Передача энергии без проводов на дальние дистанции

[Nessen8]

Поглощение средой радиоволн не столь велико и зависит от свойств последних. Средние волны способны распростронятся на тысячи километров. Очевидно нужно добится того чтобы они распространялись не во все стороны, а образовывался устойчивый резонанс между двумя удаленными антеннами. Как насчет "стоячих волн"? Неплохо подошло бы квантовое туннелирование. Пока оно возможно лишь на микроскопические дистанции. Но теоретически если бы удалось охладить электрон практически до температуры абсолютного нуля, его волна де Бройля может стать достаточно большой и для больших расстояний.

[Munin]

(Оффтоп)

Dmitriy40 в сообщении #1031291 писал(а):

Солнечная доступна весьма ограниченно: ...КПД солнечных батарей

А вы думаете, что в вашей фантастической ситуации КПД может быть существенно больше? Напрасно-с.

Dmitriy40 в сообщении #1031291 писал(а):

Вовсе нет, этой энергии не обязательно выделяться

Такого не бывает.

Dmitriy40 в сообщении #1031291 писал(а):

Например быстро переменное магнитное поле сильно греть атмосферу не будет (про литосферу не уверен), а простейшей электрической машиной можно энергию получить.

Каждая длина волны, конечно, поглощается средой по-разному. Но каждая - в конце концов поглощается.

Если вы не сделаете из планеты гигантского ближнепольного подзарядочного устройства. Но это опять же потребует проводов размером с экватор. Плюс боюсь, с другими неприятными характеристиками (например, или вольтаж, убивающий всё живое, или частоты СВЧ, опять же превращающие планету в СВЧ-печку, или эффективность извлечения энергии такая, что надо с собой километровую антенну таскать... и многотонные конденсаторы).

-- 26.06.2015 19:27:12 --

Nessen8 в сообщении #1031333 писал(а):

Очевидно нужно добится того чтобы они распространялись не во все стороны, а образовывался устойчивый резонанс между двумя удаленными антеннами. Как насчет "стоячих волн"? Неплохо подошло бы квантовое туннелирование.

Это всё выглядит как "я знаю кунг-фу, тэквондо, и много других красивых слов". И ещё как "вы не пробовали использовать логарифмы?".

Поглощение будет велико, независимо от того, излучает сигнал одна антенна или несколько. Вот вам и "резонанс" и "стоячие волны" (которые пишутся без кавычек). А "квантовое туннелирование" вообще бред.

[no_name]

Раз уж тут обсуждаются какие-то фантастические вещи объясните мне почему до сих пор никто не сделал такую штуку:

Берём шланг, туда в центр провод из ВТСП купрата какого-нибудь, такие провода вроде даже производят, по шлангу пускаем жидкий азот, насос с двух сторон провода. Не должно получаться так уж дорого, азот дешёвый и его легко получить. Я уверен у многих была такая идея, видимо это не реально раз нет до сих пор таких проводов, но почему? Если между какими-нибудь подстанциями провести такую линию затраты на охлаждение не окупятся экономией от отсутствия потерь?

[Anton_Peplov]

1. ВТСП-материалы очень хрупки. Из них не сделаешь провод. Не так уж давно научились наносить их тонкими пленками на подложку и в таком виде использовать.
2. Насколько я помню, при пропускании через ВТСП сильного тока сверхпроводящее состояние разрушается, так что передавать там можно копейки. Наверное, такая передача даже прокладку обычной линии не окупила бы, без всякого жидкого азота.
3. Жидкий азот, конечно, не жидкий гелий, но все-таки стоит рублей двадцать-сорок за литр. Чтобы залить им многокилометровую линию, потратиться надо прилично. Ну и плюс насосы (сколько на них потребуется энергии? Не больше ли, чем будет сэкономлено?), теплоизоляция, утечки... Нет, не стоит овчинка выделки.

[Евгений Машеров]

(Оффтоп)

Dmitriy40 в сообщении #1031313 писал(а):

Разомкнуть! Диэлектрики рулят.

