Как повысить КПД❓

🚙Блок-схема, описывающая основные электрические каскады, задействованные в традиционной системе БПЭ с индуктивной связью, включая систему заземления и систему транспортного средства, изображена на этом рисунке. А теперь некоторые к нему пояснения👇

⚡️Начиная от системы заземления, энергия из сети сначала преобразуется из переменного тока в постоянный при помощи выпрямителя (обычно применяется двухполупериодный выпрямитель). Затем постоянное напряжение подаётся на высокочастотный инвертор, генерируя переменное напряжение с частотами в пределах принятых стандартов.

👉Высокочастотный сигнал проходит через схему компенсации реактивной мощности, а затем поступает в первичную катушку для генерации высокочастотного изменяющегося во времени магнитного поля. Поле индуцирует напряжение во вторичной катушке, расположенной в транспортном средстве, которое затем выпрямляется и в конечном итоге подаётся на аккумулятор транспортного средства. Для повышения эффективности передачи энергии часто дополнительно применяют преобразователь постоянного тока.

🧮Компенсационные блоки на первичной и вторичной сторонах часто состоят из конденсаторов, соединенных последовательно или параллельно. Их значения выбираются таким образом, чтобы получить резонанс, сводящий к минимуму номинальную мощность цепей силовой электроники в вольт-амперах и повышающий КПД передачи энергии.

Человек как электростанция: трибоэлектрические наногенераторы
Из нового доклада «10 прорывных идей в энергетике на следующие 10 лет»

👉Исходя из законов термодинамики, электрическая энергия, вырабатываемая с использованием ископаемого топлива, в конечном итоге будет рассеиваться в окружающей среде. По крайней мере, частично - в виде тепла, ветра и других видов механической энергии.

📉Хотя общее количество энергии может сохраняться, доля полезной электрической энергии довольно низкая. Энергия преобразуется из энергоёмкого и высококачественного ископаемого топлива в электроэнергию, которая передаётся по кабелям в миллионы домов и в конечном итоге рассеивается в окружающей среде, превращаясь в низкокачественную и не пригодную для повторного использования энергию, такую как тепло и механические турбулентности. Другими словами, энергия преобразуется в низкокачественные источники энергии, высокоэнтропийную энергию.

🤔Высокоэнтропийная энергия может присутствовать в форме тепла, ветра, океанских волн, деятельности человека и т.д. Хотя общее количество такой энергии огромно, её нельзя эффективно использовать повторно, что также является следствием законов термодинамики. Поэтому для эффективного сбора такой высокоэнтропийной энергии необходима революционная технология. Простое использование «зелёных» и возобновляемых источников энергии может не обеспечить устойчивого развития мира из-за их нестабильности и прерывистости.

❗️В будущем необходимо совместное применение энергосетей, основанных, главным образом, на использовании ископаемого топлива, и микросетей, в которых доминирует возобновляемая/распределённая энергия.

Продолжение следует 

Автор: Чжун Линь Ван, заведующий кафедрой Хайтауэр по материаловедению и инженерии, Технологический институт Джорджии

Крупнейший в КНР проект по улавливанию CO2

🇨🇳Китайская Sinopec ввела в эксплуатацию крупнейший в стране комплекс по улавливанию, утилизации и хранению углекислого газа (CCUS). Проект, получивший название Qilu-Shengli, будет ежегодно «перехватывать» 1 млн. т CO2, что сопоставимо с высадкой 9 млн. деревьев.

👉Углекислый газ будет улавливаться на производственной площадке нефтехимической «дочки» Sinopec (Sinopec Qilu Petrochemical Company), а затем транспортироваться на месторождения нефтедобывающей Sinopec Shengli Oilfield. Закачка CO2 в пласт для повышения нефтеотдачи позволит в ближайшие 15 лет увеличить добычу на 3 млн. т в сравнении с исходным планом.

