологичной, но это стОит больших инженерных усилий и бабла.
Солнечные панели пока еще не вышли на самоокупаемость. Это произойдет если энергозатраты при производстве панелей упадут хотя бы на порядок, а цена энергии вырастет в разы. Второе выглядит очень нерадужно, поэтому ну его, такое будущее.
Электромобили загрязняют планету больше, чем любой авто времен второй мировой. Почему то никто не учитывает выбросы при производстве и утилизации аккумуляторов.
Светодиоды. Казалось бы, вот оно. Ан нет. Основные затраты электроэнергии — производство и транспорт. Светодиоды не способны существенно уменьшить расход электричества. В масштабах страны это менее десятой доли процента.
Самая зеленая на данный момент технология — биодизель. Выращиваешь рапс, гонишь масло, заливаешь его в двигатель чтобы снова вырастить рапс, а излишки продаешь. Рентабелен если нефть дороже 150 баксов за баррель. Как то так.
Автор, извини, но не удержался. Наболело.
В Европе рапсовое масло 0,80, оптом 0,6-0,7 евро за литр.
вот где весь пластик. это из-за того что бумага должна быть из травы, а не из деревьев, вместо пластика должна быть древесина и металл.
Аудиоколонки к любому комьютеру сгодились бы и от радио 1950г и т.п.
www.priroda.su/item/890
По металлу должна скользить втулка из меди или бронзы, смазывать можно неясно чем, но смесь растительных масел можно создать какую-то.
И т.д. и т.п.
В комментариях старайтесь только дополнять друг друга, иначе в ответ на гламурное чтиво нормальных текстов не возникнет.
А еще надо "ухаживать" за ними.
С другой стороны, у человека дача без электричества — он поставил батарею с автомобильным аккумом — для светодиодного освещения, ноутбука и даже музыки на выходные ему хватает. За неделю заряжается.
200Вт в среднем — это с учетом ночи, зимы* и кривизны поверхности Земли.
Если брать поверхность, обращенную Солнцу, то Солнце выдает примерно 1кВт/мкв
Понятно, что чтобы весь световой день получать этот максимум — батарея должна "отслеживать" Солнце.
Но тем не менее, при КПД 20% это как раз и дает те самые 200Вт/мкв :-)
Ведь никто же не будет устанавливать солнечную батарею параллельно поверхности Земли?
Т.е. выхлоп в среднем получится раза в 2-3 раза выше.
(200Вт * 10 часов = 2кВт*ч/день, в аккуме 100Ач чуть больше 1кВт/ч).
Вот этот самый наклон батареи и позволит выйти на самоокупаемость …
Но это при полностью солнечном дне.
А с учетом того, что у нас только 30% солнца, то окупаемости тоже "не видать".
Но всё равно, за расчеты — огромное спасибо.
Всё жду-не дождусь, когда появятся пленочные солнечные батареи — ими можно обтянуть все паразитные поверхности.
Это не та "окупаемость". Кроме выработки энергии, достаточной для производства такой же батареи, она еще и полезную энергию должна дать.
Bobby-ii
А еще надо "ухаживать" за ними.
С другой стороны, у человека дача без электричества — он поставил батарею с автомобильным аккумом — для светодиодного освещения, ноутбука и даже музыки на выходные ему хватает. За неделю заряжается.
200Вт в среднем — это с учетом ночи, зимы* и кривизны поверхности Земли.
Если брать поверхность, обращенную Солнцу, то Солнце выдает примерно 1кВт/мкв
Понятно, что чтобы весь световой день получать этот максимум — батарея должна "отслеживать" Солнце.
Но тем не менее, при КПД 20% это как раз и дает те самые 200Вт/мкв :-)
Ведь никто же не будет устанавливать солнечную батарею параллельно поверхности Земли?
Т.е. выхлоп в среднем получится раза в 2-3 раза выше.
(200Вт * 10 часов = 2кВт*ч/день, в аккуме 100Ач чуть больше 1кВт/ч).
Вот этот самый наклон батареи и позволит выйти на самоокупаемость …
Но это при полностью солнечном дне.
А с учетом того, что у нас только 30% солнца, то окупаемости тоже "не видать".
Но всё равно, за расчеты — огромное спасибо.
Всё жду-не дождусь, когда появятся пленочные солнечные батареи — ими можно обтянуть все паразитные поверхности.
В пустыне Сахара в среднем 260 Вт/м2.
В 2 раза выше выхлоп не получится, получится именно столько, сколько в моем расчете.
Я с вами в чем-то согласен … но только в чем-то.
