Skocz do zawartości

Obiecujące technologie


Pomocna odpowiedź

Pewnie to moje pobożne życzenie, ale myślę, że czeka nas rozwój źródeł energii. Tych dużych (może wreszcie uda się opanować syntezę jądrową) i tych małych (ogniwa paliwowe, pojemne i bezpieczne akumulatory). Bo tego, czego wszystkim urządzeniom brakuje, by zwiększyć ich efektywność i użyteczność jest właśnie energia.

  • Lubię! 2
Link to post
Share on other sites
40 minut temu, Jamik napisał:

Pewnie to moje pobożne życzenie, ale myślę, że czeka nas rozwój źródeł energii. Tych dużych (może wreszcie uda się opanować syntezę jądrową) i tych małych (ogniwa paliwowe, pojemne i bezpieczne akumulatory). Bo tego, czego wszystkim urządzeniom brakuje, by zwiększyć ich efektywność i użyteczność jest właśnie energia.

Zgadzam się, że tanie, małe, lekkie i bezpieczne źródło energii byłoby najprostszym sposobem na polepszenie wielu istniejących urządzeń, ale obawiam się też, że przez ostatnie dwadzieścia lat był tak duży nacisk na rozwój tej dziedziny, że niewiele już zostało do ulepszenia bez jakiegoś rewolucyjnego odkrycia. Z drugiej strony, ograniczenia to właśnie to co stymuluje rozwój i mam nadzieję, że w nadchodzących latach opracujemy metody robienia wielu rzeczy, które już umiemy robić, ale przy pomocy znacznie mniejszych ilości energii.

Bo nawet jeśli znajdziemy nowe źródła energii, to pozbycie się ciepła będzie coraz większym problemem.

  • Lubię! 1
Link to post
Share on other sites

Nie zawsze chodzi tu o zwiększenie mocy, co wiąże się z większą ilością ciepła. W wielu przypadkach ważniejszy jest czas działania, lub zmniejszenie wymiarów. W takim telefonie komórkowym, przy (obecnie) dość żałosnym czasie działania, bateria zajmuje większość przestrzeni wewnętrznej. Większość przenośnych składników internetu rzeczy jest niewygodna lub niefunkcjonalna ze względu na ograniczenia w zasilaniu.

Zgadzam się, ze dalszy rozwój obecnych źródeł zasilania nie daje wielkich nadziei na skok jakościowy. Ale wielokrotnie przełom dokonywał się w momencie, gdy technika docierała do granic swoich możliwości z użyciem dotychczasowych technologii. Ja mam niewielką nadzieję, że różne odmiany przestrzenne węgla wreszcie przejdą z laboratoriów do przemysłu i pozwolą na zmniejszenie zużycia energii i jednocześnie rewolucję w jej przechowywaniu.

W wielu przypadkach problemem jest kurczowe trzymanie się starych metod. Ciągle w pamięci mam taki kawał:

"Krótko po ślubie mąż zauważył, że jego żona piekąc kurczaka odcina mu nogi i piecze je osobno. Spytał więc czemu to robi.

-Bo tak zawsze robiła moja mama - odpowiedziała żona. Facet odwiedził więc teściową i spytał o to samo.

-Bo tak zawsze robiła moja mama - usłyszał. Udał się więc do staruszki i zadał to samo pytanie, i usłyszał:

-Nie wiem, czemu tak pieką kurczaka moja córka i wnuczka. Ja tak piekłam, bo miałam małą brytfankę i kurczak nie mieścił się tam z nogami."

Niestety i w technice często cierpimy na taki syndrom kurczaka. Gdy raz uznamy jakieś rozwiązanie za optymalne, to musi się pojawić ktoś kto go nie zna i na nowo odkryje koło. Tym razem w lepszej wersji. I ja mam nadzieję, na takie właśnie odkrycia.

  • Lubię! 2
Link to post
Share on other sites
3 minuty temu, Jamik napisał:

Nie zawsze chodzi tu o zwiększenie mocy, co wiąże się z większą ilością ciepła. W wielu przypadkach ważniejszy jest czas działania, lub zmniejszenie wymiarów.