Так вот что имел в виду дипломник, написавший, к удивлению научного руководителя, что "методологической основой работы является диэлектрический материализм"

[Nessen8]

Цитата:

Раз уж тут обсуждаются какие-то фантастические вещи

Ну, это еще не самые фантастические, вот эта пофантастичней будет:
http://compulenta.computerra.ru/veshest ... /10011126/

[DimaM]

no_name в сообщении #1031438 писал(а):

Берём шланг, туда в центр провод из ВТСП купрата какого-нибудь, такие провода вроде даже производят, по шлангу пускаем жидкий азот, насос с двух сторон провода. Не должно получаться так уж дорого, азот дешёвый и его легко получить. Я уверен у многих была такая идея, видимо это не реально раз нет до сих пор таких проводов, но почему? Если между какими-нибудь подстанциями провести такую линию затраты на охлаждение не окупятся экономией от отсутствия потерь?

Вы несколько отстали от жизни.
Есть такие кабели.
Есть такие линии.

[Евгений Машеров]

no_name в сообщении #1031438 писал(а):

Раз уж тут обсуждаются какие-то фантастические вещи объясните мне почему до сих пор никто не сделал такую штуку:

Берём шланг, туда в центр провод из ВТСП купрата какого-нибудь, такие провода вроде даже производят, по шлангу пускаем жидкий азот, насос с двух сторон провода. Не должно получаться так уж дорого, азот дешёвый и его легко получить. Я уверен у многих была такая идея, видимо это не реально раз нет до сих пор таких проводов, но почему? Если между какими-нибудь подстанциями провести такую линию затраты на охлаждение не окупятся экономией от отсутствия потерь?

Ну, собственно, опытные линии такие есть. А почему не строят массово - есть текущие затраты, есть капитальные. И можно маневрировать - увеличив капитальные, сократить текущие. Поскольку величины разного рода (даже размерности - деньги/год и деньги), их приводят к единому масштабу, умножая капитальные на ставку процента и прибавляя амортизацию (примерный механизм - чтобы сделать эти капитальные затраты, мы взяли деньги взаймы, и теперь считаем не капитальные затраты, а годовые выплаты по займу). Сверхпроводящая линия - рост капитальных затрат, а текущие сокращаются за счёт потерь (но появляются дополнительные статьи в текущих - пополнение испарившегося жидкого гелия или азота). Причём такой выбор, меж ростом текущих и ростом капитальных, не только между сверхпроводящей и обычной линиями. Но, скажем, между разными напряжениями линии (больше вложить в повышающие трансформаторы и высоту опор, но ток при той же мощности ниже, и потери), или между разными сечениями провода (больше потратить на медь, но сопротивление ниже, и потери) тоже можно выбирать.
Реальная стоимость сверхпроводящей километровой линии мне неизвестна, сообщалось, что при начале строительства оценивали в 13.5 миллионов евро. Мощность передаётся 40 мегаватт при напряжении 10 киловольт (то есть ток 4000А), впрочем, всё это из сообщения о начале проекта:
http://www.nexans.com/eservice/Corporat ... y_pro.html
что реально вышло - нужно выяснять особо. Для экономической оценки нужно знать цену на электроэнергию (на уровне производителя, не потребительскую), ставку процента и потери в обычной ЛЭП 10 kV длиной километр.
Что-то мне подсказывает, что она, эта линия, не окупается. Грубая прикидка даёт, что окупаемость случится при потерях в обычной линии 2%-3% на километр. Полагаю, они ниже.

[Евгений Машеров]

Вообще, в самой постановке задачи "Как передать энергию без потерь" заложено некое противоречие. Чтобы энергия была получена на приёмнике - она там должна поглощаться. А чтобы не поглощалась при передаче - она должна быть в слабопоглощаемой форме. Какой-нибудь источник нейтрино обеспечил бы отсутствие поглощения на пути пучка - но как его в приёмнике потребить? Противоречие не абсолютное, можно уменьшить потери в среде передачи, обеспечив получение энергии адресатом, но оно есть и создаёт трудности.

[Nessen8]

Поглощение радиоволн в среде зависит от дифракции, дифракция от длины волны, длина волны еще и от фазавой скорости распространения. Вообщем много вариантов. Возможно ли образование устойчивого резонанса между двумя достаточно удаленными друг от друга антеннами, скажем на километр?

[Anton_Peplov]

Поглощаются. Так же хорошо, как и ходячие.

-- 28.06.2015, 17:28 --

Евгений Машеров
Противоречие разрешается созданием между источником и приемником слабо поглощающей среды (при сильно поглощающем приемнике). Те же провода, даже и не сверхпроводящие, имеют сопротивление куда меньше, чем спираль лампочки.
Другое дело, что такой подход напрочь гробит идеи а-ля "давайте сделаем что-нибудь не со средой, а с энергией" - все эти хитрые поля, волны и так далее. О чем Вы и сказали.