Вы мне — про физику (кВты), я — про геометрию (угол наклона Солнечных лучей отн. Земной поверхности)
Из Википездии:
"Излучение Солнца — основной источник энергии на Земле. Его мощность характеризуется солнечной постоянной — мощностью излучения, проходящего через площадку единичной площади, перпендикулярную солнечным лучам и расположенную на расстоянии одной астрономической единицы от Солнца (то есть на орбите Земли) вне земной атмосферы. Эта постоянная равна приблизительно 1,37 кВт/м².
Проходя сквозь атмосферу Земли, солнечное излучение теряет в энергии примерно 370 Вт/м², и до земной поверхности доходит только 1000 Вт/м² (при ясной погоде и когда Солнце находится в зените)."
Так вот, даже в Сахаре солнце встает — проходит — садится + имеет наклон от времени года, …
В результате мы и получаем те самые 260Вт В СРЕДНЕМ на 1 мкв ПОВЕРХНОСТИ ЗЕМЛИ при плотности излучения Солнца в 1кВт/мкв, но поверхности, перпендикулярной лучам.
Вопрос: как будет стоять батарея? Параллельно поверхности Земли или таки перпендикулярно лучам?
Я предпочитаю 2й вариант.
В случае "слежения" за Солнцем это даст примерно 2х прирост КПД относительно ваших расчетов.
Как результат — хотя бы принципиальная "окупаемость". Но только в случае почти 100% ясного Солнца :-).
Понимаете о чем я?
Не будет принципиальной окупаемости. Добавьте затраты на контроллер заряда, инвертор и аккумуляторы, а также на систему, которая будет поворачивать батарею вслед за солнцем, и затраты энергии на ее работу. И получите не 46 лет, а все 70.
Система поворота — 1-5 Вт (там надо за сутки повернуть на оборот — никаких мощностей там не надо)
контроллер — ну, <img src="10"> "отъест".
Принципиально (на порядки) это соотношения не меняет.
Понятно, что надо улучшать/"удешевлять"/… .
Нет, мы считаем по-другому — надо оценивать энергозатраты на производство всех этих систем.
Это — разовые затраты.
Bobby-ii
Система поворота — 1-5 Вт (там надо за сутки повернуть на оборот — никаких мощностей там не надо)
контроллер — ну, <img src="10"> "отъест".
Принципиально (на порядки) это соотношения не меняет.
Понятно, что надо улучшать/"удешевлять"/… .
Улучшать и "удешевлять" мешают физика/термодинамика — две бессердечные сучки. В атомной, топливной и гидроэнергетике они позволяют эффективно вырабатывать энергию, а в "альтернативной" — нет.
ээээ апчом речь? На нас валится по бесплатному киловатту на каждый квадратный метр.
Bobby-ii
Система поворота — 1-5 Вт (там надо за сутки повернуть на оборот — никаких мощностей там не надо)
контроллер — ну, <img src="10"> "отъест".
Принципиально (на порядки) это соотношения не меняет.
Понятно, что надо улучшать/"удешевлять"/… .
Поворотная система, как минимум, должна быть из нержавейки, иначе ржавчина будет жрать со скоростью 10% в год.
Считайте стоимость.
хоть из бронзы, латуни, … . При наличии хотя бы небольшого ума при конструировании, всё будет защищено.
А эффективность способно раза в 2 поднять.
Bobby-ii
А еще надо "ухаживать" за ними.
С другой стороны, у человека дача без электричества — он поставил батарею с автомобильным аккумом — для светодиодного освещения, ноутбука и даже музыки на выходные ему хватает. За неделю заряжается.
200Вт в среднем — это с учетом ночи, зимы* и кривизны поверхности Земли.
Если брать поверхность, обращенную Солнцу, то Солнце выдает примерно 1кВт/мкв
Понятно, что чтобы весь световой день получать этот максимум — батарея должна "отслеживать" Солнце.
Но тем не менее, при КПД 20% это как раз и дает те самые 200Вт/мкв :-)
Ведь никто же не будет устанавливать солнечную батарею параллельно поверхности Земли?
Т.е. выхлоп в среднем получится раза в 2-3 раза выше.
(200Вт * 10 часов = 2кВт*ч/день, в аккуме 100Ач чуть больше 1кВт/ч).
Вот этот самый наклон батареи и позволит выйти на самоокупаемость …
Но это при полностью солнечном дне.
А с учетом того, что у нас только 30% солнца, то окупаемости тоже "не видать".
Но всё равно, за расчеты — огромное спасибо.
Всё жду-не дождусь, когда появятся пленочные солнечные батареи — ими можно обтянуть все паразитные поверхности.
И поймите уже, наконец, что в моих расчетах не фигурируют деньги — плевать, сколько стоит производство батарей, потому как деньги — это человек придумал, и это очень большая условность. Я в своих рассчетах отталкивался от физики, которой абсолютно пофиг на то, сколько долларов заплачено за производство — все посчитано в ваттах, это чистая термодинамика, никаких финансов в расчете нет, и термин окупаемость здесь не годится.