Energia zawsze prędzej czy później zamienia się w ciepło — czy będzie to wyższa temperatura wynikająca z większych mocy, czy ciepło wydzielane przez dłuższy czas, czy bardziej skoncentrowane ze względu na mniejsze wymiary, to jakoś się go niestety trzeba pozbyć. A tani i powszechny reaktor fuzyjny może spowodować, że nawet nie będziemy potrzebować tego dwutlenku węgla w atmosferze żeby się zbiorowo na tej planecie ugotować.

Historyjkę o kurczaku znałem w wersji z parówkami, ale w technice niestety nie jest tak prosto. Większe naczynia nie rosną na drzewach i często trzeba czekać aż staną się niezbędne do czegoś innego, zanim będą powszechnie dostępne do naszych zastosowań. Weź na przykład takie akcelerometry MEMS, dzięki którym mamy rewolucję zdalnie sterowanych multirotorów. Zanim zaczęto je masowo instalować w telefonach komórkowych, czipy te były bardzo drogie i niezbyt dokładne. Dopiero kiedy znalazło się zastosowanie i rozpoczęto masową produkcję okazało się, że nagle można je stosować do wielu innych rzeczy.

Muszę się przyznać, że dlatego właśnie z taką nadzieją patrzę na egzoszkielety — ich rozwój może spowodować większą dostępność i niższą cenę serwomechanizmów, które następnie być może trafią do robotów, a te w końcu znajdą dla siebie jakieś zastosowanie kiedy nie będą takie kosztowne.

  • Lubię! 1
Link to post
Share on other sites
1 godzinę temu, Jamik napisał:

Z tym ciepełkiem to chyba ciut przesadzasz.

Ciut, ale nie znowu tak dużo. Ta energia, którą liczysz to chyba przed atmosferą jest, a Ziemia ma jednak dosyć jasne albedo. Dalej, 21,7kW na osobę to wcale nie jest tak dużo — oczywiście nie będzie to wcale równomiernie rozmieszczone, tylko jak zwykle 1% będzie robił większość, ale jeśli reaktory fuzyjne będą proste i tanie (a jednocześnie będą musiały pracować w sposób ciągły żeby podtrzymywać własne reakcje), to spokojnie tyle energii może "w gwizdek" iść. Wahania mocy w cyklu słonecznym są jak najbardziej zauważalne w klimacie — dlatego byliśmy w stanie je tak dokładnie policzyć bez czekania pokolenia na dane historyczne.

1 godzinę temu, Jamik napisał:

Historyjka miała na celu pokazać nasze przywiązanie do tradycji, mimo, że nie ma (już) ku temu racjonalnych przesłanek

To ja mam dla ciebie inną historyjkę, którą dawno temu usłyszałem na studiach. Pewnego dnia któryś z projektantów u znanego producenta samochodów zauważył, że szyby samochodowe montowane w ich pojazdach mają takie same wymagania wytrzymałościowe dla szyby przednie i tylnej, mimo, że przecież do tyłu nie jeździ się tak szybko więc i napór powietrza jest mniejszy. Zmieniono zatem projekt tak, że tylne szyby były dużo tańsze i mniej wytrzymałe. Wielki sukces. Kiedy pierwsza partia samochodów dojechała z fabryki do dystrybutorów, wszystkie miały wypchnięte tylne szyby. Okazuje się, że samochody na pociągi ładuje się tyłem, a napór powietrza podczas jazdy jest porównywalny z tym podczas jazdy samochodu. Próba zaoszczędzenia skończyła się dużymi kosztami i opóźnieniami w produkcji, bo wszytko trzeba było cofnąć i poprawiać.

Wniosek jest taki, że każda zmiana w istniejącym projekcie technologicznym obarczona jest dużym ryzykiem, bo nigdy nie jesteś w stanie przewidzieć wszystkich zależności, jakie gdzieś tam po drodze istnieją. Modernizacja linii produkcyjnej to jest duży i ryzykowny projekt i bardzo często zwyczajnie się nie opłaca. Nie dlatego, że nikt nie zapytał "czemu", tylko dlatego, że odpowiedź na to pytanie czasem wymaga kilku lat badań.