[Dmitriy40]

Евгений Машеров
В анализе окупаемости сверхпроводящих ЛЭП надо учитывать не только потери электричества при эксплуатации, но и поддержание земли под воздушными ЛЭП в надлежащем состоянии, а это тысячи км, часто в труднодоступных местах. Плюс коронный разряд, плюс погода, плюс просто исключение значительных участков земли из пользования. Всё это включается в потери. Капитальные или текущие.
Сверхпроводящий же кабель можно закопать в землю и фактически оставить необслуживаемым на гораздо больший срок, чем воздушную ЛЭП. И расходы только на азот/гелий и работу компрессоров/холодильников.

По потерям, нашёл интересную фразу (отсюда),

Цитата:

По мнению международных экспертов в области энергетики относительные потери электроэнергии при ее передаче в электрических сетях не должны превышать 4%. Потери электроэнергии на уровне 10 % можно считать максимально допустимыми.

А тут про Россию говорят ещё больше, порядка 20% потерь (вообще интересная ссылка, посмотрите).

[DimaM]

Dmitriy40 в сообщении #1031923 писал(а):

В анализе окупаемости сверхпроводящих ЛЭП надо учитывать не только потери электричества при эксплуатации, но и поддержание земли под воздушными ЛЭП в надлежащем состоянии, а это тысячи км, часто в труднодоступных местах. Плюс коронный разряд, плюс погода, плюс просто исключение значительных участков земли из пользования. Всё это включается в потери. Капитальные или текущие.
Сверхпроводящий же кабель можно закопать в землю и фактически оставить необслуживаемым на гораздо больший срок, чем воздушную ЛЭП. И расходы только на азот/гелий и работу компрессоров/холодильников.

Можно в этом разрезе рассмотреть обычный кабель, не сверхпроводящий. Все слова про корону, погоду, поддержание земли к нему полностью применимы, азот/гелий/холодильников не требует. Но воздушные ЛЭП используются повсеместно, такой вот парадокс.
На закуску - пример местности, где тянуть кабель явно неудобно.

[Евгений Машеров]

Dmitriy40 в сообщении #1031923 писал(а):

Евгений Машеров
В анализе окупаемости сверхпроводящих ЛЭП надо учитывать не только потери электричества при эксплуатации, но и поддержание земли под воздушными ЛЭП в надлежащем состоянии, а это тысячи км, часто в труднодоступных местах. Плюс коронный разряд, плюс погода, плюс просто исключение значительных участков земли из пользования. Всё это включается в потери. Капитальные или текущие.
Сверхпроводящий же кабель можно закопать в землю и фактически оставить необслуживаемым на гораздо больший срок, чем воздушную ЛЭП. И расходы только на азот/гелий и работу компрессоров/холодильников.

По потерям, нашёл интересную фразу (отсюда),

Цитата:

По мнению международных экспертов в области энергетики относительные потери электроэнергии при ее передаче в электрических сетях не должны превышать 4%. Потери электроэнергии на уровне 10 % можно считать максимально допустимыми.

А тут про Россию говорят ещё больше, порядка 20% потерь (вообще интересная ссылка, посмотрите).

Считать, конечно, нужно всё. Но, скажем, затраты на землю - для кабеля её надо приобрести, потом провести земляные работы, потом можно вернуть в частичную эксплуатацию с сильными ограничениями (скажем, ничего копать нельзя, и строить, только пастбище, максимум - поле). Для воздушной ЛЭП - приобретать не нужно, ограничения менее тягостные (ограничения на высоту домов и пр.). Контролировать кабель тоже нужно. Коронного разряда, положим, нет, но он существенен при сверхвысоких напряжениях.
Ну и потери - приведенные Вами значения относятся к общим, на всю длину передачи. Даже если среднее плечо от электростанции до потребителя 100 км (полагаю, выше), и верна "оценка для России" 20%, то, значит, потери на километр порядка 0.2%, а рентабельность сверхпроводящей линии (опять - прикинута по опубликованным данным) будет, если в альтернативной ей "традиционной" ЛЭП 2.5% на километр.

[Munin]

DimaM в сообщении #1032008 писал(а):

На закуску - пример местности, где тянуть кабель явно неудобно.

А как там ЛЭП протянули, кстати? На ишаках?