Comments 53
..может привести к значительно более дешевой и устойчивой солнечной системе
"Скоро налетит Земля на небесную ось", если будем продолжать пользоваться переменным током?
Публикатор сего безобразия не пробовал включить голову и прочитать то, что перевёл гугль-переводчик (или через что вы там переводили)? Я сломался на втором абзаце.
Идея статьи интересная, но перевод безобразный, вплоть до противоположного смысла (например, " В конце XIX века единственным источником электроэнергии в домохозяйствах было освещение." - может, потребителем, не источником?) Минусы не ставлю, вдруг исправит?
Если по делу - проблема в универсальности и электробезопасности. Постоянные 110в опаснее переменных, потому что могут "притянуть" и "не отпустить" при касании.
Начали за здравие, закончили чуть ли не "вместо мяса будете есть жуков".
* Не нужно отказываться от пылесоса, достаточно пользоваться беспроводным, аккумулятор которого можно заряжать на малом токе много часов.
* Не нужно отказываться от электрочайника, достаточно перейти на термопот, который имеет хорошую термоизоляцию, относительно небольшой объём и малую мощность. Заодно не придётся ждать нагрева водички.
* Не нужно отказываться от стиральной машины и водогрейки, достаточно установить хороший бак-накопитель горячей воды, в который будет сбрасываться весь излишек энергии, не востребованный в каждый момент времени. Из него можно будет и помыться самому, и помыть посуду/постирать одежду. Кстати, в таком случае часть солнечных панелей можно заменить на солнечный коллектор, который со временем не деградирует, не требует электронной обвязки и не имеет проблем с изменением КПД преобразования солнечного света в энергию (тепловую).
И только приборы для ухода за волосами, игровые компьютеры, печи/плиты действительно вряд ли найдут адекватной и удобной альтернативы в такой схеме.
Но добавив к этому ещё отопление и кондиционирование, окажется, что подключение к центральным энергетическим сетям всё равно сделать придётся. А раз оно будет, возникает вопрос - на кой чёрт дублировать генерирующие мощности на здании, увеличивая стоимость его строительства (и ипотечного кредита)? В конце концов, люди хотя бы от части существа экономические и большинство способно сравнить минимальную разницу в счетах за коммуналку, с большой разницей в счетах по ипотечному займу/банковским процентами. И разница эта будет не в пользу предложенной гибридной схемы.
Но добавив к этому ещё отопление и кондиционирование, окажется, что подключение к центральным энергетическим сетям всё равно сделать придётся. А раз оно будет, возникает вопрос - на кой чёрт дублировать генерирующие мощности на здании, увеличивая стоимость его строительства (и ипотечного кредита)? В конце концов, люди хотя бы от части существа экономические и большинство способно сравнить минимальную разницу в счетах за коммуналку, с большой разницей в счетах по ипотечному займу/банковским процентами. И разница эта будет не в пользу предложенной гибридной схемы.
В такие моменты я себе представлял как юный эколог вырывает с мясом проводку в каком-то старом автомобиле или механизме со словами "вот и пригодилось".
А раз оно будет, возникает вопрос - на кой чёрт дублировать генерирующие мощности на здании, увеличивая стоимость его строительства (и ипотечного кредита)?
Откуда такая уверенность? Для любого нового жилого здания и так строится электростанция (ну или какая-то её доля). С чего вы взяли, что строить на сотню квартир условные 0.02ТЭС+ коллекторы на крыше не будет выгоднее, чем просто 0.04ТЭС? Я тут вижу кучу факторов.
Проблемы тоже есть. Например, иметь потенциально две силовые проводки в доме. Хотя у электроплиты, стиралки и центрального кондиционера (или любого другого крупного потребителя) они и так отдельные должны быть.
ВИЭ на доме нужно будет обслуживать, или платить повышенную цену за условно необслуживаемую конструкцию. То и другое не позволит иметь меньшую стоимость генерирующей мощности, чем на ТЭС. При этом, насколько я понимаю, у больших электростанций стоимость генерирующей мощности падает с увеличением масштабов.