1 godzinę temu, Jamik napisał:

Tak czy inaczej, w pełni funkcjonalne egzoszkielety, czy roboty też wymagać będą sporych źródeł energii.

Na dzień dzisiejszy raczej pracujesz na stanowisku które albo jest dwa kroki od stacji dokującej, albo w zasięgu kabla. Oczywiście lekkie źródło energii mogłoby znacznie poszerzyć zakres możliwych zastosowań. Ciekawe do rozważenia byłyby też różne metody przesyłania energii.

1 godzinę temu, Jamik napisał:

A z tego co mi się jeszcze marzy, to rozwój medycyny, a przede wszystkim diagnostyki.

Tak, chciałem o tym pisać, ale stwierdziłem, że już trochę za dużo na jeden post. Z tym, że tutaj znowu są problemy natury "organizacyjnej". Większość zaawansowanych technik diagnostycznych jest jednak inwazyjna i nie jest neutralna dla zdrowia, nie mówiąc już o niebezpiecznych materiałach zawartych w tych urządzeniach. Bransoletki monitorujące wydają się dobrym pomysłem, dopóki te dane trafiają na twój własny komputer, a nie do twojego ubezpieczyciela żeby zdecydować czy warto cię ubezpieczyć. A już feed z danych biometrycznych żywo to w zasadzie podłączenie na stałe do wykrywacza kłamstw. Zanim coś takiego stanie się możliwe bez przyniesienia pacjentowi więcej szkody niż pożytku, to musielibyśmy najpierw rozwiązać kilka drobnych problemów społecznych.

  • Lubię! 1
Link to post
Share on other sites
1 godzinę temu, Jamik napisał:

Albo okładanie wszystkich domów panelami fotowoltaicznymi. Większość tego prądu idzie w gwizdek, bo jest produkowana wtedy, kiedy jest zbędna.

@Jamik Czy aby na pewno? Faktycznie, zużycie prądu w gospodarstwach domowych jest niskie podczas maksimum produkcji z PV, ale niewykorzystana energia trafia do sieci, a w skali kraju w tym czasie zapotrzebowanie jest największe.

 

 

Screenshot_2020-12-13 Zapotrzebowanie mocy KSE - PSE.png

Edytowano przez MasterYoda95
Link to post
Share on other sites
9 godzin temu, MasterYoda95 napisał:

@Jamik Czy aby na pewno? Faktycznie, zużycie prądu w gospodarstwach domowych jest niskie podczas maksimum produkcji z PV, ale niewykorzystana energia trafia do sieci, a w skali kraju w tym czasie zapotrzebowanie jest największe.

Musisz popatrzeć na sprawę z szerszej perspektywy i z uwzględnieniem pewnych historycznych obciążeń. Zacznijmy więc od początku. Elektrownie cieplne, które są podstawą naszej energetyki, to molochy o ogromnej bezwładności. Wyłączenie bloku do stanu w którym nie generuje kosztów, czyli nie zużywa paliwa, trwa bardzo długo. Można się takimi rzeczami bawić w skali roku, ale nie godzin. Tymczasem w okresie doby występują znaczące wahania zapotrzebowania na prąd elektryczny, a system energetyczny nie może dostarczać go mniej, niż jest potrzebne. 

I teraz. Zakładając istnienie wyłącznie elektrowni cieplnych, musielibyśmy praktycznie całą dobę utrzymywać je w stanie pozwalającym na generowanie ilości prądu większej, niż przewidywane chwilowe maksimum.

Aby tak nie było, używa się magazynów energii, oraz np. elektrowni wodnych. Magazyny w okresie niskiego zapotrzebowania, głównie w nocy, magazynują energię, by oddać ją w szczycie zapotrzebowania. Kluczem do tego zawsze była stałość dostępności i przewidywalność zapotrzebowania na energię. Magazyny są więc zaprojektowane w taki sposób, aby uzupełniać system istniejący jakieś 10 lat temu. Mają odpowiednią ku temu pojemność i przede wszystkim moc.