🎙 «Развитие технологий CCUS может способствовать эффективному использованию ископаемого топлива и ускорить трансформацию традиционных отраслей энергетики с характерным для них высоким содержанием выбросов, что имеет большое значение для достижения Китаем углеродной нейтральности», – комментирует Лин Боцян, директор Китайского центра экономических исследований в области энергетики Сямэньского университета (провинция Фуцзянь на юго-востоке КНР).
https://globalenergyprize.org/ru/2022/09/01/krupnejshij-v-kitae-proekt-po-ulavlivaniju-co2/

Преимущества микросетей и заинтересованные стороны

В развитие темы

Пять трендов в угольной генерации

▪️Глобальный ввод угольных электростанций более чем на 20% опережал вывод отработанных генерирующих мощностей в первой половине 2022 г. Общая мощность станций, подключённых к сети в период с января по июнь нынешнего года, достигла 13,8 гигаватт (ГВт), тогда как для законсервированных станций этот показатель составил 11,4 ГВт. Но какие тенденции определят развитие сектора?

1️⃣Китай и Индия – лидеры отрасли
Почти 90% ввода мощности (12,2 ГВт из 13,8 ГВт) пришлось на страны Азии, в том числе на Китай (7,5 ГВт), Индию (1,8 ГВт), две крупнейшие развивающиеся экономики мира. Остальные 10% пришлись на Пакистан (660 МВт) и страны Африки (850 МВт), при этом в Северной Америке и Европе не было введено в строй ни одной станции на угле.

👉Несколько иная география характерна для вывода угольных электростанций: из 11,4 ГВт мощности, законсервированных за первую половину 2022 г., 8,1 ГВт пришлись на США и Канаду, а остальные 3,3 ГВт – на страны Азии (876 ГВт), а также Австралию (500 МВт), Францию (600 МВт), Бразилию (136 МВт) и Объединенные Арабские Эмираты (1,2 ГВт).

Продолжение следует 

https://globalenergyprize.org/ru/2022/09/01/pyat-trendov-v-ugolnoj-generacii/

Блок-схема основных компонентов в традиционной системе БПЭ

В развитие темы

❗️Официальное сообщение: первая в мире ледостойкая платформа «Северный полюс» вышла в рейс.

👉Ранее мы неоднократно писали про интереснейшее судно:
📌Директор Арктического и антарктического НИИ Александр Макаров о платформе: «Российская наука всерьёз и надолго возвращается в Арктику».
📌Как устроена ЛСП и в чём её уникальность: благодаря особой форме корпуса может безопасно дрейфовать вместе с ледяным массивом.
📌Основные технические характеристики судна: 15 лабораторий, водоизмещение - 10,4 тыс. тонн, прочность корпуса — Arc8, срок службы — не менее 25 лет и т.д.

Слова классика

— Более мощного окислителя, чем фтор, просто не существует. Это вещество, вообще говоря, является идеальным окислителем. Фторводородное топливо превосходит, к примеру, кислородно-водородное по удельному импульсу, соответственно, двигатель на таком горючем дает максимальную тягу. Но обслуживание фторового хозяйства — совершенно же дикое по обеспечению безопасности, невозможное по сложности и требованию квалификации и дисциплинированности персонала дело.

Валерий Костюк
https://t.iss.one/globalenergyprize/1709

Дайджест «Глобальной энергии» за 29 августа - 2 сентября.

👉Выпуск по ссылке

📌«Глобальная энергия» определила победителей программы «Молодой учёный 4.0.» 2022 года
📌Валерий Бессель - об актуальности зелёной повестки и наступающем энергопереходе
📌Первый в мире поезд на топливных элементах
📌Крупнейший в Китае проект по улавливанию CO2
📌Пять трендов в угольной генерации
📌Ветротурбины для большой глубины
📌Геотермальные станции нового поколения.

Есть два вида истины — тривиальная, которую отрицать нелепо, и глубокая, для которой обратное утверждение — тоже глубокая истина. (с) Нильс Бор

Ветротурбины для большой глубины

🇳🇴Норвежская компания World Wide Wind разработала плавучую ветряную турбину с вертикальной осью, которую можно использовать для выработки электроэнергии на глубоководных морских участках. Главной особенностью проекта является наличие двух «наборов» лопастей, которые должны вращаться в противоположных направлениях.