Вывод: кроме того, что маловероятно сэкономить на стоимости оборудования к необходимой мощности. Это ещё будет увеличивать цену сетевой энергии, вынуждая строить менее мощные центральные станции.
Насколько я понимаю, на данный момент автономные энергосистемы целесообразны только для условных хуторов/усадеб, где владелец изначально готов переплачивать за то, что бы быть подальше от людей и инфраструктуры. И для них вопрос стоимости (а значит экономии в т.ч. ресурсов) не стоит. Они если и будут давать добро на такое, то вовсе не ради экономися энергии и ресурсов планеты. А ради собственного комфорта. И с резервированием.
Насколько я понимаю, на данный момент автономные энергосистемы целесообразны только для условных хуторов/усадеб, где владелец изначально готов переплачивать за то, что бы быть подальше от людей и инфраструктуры.
По разному. Но гибридные системы нагрева например воды - норма для южных стран. У нас в квартире вода греется от электрического бойлера, но с апреля по октябрь его никто не включает. При этом наш дом вполне многоквартирный и строили его до появления массового производства солнечных панелей.
При этом, насколько я понимаю, у больших электростанций стоимость генерирующей мощности падает с увеличением масштабов.
В общем случае у них есть оптимальный с точки зрения цены размер. Ну и у ТЭС основные расходы - это топливо, КПД вы выше ~100% не получите ни на каком масштабе. А главное достоинство солнечных панелей - их КПД не зависит от площади. А мест куда их можно воткнуть вроде козырьков на парковке - реально много.
Есть ли смысл заморачиваться ради СЭС энергосистемой с постоянным током - это отдельный вопрос.
Хотя у электроплиты, стиралки и центрального кондиционера (или любого другого крупного потребителя) они и так отдельные должны быть.
Но отдельная линия от щитка стоит дешевле и делается совсем уж просто, в отличие от отдельной проводки под постоянный ток.
Проблем много, но как идея мне в голову приходило какое-то время назад, когда стали убирать зарядки из комплектации телефонов. Я так призадумался сколько же стоит выпрямителей напряжения в нашей любимой электроники. И сколько же их можно было бы выкинуть, если бы в доме была сеть 12 вольт. Только опять незадача. Куча электроники хочет кучу разных напряжений, 3.3, 5, 12, 24, И это только в одном компьютере. А так еще бывают всякие 15 и 20 Вольт.
Это все здорово, но какую же работу по стандартизации придётся сперва проделать, чтобы сократить этот зоопарк. И тут возникает вопрос курицы и яйца - а стоит ли игра свеч.
Не нужно отказываться от стиральной машины и водогрейки, достаточно установить хороший бак-накопитель горячей воды, в который будет сбрасываться весь излишек энергии
Стиральные машины подключают к холодной воде, они греют воду сами.
Кстати, в таком случае часть солнечных панелей можно заменить на солнечный коллектор, который со временем не деградирует, не требует электронной обвязки и не имеет проблем с изменением КПД преобразования солнечного света в энергию (тепловую).
Ценник только неоправданно высок. Окупаемость уходит далеко за несколько десятилетий
Стиральные машины подключают к холодной воде, они греют воду сами.
Я это знаю. Но разговор о технике под постоянный ток на 12/24 вольт. Думаю такие стиралки если и есть, то стирают только в холодной воде по понятным причинам. А это так себе киллер-фича для массового внедрения.
Соответственно, адептам постоянного тока с крыши придётся придумывать стиральную машинку с тёплой водой, например из бака, где она была нагрета и накоплена заранее. Потому что ну не откажутся люди от стиральных машин. Тем более люди из не бедных стран, которым в принципе могут быть интересны все эти рассуждения про экономию энергии и ресурсов планеты.
Так кит набор для солнечного коллектора стоит в районе 130 тысяч. Для бедных не очень то и доступно, для небедных - какой смысл? Да и вообще, сама идея перевода на постоянный ток странная. Допустим, у меня уже есть парк техники. Покупать новую, которая будет стоить дороже, по функционалу хуже, а старую вообще непонятно куда девать. И ради смешной экономии? Сколько срок окупаемости всей этой переделки, интересно бы, прикинуть...