I tu na scenę wkracza fotowoltaika. Źródło nie dość, że nieprzewidywalne (bo w słoneczny dzień może wytwarzać dużo energii, ale w pochmurny prawie nic), to na dodatek silnie zmienne. Generuje ono energię w kształcie krzywej zbliżonej do krzywej dzwonowej, przy czym maksimum jest w okolicach południa słonecznego, a zero zaczyna się tuż przed zmierzchem i kończy krótko po świcie.

Co na to nasza klasyczna energetyka? Nic. Owszem, może ciut mniej energii produkować. w skali dobowej. Owszem, pozwala skompensować część pików zapotrzebowania w okresie około południa. Ale problem polega na tym, że nasze magazyny energii nie są w stanie osiągać tak dużych mocy, by to obniżenie mocy elektrowni klasycznych było proporcjonalne do mocy generowanej przez PV. Nasze magazyny energii nie są dość pojemne i dynamiczne, by wchłonąć gwałtowne (jak na energetykę) przyrosty energii. I większość owego "zielonego prądu" idzie w gwizdek.

Zresztą, wystarczy popatrzeć na ewolucję przepisów dotyczących mikroinstalacji, żeby zobaczyć, że problem istnieje.

Początkowe przepisy sprzed paru lat nakładały obowiązek odkupienia prądu od producenta energii przez zakład energetyczny. W efekcie zaczęły powstawać przewymiarowane instalacje.

Pierwsza zmiana przepisów wprowadziła tak zwany system upustów. Co oznacza, ze jeżeli ktoś wyśle do sieci 1kWh prądu, to za darmo może odebrać 0,8kWh (przy instalacjach do 10kW). Jeśli wyślesz więcej, to nikt Ci nie zwróci różnicy. Jeśli mniej to dopłacisz. To powoduje brak opłacalności przewymiarowania, a więc zmniejszenie mocy pojedynczych instalacji i w konsekwencji całości fotowoltaiki.

Teraz jest projekt (chyba jeszcze nie wszedł w życie), aby zakład energetyczny miał możliwość wyłączenia odbioru prądu z mikroinstalacji, Jedynym powodem jest właśnie złagodzenie maksimów, a przy okazji zmniejszenie kosztów zakładu energetycznego. Bo klient dostaje upust niezależnie od tego, czy jego prąd się przydaje czy marnuje.

W innych krajach ten system funkcjonuje od dawna. A za możliwość zdalnego wyłączania niektórych odbiorników prądu w domu, zakłady energetyczne dają upusty, aby i tym łagodzić skoki zapotrzebowania. My musimy do tego dorosnąć.

Przepraszam za przydługie wywody, a na dodatek mało związane z tematem. Pozdrawiam wszystkich.

  • Lubię! 2
Link to post
Share on other sites
11 godzin temu, deshipu napisał:

Ciut, ale nie znowu tak dużo. Ta energia, którą liczysz to chyba przed atmosferą jest, a Ziemia ma jednak dosyć jasne albedo. Dalej, 21,7kW na osobę to wcale nie jest tak dużo — oczywiście nie będzie to wcale równomiernie rozmieszczone, tylko jak zwykle 1% będzie robił większość, ale jeśli reaktory fuzyjne będą proste i tanie (a jednocześnie będą musiały pracować w sposób ciągły żeby podtrzymywać własne reakcje), to spokojnie tyle energii może "w gwizdek" iść. Wahania mocy w cyklu słonecznym są jak najbardziej zauważalne w klimacie — dlatego byliśmy w stanie je tak dokładnie policzyć bez czekania pokolenia na dane historyczne.

Tak. Jest to energia przed atmosferą. Ale niewiele z niej jest odbijane. Większość różnicy pomiędzy nią, a tą która dociera do ziemi jest pochłaniana przez atmosferę, więc też przerabiana na ciepło. Do ziemi, u nas dociera trochę ponad 1000W.