👉Большинство современных ветроустановок имеют горизонтальную ось:
✔️в такой конструкции ведущий вал ротора (вращающейся части турбогенератора) расположен горизонтально относительно земли,
✔️а тяжёлые компоненты турбины (лопасти, трансмиссии, редукторы) закреплены на вершине башни.
Мощность горизонтальных ветротурбин сильно зависит от длины лопастей, из-за чего их практически невозможно использовать на больших глубинах вдали от берега. Специалисты из World Wind Wind в качестве альтернативы предложили применять ветроустановки с вертикальной осью, для которых характерен более низкий центр тяжести, поскольку их тяжелые компоненты (за исключением лопастей) расположены ближе к основанию.

❗️Разработка World Wind Wind отличаются простотой дизайна: верхняя турбина подсоединена к ротору, расположенному в основании ветроустановки, а нижняя – к статору ветрогенератора. Как уже было отмечено выше, лопасти будут вращаться в разные стороны, благодаря чему установка сможет улавливать энергию ветра с любого направления. Конструкция при погружении в воду будет принимать наклон примерно в 60 градусов, но при этом оставаться устойчивой.
https://globalenergyprize.org/ru/2022/09/01/vetroturbiny-dlya-bolshoj-glubiny/

Аккумуляторы получат паспорта❓

🔋По мере всё более широкого распространения электрификации транспортного сектора одной из основных проблем в данной отрасли станет производство литий-ионных аккумуляторов и последующее образование отходов от использованных аккумуляторов. Соответственно, утилизация литий-ионных аккумуляторов будет приобретать всё большее значение для решения проблемы с увеличением отходов от использованных аккумуляторов.

❗️Несмотря на наличие современных методов утилизации компонентов аккумуляторов, масштабируемость используемых в них процессов с точки зрения воздействия на окружающую среду и производственные затраты неясна. Чрезвычайно полезным методом для облегчения последующих процессов утилизации может быть стандартизация аккумуляторных блоков. Например, введение паспорта аккумулятора может оказать помощь не только в указании состава аккумулятора и предоставлении рекомендаций по утилизации, но также и в отслеживании состояния аккумулятора путем определения его полного срока службы.

👉Такие системы идентификации аккумуляторов чрезвычайно важны,
1️⃣во-первых, для определения того, подходит ли аккумулятор для вторичного использования (например, в качестве сетевых накопителей энергии),
2️⃣а во-вторых, для обеспечения автоматической сортировки на предприятии по переработке на основе его состава и процесса разборки.
Кроме того, рост стоимости сырья может дать некоторую свободу действий для прямой утилизации.

💸Поскольку добыча переходных металлов и лития в конечном итоге прекратится, их рыночная цена будет расти. Это может стать более сильным стимулом для промышленности вкладывать больше средств в переработку литий-ионных аккумуляторов.
https://t.iss.one/globalenergyprize/3291

1 гранула урана высотой в 2,5 см способна заменить
✔️тонну угля,
✔️почти 3 барреля нефти,
✔️481 кубометр газа.

ГАЭС на марше

🇫🇴Фареры - не единственная страна, заинтересованная в развитии гидроаккумулирующих электростанций. Строительство ГАЭС набирает всё большую популярность в развитых странах.

👉Например,
🇨🇭швейцарский департамент окружающей среды, транспорта, энергетики и коммуникаций в 2021 г. отобрал 15 проектов ГАЭС, которые должны быть реализованы к 2040 г.: них низ восемь будут расположены в кантоне Вале, три – в Берне, два – в Граубюндене, а по одному – в Тичино и Ури;
🇦🇺в свою очередь, в Австралии планируют построить в штате Квинсленд на востоке страны ГАЭС мощностью 400 МВт, которая будет оборудована аккумуляторной системой хранения энергии на 200 МВт. Проект позволит обеспечивать «чистой» энергией 288 тыс. местных домохозяйств.