тут указывалось, что переводить нужно новострой в первую очередь. Ваш парк техники как указано, легко переводится на постоянку, вопрос только в том как это делать. Новые вещи очень часто теперь идут с отдельным БП AC-DC, который можно заменить на DC-DC. Тут вопрос стандартизации 24В, который в принципе был и есть. 24В всегда использовали во многих местах, в том числе в учебных заведениях, заводах. Т. е. им солнечные панели прям показаны.
Ладно новостройки. Я вот переезжаю в новое жильё. Если освещение ещё понятно, то вот из остального используемого адаптеры имеют только монитор, роутер, да телефоны. Все остальное если и работает на постоянном токе, но все равно имеет свои блоки питания, что требует какой то переделки. А уж лезть туда мне самому совсем не хочется. Да и вряд ли эти наборы будут бесплатными. Опять экономика процесса куда то улетает не туда.
Вы забываете несколько моментов.
1) Статья переводная. И написана из расчёта в том числе на ту половину планеты, которая снег видела по телевизору, и дешёвого газа в их стране нет.
2) Статья описывает разработку новых энергосистем. Европейских стран с уже работающими энергосистемами и снижающимся населением она может касается и весьма слабо. Но вот для какой-нибудь Индии и Индонезии, она вполне может иметь смысл.
3) Стиральные машины подключают в том числе и к горячей воде, в БССР такие машинки не особо импортируют, потому что в БССР горячая вода обычено отличается по составу от холодной из-за центрального водоснабжения. Но в общем случае, например при наличии АГВ - это разумно.
Стиральные машины подключают к холодной воде, они греют воду сами.
Разные есть. Как и посудомойки, бывают с подключением сразу горячей и холодной
Но это редкое явление
Которое можно сделать самому: делаем отдельную линию "тёплой" воды, к которой подключаем: стиралку, посудомойку и, например, душ. В линию подаём воду от бойлера, который греет её до +30. В результате: в половине случаев стиралка догревать не будет, посудомойке тоже значительно проще будет догревать, и для мытья себя такая вода подойдёт отлично.
А в чем смысл такого? Так и так электричеством греть
Вода может
1) частично греться от солнца
2) греться газовой колонкой
Плюсов несколько: стиралка начинает стирать сразу, а не греет воду - экономия времени, посудомойка первичное ополаскивание делает тёплой водой - лучше отмывается, для нагрева до +30 летом можно вообще ээ не тратить, бойлер за счёт окружающего воздуха нагревается.
греет её до +30
Нельзя так делать - заванивается (какая то живность заводится). Личный опыт - пытался на электрическом бойлере задать температуру для душа.
Ну и заодно. В северной Америке, как, скорее всего, и в других странах с традиционными 110-120 В в электросети, "обычные" стиральные машинки и посудомойки подключены и к холодной и к горячей воде
Переменный ток имеет 3 преимущества:
С ним легко делать дешёвые и эффективные асинхронные двигатели
Простая и надёжная схема повышения напряжения.
В связи с тем что эл. энергия в большинстве случаев вырабатывается генератором при преобразовании вращательного движения в эл. ток, переменный ток не требует "выпрямления".
а другим "крупным" потребителям в виде разных нагревателей, не важной какой ток постоянный или переменный.
Все правильно. Но мир меняется,
двигатели становятся коллекторными (в дрелях и пылесосах), бесколлекторными (в пылесосах) /инверторными (как в холодильниках/кондиционерах). Ассинхронные однофазные раньше были в холодильниках, стиралках, вентиляторах, кондиционерах.
высокочастотные преобразователи активно развиваются. MPPT становится легкодоступным.
большей части бытовой техники и освещения постоянный ток тоже становится допустим.
ископаемое топливо дорожает
А тема из заголовка просто требует пересмотра привычных подходов к проектированию и эксплуатации зданий. Если можно сделать экономию за счет незначительного усложнения эксплуатации - это допустимо (не постоянно же только облегчать быт).