Nie uważam, aby nawet spadek ceny energii elektrycznej (a nie sądzę, aby ten spadek był duży, bo znaczna część ceny energii idzie na utrzymanie całej infrastruktury przesyłowej) spowodował gwałtowny wzrost jej zużycia. Bardziej stawiałbym na zmianę profilu. Np. zamiast pieców CO - ogrzewanie elektryczne lub pompy ciepła.

A co do wahań. Statystycznie są zauważalne, ale nie zagrażają naszemu istnieniu.

11 godzin temu, deshipu napisał:

[...]Wniosek jest taki, że każda zmiana w istniejącym projekcie technologicznym obarczona jest dużym ryzykiem, bo nigdy nie jesteś w stanie przewidzieć wszystkich zależności, jakie gdzieś tam po drodze istnieją. Modernizacja linii produkcyjnej to jest duży i ryzykowny projekt i bardzo często zwyczajnie się nie opłaca. Nie dlatego, że nikt nie zapytał "czemu", tylko dlatego, że odpowiedź na to pytanie czasem wymaga kilku lat badań.

I owszem. I również dlatego jest wielki opór przed rewolucyjnymi zmianami. Ale to o czym piszesz nie przeczy temu o czym piszę ja. Czasami przywiązanie do tego, że "tak jest dobrze, bo tak zawsze było" blokuje rozwój równie mocno. Czasem wystarczy jedna firma która zaryzykuje i osiągnie sukces, i reszta rusza za nią jak lemingi. Raz na bujne pastwiska, a kiedy indziej prosto w przepaść.

11 godzin temu, deshipu napisał:

Tak, chciałem o tym pisać, ale stwierdziłem, że już trochę za dużo na jeden post. Z tym, że tutaj znowu są problemy natury "organizacyjnej". Większość zaawansowanych technik diagnostycznych jest jednak inwazyjna i nie jest neutralna dla zdrowia, nie mówiąc już o niebezpiecznych materiałach zawartych w tych urządzeniach. Bransoletki monitorujące wydają się dobrym pomysłem, dopóki te dane trafiają na twój własny komputer, a nie do twojego ubezpieczyciela żeby zdecydować czy warto cię ubezpieczyć. A już feed z danych biometrycznych żywo to w zasadzie podłączenie na stałe do wykrywacza kłamstw. Zanim coś takiego stanie się możliwe bez przyniesienia pacjentowi więcej szkody niż pożytku, to musielibyśmy najpierw rozwiązać kilka drobnych problemów społecznych.

Z prywatnością już mamy problem. I wyzbywamy się jej masowo, nawet o tym nie myśląc. Uważasz, że taka drobnostka o której nikt oficjalnie w reklamach nie wspomni (a jedynie drobnym drukiem gdzieś w środku umowy) powstrzyma ludzkość przed zwiększeniem wygody, czy poczucia "bezpieczeństwa"? Wielki brat już patrzy. Jedynie wzrok mu się dzięki temu ciut polepszy.

Niedawno znajomy opowiedział mi o tym, jak zaczął dostawać reklamy związane z dzidziusiem. Krótko po tym żona oświadczyła mu, że będzie tatusiem. Przypadek? Może...

Pozdrawiam wszystkich i Wielkiego Brata :).

  • Lubię! 1
Link to post
Share on other sites
18 minut temu, Jamik napisał:

Nie uważam, aby nawet spadek ceny energii elektrycznej (a nie sądzę, aby ten spadek był duży, bo znaczna część ceny energii idzie na utrzymanie całej infrastruktury przesyłowej) spowodował gwałtowny wzrost jej zużycia.

No własnie jak masz tanie reaktory fuzyjne (takie wielkości furgonetki, jak Lockheed obiecuje), to nie masz infrastruktury — stawiasz po reaktorze wszędzie gdzie potrzebujesz prąd, bez konieczności ciągnięcia kabli, a nadmiar dajesz w grzałkę.