Пять трендов в угольной генерации. №2

2️⃣Замедление прироста мощности в Азии
Доминирование Азии в структуре ввода новых электростанций на угле, по большому счёту, не является новостью для рынка. Развивающиеся страны, нуждающиеся в дешёвой энергии для обеспечения экономического роста, были лидерами по темпам строительства угольных электростанций и в предшествующие полтора десятилетия. Например, в период с 2004 по 2009 гг. в Азии было введено 414 ГВт угольных станций, тогда как в Северной Америке – 8 ГВт, а в Великобритании и нынешних 27 странах ЕС – 3 ГВт. Однако темпы строительства новых мощностей в Азии постепенно замедляются: если в 2010-2015 гг. в регионе было введено 478 ГВт угольных электростанций, то в 2016-2021 гг. – 352 ГВт.

🤼‍♀️Уголь терпит всё более сильную конкуренцию со стороны возобновляемых источников, причём не только в развитых, но и в развивающихся странах: на долю Китая в 2021 г. пришлось 40% общемирового ввода солнечных панелей (53 ГВт из 133 ГВт) и чуть более 50% глобального ввода ветрогенераторов (47 ГВт из 93 ГВт). Поэтому в самом Китае темпы строительства угольных станций также замедляются: если в 2004-2009 гг. в стране было введено 367 ГВт мощности на угле, а в 2010-2015 гг. – 335 ГВт, то в 2016-2021 гг. – «лишь» 238 ГВт.
https://t.iss.one/globalenergyprize/3300

В каких отраслях Китай ловит СО2❓

🇨🇳Комплекс Qilu-Shengli является одним из 16 CCUS-проектов, которые будут реализованы в Китае в период до 2030 г.:
📌шесть из них приходятся на электроэнергетику,
📌шесть – на газопереработку и нефте- и углехимию,
📌четыре – на все прочие отрасли.
При этом в стране появятся четыре CCUS-хаба, оборудованных хранилищами CO2, которые будут расположены в нескольких нефтеносных бассейнах (Сунляо и Бохай Бэй на северо-востоке КНР, Джунгарский на северо-западе и Ордос на севере центральной части страны).

👉Интересно, что по оценке McKinsey, на долю нефтегазохимической промышленности приходится 12% глобальных промышленных выбросов углекислого газа. Лидером по этому показателю является сталелитейная промышленность (26%), за ней следует производство цемента (20%), добыча нефти, газа и угля (21%) и все прочие отрасли (21%).
https://t.iss.one/globalenergyprize/3298

Топливные элементы на дорогах

🚆Проект поезда на топливных элементах внесёт вклад в декарбонизацию железнодорожного транспорта, на долю которого приходится 1% глобальных выбросов транспортного сектора. И это при доле
автомобильного транспорта в 75%,
воздушного – в 13%
и водного - 11%.

💪Техника на топливных элементах в ближайшие годы получит распространение в морском и воздушном транспорте. Так,
⛴нидерландская верфь Next Generation Shipyards к июню 2023 г. собирается построить первое в мире судно на твёрдом водороде,
🛬а австралийский авиаперевозчик Skytrans и стартап Stralis Aircraft планируют к 2026 г. переоборудовать 19-местный лайнер Beechcraft 1900D, заменив турбовентиляторный двигатель и керосиновую топливную систему водородно-электрической силовой установкой и резервуаром для хранения водорода.
https://t.iss.one/globalenergyprize/3150
https://t.iss.one/globalenergyprize/2953

Геотермальные станции - без ограничений❓

👉Разработка Fervo Energy позволит «расшить» одно тонкое место. Дело в том, что геотермальные станции, вырабатывающие электричество из тепловой энергии подземных источников, обычно размещаются вблизи гейзеров, выбрасывающих фонтаны горячей воды. Однако гейзерное поле – геологически редкое явление. Наиболее крупные из них расположены на Камчатке, в Исландии, Новой Зеландии, а также в чилийской пустыне Атакама и американском парке Йеллоустоун.