Еще относительно важный вопрос в современных реалиях - автономность жилых хозяйств и снижение зависимости от централизованной инфраструктуры, например, от крупных электроподстанций. А микрогенерация с отдачей энергии в сеть - способ окупаемости такого подхода.
При повсеместном использовании постоянным током, возникнет одна проблема которая не была оговорена и да, она будет очень мешать и потребует большего внимания к линиям электропередач, причем чем выше будет напряжение, тем сильнее это будет выражаться!
А проблема эта называется электрохимическая коррозия, т.е. все металлические несущие конструкции будут подвержены этому паразитному явлению, какую бы изоляцию не делали, все равно минимальные микротоки будут стекать на землю медленно разрушая металл "зарытый в землю"
На железной дороге, с постоянным током, ведется мониторинг таких утечек и замер потенциалов, а там напряжения то не особо большие всего 3300 Вольт.
Т.е. Повышение КПД за счет отсутствия лишних преобразований, все равно выльется в более дорогостоящую инфраструктуру транспортировки постоянного тока...
Как будто нейросеть на заданную тему писала..
И КПД уже давно не 70% у преобразователей, и при питании постоянным преобразования никуда не денутся, у всех потребителей разное напряжение.
А главное, просто попробуйте обычный утюг или бойлер, которым якобы, вскоре равно, каким током питаться, включить на постоянный ток, который рекламируется... сюрприз! Дуга не гаснет в момент перехода через ноль.
Не будем использовать AC/DC преобразователь. Все будет в шоколаде. Честно, просмотрел статью по диагонали, но ни где не заметил упоминания, что для каждого устройства будет вместо использования AC/DC необходимо будет использовать DC/DC преобразователь (каждое устройство использует работает в своем диапазоне напряжения, или уже имеет встроенный DC/DC преобразователь), эффективность которого ни разу не выше.
Допустим, ваша линия питания = 48 вольт.
Что будет делать потребитель, которому нужно 12 вольт? Сюрприз.... либо линейный преобразователь с КПД ниже плинтуса, либо преобразование через переменку ;)))
Про остальное вообще промолчу, даже курс школьной физики объясняет причины использования переменки на длинных линиях, а не постоянки.
Почему у нас повсеместно переменный ток объясняет скорее курс истории техники. А вот курс школьной физики скорее объясняет почему ЛЭП переменного тока не могут быть ни длинными (излучение, емкость), ни мощными (скин-эффект, синхронизация), ни дешевыми (в эру полупроводников). Неплохая статья по теме.
А вот курс школьной физики скорее объясняет почему ЛЭП переменного тока не могут быть ни длинными (излучение, емкость), ни мощными (скин-эффект, синхронизация),
50 Гц - это не про излучение (4-я степень частоты) и скин-эффект. Емкость - иной раз даже добавляют на подстанциях и у крупных конечных потребилелей ("косинусный конденсатор").
P.S. Ссылка на статью - пуста.
У постоянного тока есть важное преимущество: возможность прямой буферизации/резервирования аккумуляторной батареей, без лишних преобразователей. И вопрос тут скорее не в энергоэффективности, а в надёжности, где инверторы становятся «слабым звеном», да в добавок ещё и весьма дорогим.
Таким образом, мне на данный момент представляется заслуживающей внимания такая гибридная система: критичная нагрузка (частичное освещение, слаботочка, связь) - на постоянном токе с батарейным резервированием и опционально альтернативным питанием. Важная /эпизодическая нагрузка, требующая строго переменки (холодильныи, насос водоснабжения, насосы отопления) - через относительно маломощный и недорогой инвертор, который по причине недороговизны можно и зарезервировать, плюс для них можно добавить резервирование от бензогенератора, который в этом случае тоже может быть недорогой и маломощный.
Мощная нагрузка (электробогрев, посудомойка, стиралка, плита, всё, без чего можно обойтись) - только от промышленной сети переменного тока.
Перевод ужасный.