I teraz oczywiście istotne jest też rozłożenie tych źródeł ciepła. Łatwo się domyślić, że będą raczej się klastrowały w miastach i wokół centrów przemysłu.

  • Lubię! 1
Link to post
Share on other sites

Za chwilę obiecają kieszonkowy. Zegarek z reaktorem fuzyjnym 🙂 .  Jakoś nie sądzę, by w rozsądnym czasie udało się zbudować takie coś mniejsze od typowej elektrowni jądrowej. 

Link to post
Share on other sites

@Jamik Absolutnie nie neguję nieprzystosowania naszej energetyki do fotowoltaiki, ale jest to źródło relatywnie nowe. Pewnie minie wiele lat zanim zaczniemy budować magazyny energii o znaczącej pojemności i dużej mocy chwilowej (np. Li-ion). Zanim to nastąpi można korygować zmiany zapotrzebowania przy pomocy elektrowni z turbinami gazowymi, które mają znacznie niższą bezwładność od bloków węglowych. Chyba nawet Niemcy mają je jako zapas w przypadku spadku produkcji z OZE właśnie ze względu na elastyczność.

Bardzo ciekawe spojrzenie pod kątem ewolucji przepisów. Widać jak na dłoni, że wprowadzamy jakieś dziurawe rozwiązania, które są później łatane (i to zdecydowanie nie jedyny obszar w którym tak się dzieje). Z drugiej strony - czy gdyby nie bardziej liberalne podejście ustawodawcy na początku kariery PV w naszym kraju, to czy nastąpiłby tak szybki jej rozwój, jak obserwowany w ostatnich latach?

  • Lubię! 1
Link to post
Share on other sites

Zgadzam się z tym co piszesz. Niestety, za pieniędzmi idącymi w samą instalację paneli nie idą inwestycje w taką modyfikację systemu energetycznego, aby tę wytworzoną energie wykorzystać w efektywny sposób. No ale z tym nie do końca radzą sobie również bogatsze kraje. Jak dla mnie nadzieją jest wodór. Tyle, ze obecne metody jego pozyskiwania są ciut mało sprawne. Ale to pozwoliłoby wytwarzać paliwo tam, gdzie energii słonecznej w skali roku jest pod dostatkiem, i transportować tam, gdzie jest jej za mało. Również w motoryzacji raczej widzę wodór, a nie akumulatory. Ale przyszłość pokaże, czy miałem rację, czy się myliłem.

Link to post
Share on other sites
Zarejestruj się lub zaloguj, aby ukryć tę reklamę.
Zarejestruj się lub zaloguj, aby ukryć tę reklamę.

jlcpcb.jpg

jlcpcb.jpg

Produkcja i montaż PCB - wybierz sprawdzone PCBWay!
   • Darmowe płytki dla studentów i projektów non-profit
   • Tylko 5$ za 10 prototypów PCB w 24 godziny
   • Usługa projektowania PCB na zlecenie
   • Montaż PCB od 30$ + bezpłatna dostawa i szablony
   • Darmowe narzędzie do podglądu plików Gerber
Zobacz również » Film z fabryki PCBWay

Dołącz do dyskusji, napisz odpowiedź!

Jeśli masz już konto to zaloguj się teraz, aby opublikować wiadomość jako Ty. Możesz też napisać teraz i zarejestrować się później.
Uwaga: wgrywanie zdjęć i załączników dostępne jest po zalogowaniu!

Anonim
Dołącz do dyskusji! Kliknij i zacznij pisać...

×   Wklejony jako tekst z formatowaniem.   Przywróć formatowanie

  Dozwolonych jest tylko 75 emoji.

×   Twój link będzie automatycznie osadzony.   Wyświetlać jako link

×   Twoja poprzednia zawartość została przywrócona.   Wyczyść edytor

×   Nie możesz wkleić zdjęć bezpośrednio. Prześlij lub wstaw obrazy z adresu URL.

×
×
  • Utwórz nowe...

Ważne informacje

Ta strona używa ciasteczek (cookies), dzięki którym może działać lepiej. Więcej na ten temat znajdziesz w Polityce Prywatności.