Батарея за 45 лет выработает столько энергии, сколько нужно для создания такой же батареи. Вот и все. А ведь кроме создания такой же батареи нужна еще полезная энергия, которую человеку надо куда-то потратить — он же батарею сделал не для того, чтобы производить батареи.
Понимаете?
Bobby-ii
А еще надо "ухаживать" за ними.
С другой стороны, у человека дача без электричества — он поставил батарею с автомобильным аккумом — для светодиодного освещения, ноутбука и даже музыки на выходные ему хватает. За неделю заряжается.
200Вт в среднем — это с учетом ночи, зимы* и кривизны поверхности Земли.
Если брать поверхность, обращенную Солнцу, то Солнце выдает примерно 1кВт/мкв
Понятно, что чтобы весь световой день получать этот максимум — батарея должна "отслеживать" Солнце.
Но тем не менее, при КПД 20% это как раз и дает те самые 200Вт/мкв :-)
Ведь никто же не будет устанавливать солнечную батарею параллельно поверхности Земли?
Т.е. выхлоп в среднем получится раза в 2-3 раза выше.
(200Вт * 10 часов = 2кВт*ч/день, в аккуме 100Ач чуть больше 1кВт/ч).
Вот этот самый наклон батареи и позволит выйти на самоокупаемость …
Но это при полностью солнечном дне.
А с учетом того, что у нас только 30% солнца, то окупаемости тоже "не видать".
Но всё равно, за расчеты — огромное спасибо.
Всё жду-не дождусь, когда появятся пленочные солнечные батареи — ими можно обтянуть все паразитные поверхности.
Не получится.
Старение солнечных батарей составляет 1,5% в год и еще примерно 1-3% выходят из строя из-за технического несовершенства. Пленочные на порядок уязвимые.
Площадь солнечных панелей достаточной для отопления и освещения дома должна составлять не менее 100 кв. метров, стоит это всё 25.000 евро и, по выше указанным причинам, каждый год нужно обновлять 5 процентов из них, значит платить 1250 евро.
ЭТОЙ СУММЫ ДОСТАТОЧНО, ЧТОБЫ ЗИМУ СОГРЕВАТЬСЯ СОЛЯРОЙ!
И не морочить себе голову покупкой солнечных панелей, участка для них, электронных контроллеров, мойкой, уходом, страховкой, охраной и т.д.
Кстати, батареи для сохранения энергии тоже не вечные, 10 лет и на помойку. Уж лучше гонять генератор на соляре.
10кВт? Это при 20% КПД. Не многовато?
Стены не забыл построить и утеплить?
Надо ГОРАЗДО меньше. 100 квадратов — если только зимой.
А летом 5 квадратов — за глаза.
В энергетике кроме зелёности есть ещё проблема пиковых нагрузок. Тепловые электростанции ночью работают с кпд близким к нолю. В нашей стране линия электропередачи с сверхпроводимостью от Владивостока до Питера сможет повысит кпд электростанций вдвое.
Солнечные батареи, кроме электричества. могут вырабатывать энергию для обогрева-охлаждения домов. Вероятно в этом случае они будут дешевле в производстве и окупятся быстрее.
Гидроэнергетика не всегда наносит огромный вред окружающей среде. Так в горах с экологией у них всё в порядке.
Прочитайте ЕЩЕ РАЗ, о чем я вообще пишу — я посчитал не в резаных зеленых бумажках, а в физических единицах, которым пофиг на окупаемость. Откуда брать энергию для производства батарей? Можно как угодно считать стоимость производства в деньгах, но на производство 1 см2 батареи нужно 1,4 кВт* ч. Это не имеет отношения к окупаемости — это физика, термодинамика.
Т.е Вы полагаете, что кВт* ч можно купить за фантики от конфет.
Кроме производства кВт* ч есть ещё проблема его доставки. Вы рассматриваете проблему энергоснабжения для стандартного случая, когда есть альтернатива в выборе источников и для преобразования солнечной энергии в электрическую.
Ваш расчёт не имеет отношения к окупаемости и к решению проблем энергетики. Так на тепловых электростанциях ночью кВт* ч вообще ничего не стоит и происходит выброс пара в атмосферу. Поэтому расчёт по кВт* ч оценочный и в целом для промышленности не приемлем.
И еще раз — за весь свой срок службы батарея не выработает столько энергии, сколько было затрачено на ее производство. Представим себе, что мы начинаем с нуля, у нас откуда-то есть энергия для производства батарей, но далее вся энергия вырабатывается только солнечными батареями. Вот они работают, вырабатывают свою энергию, а что дальше? Откуда брать энергию, когда батареи закончатся? Выработанной ими энергии не хватит даже для того, чтобы сделать новые батареи. А ведь кроме самовоспроизводства батарей энергия вообще-то нужна для других целей. Начинаете понимать?