А что касается темы - переменный тем и удобен что его удобно преобразовывать.
А используя постоянный ток преобразовывать все равно придется.
Та же солнечная батарея например на 24 вольт будет в процессе работы выдавать напряжение от 0 до 30 вольт.
Чтобы передать энергию на какое то заметное расстояние - например сделать освещение в квартире это метры и десятки метров нужно поднимать напряжение хотя бы до 100вольт. Или делать медную проводку в палец толщиной.
Иначе будут огромные потери на нагрев проводов.
А потребителю - лампочка, компьютер, такое высокое напряжение не нужно - придется понижать, а эффективно менять напряжение можно только у переменного.
В общем на пути от генератора до конечного устройства приходится в любом случае десятки раз преобразовывать параметры тока - частоту, напряжение, и от этого никак не уйти, потому что все потребители разные.
Так в чем же тогда преимущество постоянного?
Холодильник полноценный самый современный и энергоэффективный будет потреблять по 150-300вт в режиме охлаждения. Тут среднее потребление за сутки или месяц не стоит брать. И самый главный ньюанс пиковая нагрузка при пуске компрессора, да кратковременно но потребление в 6-8 раз выше рабочего.
Ноутбук 20вт будет разве что при простое без активных задач потреблять. Просмотр фильма или игры уже будет от 45вт потребление.
Возьмём мелкий холодосик 50*50*50см который кушает 80вт в рабочем режиме. пару лампочек по 10вт и включенный сериал на ноутбуке около 35вт. Wifi роутер тоже ватт 5 кушает. Создаём ситуацию, мы смотрим сериал захотелось прохладительных напитков и снеков. Открываем дверцу достаем газировку, включаем свет насыпаем чипсы в чашку. И тут термодатчик холодильника ощутил потерю в пару градусов. Запускается компрессор, на одну секунду потребление повышается в 6 раз то есть 480вт. При безопасных 150вт на весь участок сети. Провоцируется просадка, свет моргает, ШИМ контроллер в ноутбуке пытается скомпенсировать пониженное напряжение. И в тот же момент напряжение приходит в норму. Раз на 10й - 150й в такой ситуации может пробить мосфет во входной цепи у ноутбука и он сгорит. И наш wifi роутер точно пойдет в перезагрузку или повиснет.
Пока есть устройства с таким большим пусковым током, внедрить их в сеть с постоянным напряжением будет сложно и нецелесообразно. Сейчас технику от перепадов в сети спасают индивидуальные для каждого устройства блоки питания. Которые выдают постоянное напряжение необходимое устройству.
А без этого к примеру монитор или телевизор при пуске компрессора того же кондиционера, будет тухнуть. И так раз 10 за час может произойти при поддержании температуры в комнате. Даже если ни что не сгорит, сам факт такой гирлянды уже не комфортно и дико будет раздражать.
Слаботочка подойдёт разве что для устройств с маленьким потреблением. Wifi роутер, освещение, зарядка гаджетов(наушники,смартфоны,вейпы итд), питание устройств-датчиков относящихся к системам умного дома или его охраны. Ставить солнечную панель как по мне перспективней всего с расчетом именно на такие устройства. А не мудохаться с инверторами для запитки холодильника, стиралки, микроволновки, пылесоса.... Для них пока по всем аспектам лучше переменное напряжение от электростанции. Лучше 2-5ч при авариях посидеть без кондиционера чем то же время бегать и пытаться понять почему инвертор не запустился, аккумулятор сядет. Генератор словит конденсат в системе подачи топлива и не запустится. Это займет время, нервы. Идеально системы с резервным питанием работают в самом начале их установки. А с каждым годом с учётом простоя оборудования, без профилактических запусков. Начнут появляться неприятности
DVD/VCR? Статью из какого тысячелетия вы скормили переводчику?
Пожалуйста, хоть читайте что машина вам переводит. А то кухню она расположила на ПЕРВОМ этаже, а всё остальное на ПЕРВОМ этаже.
Я подозреваю, что это было ground floor / 1st (top) floor.