🤔Поэтому география использования геотермальной энергии остаётся узкой: глобальная установленная мощность геотермальных станций к концу 2021 г. достигла 15,6 гигаватт (ГВт), из них треть (5,8 ГВт) приходилась на
🇷🇺Россию,
🇮🇸Исландию,
🇳🇿Новую Зеландию,
🇨🇱Чили,
🇺🇸США.

❗️Изменить ситуацию можно с помощью энергии подземных гейзеров, расположенных на глубине более чем 6 км.

Цеолиты

👉Цеолиты представляют собой особый класс натуральных или синтетических кристаллических микропористых алюмосиликатных структур, характеризующихся высокоупорядоченными узкими порами с полярными оксидными поверхностями, сильно взаимодействующими с углекислым газом посредством полярных связей. Кроме того, специфический химический состав цеолитов влияет на их способность улавливать CO2.

💪Как правило, более низкое соотношение Si/Al увеличивает эффективность поглощения углекислого газа за счёт увеличения отрицательного заряда основной химической цепи и, следовательно, количества внекаркасных катионов (обычно, катионов щелочных металлов). Эти катионы активно взаимодействуют с CO2, что может быть дополнительно усилено за счёт катионного обмена на катионы других щелочных металлов, включая Li+, Na+, K+, Rb+ и Cs+, или ионы щёлочноземельных металлов, такие как Ca2+.

🤔Сильное взаимодействие «катион-CO2» позволяет этим цеолитам обеспечивать высокую поглощающую способность при низком давлении углекислого газа, а их жёсткая структурная основа выдерживает многочисленные циклы улавливания и высвобождения CO2 без существенной потери эффективности сорбента. Вместе с тем, такие структуры демонстрируют ещё более мощную связывающую способность по отношению к воде, конкурирующей с углекислым газом, что приводит к почти нулевому поглощению последнего во влажной среде и требует намного более высокой температуры (> 200°C) для регенерации сорбента. Это ограничивает использование цеолитов для улавливания CO2 строгими сухими условиями эксплуатации, такими как при поглощении углекислого газа из CH4 перед его сжиганием.
https://t.iss.one/globalenergyprize/3294

Стандарт SAE J2954

🚙Это один из широко используемых стандартов беспроводной передачи энергии (БПЭ), применяемых к легковым автомобилям. Он классифицирует системы БПЭ по трём основным категориям, различающимся по пропускной способности. Эти уровни показаны в верхней таблице вместе с данными о необходимой минимальной эффективности.

❗️Зарядные устройства WPT1 и WPT2 относятся к той же категории диапазона мощности, что и токопроводящие зарядные устройства уровня переменного тока 1 и 2. Поскольку потребности в высокой пропускной способности растут, на стадии разработки находятся стандарты для уровней мощности, превышающих WPT3.

👉Также существует три стандартных диапазона воздушного зазора (Z-класса) между передающей и приёмной катушками с максимальным расстоянием 250 мм, как показано в таблице 4. Что касается частоты, стандарт SAE J2954 требует, чтобы частота находилась в диапазоне от 79 кГц до 90 кГц, при этом значение номинальной рабочей точки составляет 85 кГц.

https://t.iss.one/globalenergyprize/3301

Перовскит - вакуум и растворы

☀️Процессы, основанные на использовании вакуума и растворов, представляют собой две доминирующие технологии изготовления перовскитных плёнок. Тем не менее, хотя вакуумные процессы, где источником пара служат неорганические и органические соединения (т.е. PbX¬2 и MAX, соответственно), позволяют получать высококачественные плёнки с достойными характеристиками, они также связаны с использованием трудоёмких этапов осаждения и более дорогостоящего оборудования.

👉С другой стороны, хотя изготовление перовскитной плёнки с помощью любого процесса с осаждением раствора представляется альтернативным подходом благодаря его простой концепции, основанной на том, что после отжига в результате фазовой реакции в растворе могут быстро формироваться оба материала, при этом по всей плёнке могут возникнуть нежелательные проколы. В результате была разработана другая технология осаждения, названная вакуумное осаждения из раствора (VASP), сочетающая в себе преимущества обоих процессов.
https://t.iss.one/globalenergyprize/3295