Как решение локальной задачи выработки энергии в труднодоступных районах, например, солнечные батареи — один из вариантов решения. Неэкологичный (производство самих солнечных батарей и аккумуляторов к ним очень токсично и наносит огромный вред окружающей среде + есть проблема утилизации отработавшего оборудования), неэффективный, но уж какой есть — если провод не кинуть от атомной или гидроэлектростанции, то это выход из положения. Но в глобальных масштабах это тупик.
Ещё можно делать расчёты в попугаях или в слонёнках . У кВт* ч очень большая волотильность в течении суток.
Недавно видел расчёт стоимости идеи Илона Маска по использованию солнечных батарей в долларах. Там более глубокая задница, даже по сравнению с Вашим расчётом.
А исходя из Вашей логики можно предположить, что если солнечные батареи производить с 0 до 4 часов ночи, то они будут бесплатными.
Где у меня в расчетах деньги? Я считал в физических единицах — физике пофиг на деньги.
dyukovvl
Ещё можно делать расчёты в попугаях или в слонёнках . У кВт* ч очень большая волотильность в течении суток.
Недавно видел расчёт стоимости идеи Илона Маска по использованию солнечных батарей в долларах. Там более глубокая задница, даже по сравнению с Вашим расчётом.
А исходя из Вашей логики можно предположить, что если солнечные батареи производить с 0 до 4 часов ночи, то они будут бесплатными.
На производство одной батареи нужно потратить 19 МВт*ч энергии. Не рублей, не долларов — стоимости тут вообще нет. Батарея выработает такое количество энергии за 46 лет непрерывной работы. Вот и все — это же очень просто, при чем тут деньги вообще? Они не фигурируют в расчетах — можно считать, что все бесплатно. Откуда взять 19 МВт*ч, которые необходимы для производства этойй батареи? Она столько не выдаст за весь свой срок службы.
Это называется "энергетический КПД", нагугли, это интересно и познавательно.
dyukovvl
Т.е Вы полагаете, что кВт* ч можно купить за фантики от конфет.
Кроме производства кВт* ч есть ещё проблема его доставки. Вы рассматриваете проблему энергоснабжения для стандартного случая, когда есть альтернатива в выборе источников и для преобразования солнечной энергии в электрическую.
Ваш расчёт не имеет отношения к окупаемости и к решению проблем энергетики. Так на тепловых электростанциях ночью кВт* ч вообще ничего не стоит и происходит выброс пара в атмосферу. Поэтому расчёт по кВт* ч оценочный и в целом для промышленности не приемлем.
> Ваш расчёт не имеет отношения к окупаемости
Да что Вы говорите? Я уже раза три сказал, что он не имеет отношения к окупаемости, и тут открытие — Вы замечаете, что он не имеет отношения к окупаемости. Неожиданно!
dyukovvl
Т.е Вы полагаете, что кВт* ч можно купить за фантики от конфет.
Кроме производства кВт* ч есть ещё проблема его доставки. Вы рассматриваете проблему энергоснабжения для стандартного случая, когда есть альтернатива в выборе источников и для преобразования солнечной энергии в электрическую.
Ваш расчёт не имеет отношения к окупаемости и к решению проблем энергетики. Так на тепловых электростанциях ночью кВт* ч вообще ничего не стоит и происходит выброс пара в атмосферу. Поэтому расчёт по кВт* ч оценочный и в целом для промышленности не приемлем.
Его расчёт не имеет вообще ничего общего с солнечными панелями. В докладе на который он ссылается, речь о производстве компьютерных микрочипов. Гораздо более сложный и энергоёмкий процесс. Да и средняя инсоляция неправильно указана.
Гидроэнергетика так же относится к зеленой — энергии из возобновляемых источников.
Даже "Мосэнергосбыт" заключает договора на поставку именно "зеленой" энергии, при этом для потребителя стоимость кВтч выше. Хотя зная принципы ценообразования и оплате энергии "из котла" (как называется общая энергосистема страны) смею утверждать что это просто развод. И та же самая Русгидро никогда этих денег не увидит.
Да, но:
1. Она наносит огромный вред окружающей среде.
2. Она не является альтернативной
Согласен. Кстати, один я вижу фашизм в развитии альтернативных источников энергии?
Я к тому, что с развитием альтернативы и отказом от классических видов энергетики неизбежно увеличится цена киловатта. И простое электрическое освещение станет прерогативой наиболее богатых слоев населения. Остальные же скатятся в каменный век.
Звучит бредово, но что-то в этом есть.
Ничуть не бредово — все так
В Германии рапортуют, что 15% уже "зеленой энергетики", а электроэнергия ОПЯТЬ увеличилась на 4%!
Где логика?