Предлагаемая схема на постоянном токе не конкурентна по экономическим причинам.
Ну скажем без особых затрат можно через схемы зашиты запитывать от постоянки лампочки, модемы приделать разъемы юсб на стандарты быстрой зарядки типа PD с ним заряжать гаджеты(ноутбуки, смартфоны и т.д). Ну все равно конечно будут затраты на преобразование в разные напряжения. Ну вариант если аккуммуляторную батарею поделить на секцию и сделать отводы то можно отводить с неким шагом разное напряжение и избегать таких потерь, имея выходы на разное напряжение.
первый этаж, прямо под крышу (где находятся солнечные батареи), а спальни переместив на первый этаж.
?
Последний абзац мне не нравится.
Простой пример. Чайник чтобы нагреть воду (примерно) на 2 л за 2 минуты нужен на 2 кВт. Т.е. ток 2000/220= 9А, а для постоянного тока на 24 В, ток будет 2000/24=83 А (на дай бог 12 В). Почувствуете разницу в 9 раз. А какое сечение для того тока наверно с кулак. А это только один прибор. И какие солнечные панели с нашим климатом, это не российский вариант.
Подумав, предлагаю единственную модель применения постоянного тока, которую можно и нужно внедрять.
Во-первых, постоянный ток, как правильно заметили, годен только для маломощных потребителей. Фактически, только освещение. Сконцентрируемся только на освещение. Кухня, стиральные машины, отопление, даже компьютер - исключаем.
Освещение.
Лампочки на основе светодиодов, как правильно заметили, дороги и по-сути, расточительство из-за того, что в КАЖДОЙ лампочке приходится размещать блок питания. Это неприемлемо. Нужно, чтобы лампочки потребляли постоянку 24 вольта.
Решение.
Стандартизируем лампочки, со специальным цоколем, потребляющие постоянный ток 24 вольта (если можно технически и 38 вольт, еще лучше). Выпускаем снипы на провода для подобных потребителей. Стандартизируем блоки питания - драйверы в виде отдельных устройств, принимающих 220 переменку и выдающие 48 постоянку.
Предполагается, что в районе середины стены будет располагаться БП, от него будут идти провода к люстрам, лампам и прочему через выключатели. Соответственно, и к usb-розеткам на стенах. Стандартизировать провода и вилки для ноутбуков для подключения к комнатной сети постоянного тока.
Лампочки будут максимально дешевые, потому что не включают в себя драйвер.
Зарядники для телефонов будут не нужны. Для ноутбуков зарядники будут не нужны.
Upd. Солнечные панели к чертям. Без обсуждения.
Предполагается, что в районе середины стены будет располагаться БП
В середине это где? А как его менять если он сломался? Он должен быть на виду у всех? Как его вписать с интерьер? А как защищать провода от КЗ? Сейчас часто делают так, что все провода от потребителей и выключателей сходятся в эл. щит и там уже установлены защитные устройства и произведена необходима коммутация.
А еще вы видимо не сталкивались с решением описанной задачи. Если напряжение 24В, то какой ток будет идти по проводам если необходимо освещение в 500Вт? А какое будет падение напряжения на проводе в 20м? Не будет ли побочного эффекта, что часть подключенная по проводу в 5 м и часть по проводу в 15 из-за потери напряжения на проводе светятся по разному?
Отличная критика. Про падение напряжения я тоже переживал. Либо делители напряжения из настроечных резисторов у патрона и каждую ветку настраивать (да, это костыль и потери), либо светодиодные лампы должны светить одинаково в определенном разбросе напряжений. При этом коробка с драйвером должна находиться под потолком, чтобы от нее ветки с проводами были ПРИМЕРНО одинаковыми длиной к лампочкам (прям как в атомной бомбе).
Либо это эта идея с проводами с постоянкой просто лажа.
Тогда выход один - у каждой люстры располагать свой драйвер. К люстрам проводить обычный 220. Единственный плюс остается - упрощение и удешевление светодиодных лампочек, что, мне кажется все равно неплохо.
Медленное электричество. Скоро возвращение постоянного тока?