Энергия и элементы питания

Каждую секунду на Землю поступает колоссальное количество солнечной энергии. Если бы мы могли собирать ее эффективно, человечество навсегда забыло бы о дефиците электричества. Однако современные солнечные панели упираются в физический потолок, который десятилетиями сдерживал развитие отрасли.

На днях международной команде исследователей из Университета Кюсю (Япония) и Майнцского университета имени Иоганна Гутенберга (Германия) удалось изящно обойти это ограничение. Они преодолели 100-процентный барьер квантового выхода, достигнув показателя в 130%. Как им удалось сломать привычные рамки и почему это меняет правила игры в солнечной энергетике?

Мы уже говорили о том, как повсеместное распространение искусственного интеллекта связано с ростом цен на оперативную память. Кажется, пришло время обсудить еще один момент. Инфраструктура для ИИ — это дата-центры по всему миру и тысячи серверов в них, работающих 24/7. Они потребляют огромное количество энергии, и спрос только увеличивается. Поэтому крупные компании активно ищут перспективные источники электричества. В том числе смотрят в сторону термоядерного синтеза. Можно подумать, что тут мы говорим больше про эксперименты, чем про готовые решения. Но нет, речь идет о вполне реальных переговорах OpenAI с Helion. Давайте разберемся.

^Starsend

Сегодня мы поговорим об ещё одном интересном способе генерации электроэнергии — концентрационном, где электроэнергию можно извлекать за счёт разницы в концентрации ионов в жидкой среде. 

Способ интересный, так как на земле достаточно большое количество самого известного жидкого растворителя и основы жизни — воды, которая, может быть использована ещё одним полезным для человека образом… 

^{Г.Г.Токарев, «Газогенераторные автомобили»}

В прошлой статье мы рассмотрели такой любопытный способ обогрева, который имеет своих сторонников, так противников, как использование тепловых насосов, в качестве которых (если не изготавливать их самостоятельно, что в принципе, тоже возможно) выступают обычные кондиционеры типа сплит-систем. 

Интересно, что подобный способ обогрева не является единственным, в череде несколько экзотичных вариантов и сегодня мы рассмотрим ещё один, который заставляет задуматься — использование газогенераторных установок, для производства пиролизного газа. 

Наверное, каждый из нас так или иначе сталкивался с пусковым током какого-либо импульсного блока питания, когда подключал его к сети. В этот момент возникал характерный щелчок, а иногда даже проскакивала искра между контактами вилки и розетки. А у кого-то возможно даже выбивало автоматический выключатель. А кто-то поменял 10 светильников с лампой накаливания на 10 светодиодных светильников и у него стало выбивать автомат, хотя потребляемая мощность светильников даже стала меньше… Почему же так происходит? Почему выбивает, а иногда нет, казалось правильно с запасом выбранный автоматический выключатель? Давайте попробуем разобраться вместе…

Солнечные панели до сих пор вызывают скептицизм, и во многом этот скептицизм оправдан: КПД современных фотоэлектрических модулей редко превышает 17–25 %, а это означает, что большая часть солнечного излучения, падающего на поверхность панели, просто рассеивается в виде тепла, не превращаясь в электроэнергию. Если добавить к этому потери в инверторе, соединительных кабелях и аккумуляторах, реальная эффективность всей системы оказывается ещё скромнее – и скептики получают очередной повод для сомнений.

Одним из наиболее распространённых инструментов борьбы с этими потерями стали MPPT-контроллеры, которые в реальном времени отслеживают точку максимальной мощности на вольт-амперной характеристике панели и удерживают режим работы вблизи неё вне зависимости от температуры, облачности и уровня освещённости. Это действительно работает – но лишь до тех пор, пока панель хоть как-то освещена, потому что никакой алгоритм не способен извлечь энергию из излучения, которое на панель просто не попадает. Если в девять утра панель жёстко закреплена под углом на юг, а Солнце ещё висит низко на востоке, MPPT-контроллер честно выжмет максимум из скудного косого света – но этот максимум будет несопоставимо меньше того, что могла бы дать панель, повёрнутая прямо на Солнце.

Именно здесь появляется идея солнечного трекера – механической системы, которая поворачивает панель вслед за Солнцем на протяжении всего светового дня, удерживая угол падения излучения близким к перпендикулярному. Идея выглядит логично, однако инженерный подход требует большего, чем просто красивая концепция: трекер – это механика, приводы, датчики, система управления, и всё это означает дополнительную стоимость, обслуживание и новые точки отказа. Поэтому прежде чем браться за проектирование, необходимо ответить на вполне конкретный вопрос – насколько велик выигрыш в энергии и оправдывает ли он усложнение системы?

Маск говорит, что самое дешёвое место для размещения ИИ скоро будет в космосе. Звучит как очередной футуристический разгон, но за ним прячатся вполне земные проблемы: вычисления, память, энергия и пределы текущей инфраструктуры. В статье разбираю, какие из этих тезисов подтверждаются данными, а где футуризм уже начинает работать отделом продаж.

Журналистка Ребекка Иган Маккарти опубликовала на сайте Grist репортаж, посвящённый ситуации с центрами обработки данных в США. В нём рассказывается о проблемах энергетики, экологии и отношении местного населения к развитию подобной инфраструктуры.

Мы посмотрели, как на объекте пищевой промышленности организован мониторинг трех трансформаторных подстанций 6/0,4 кВ. Нагрузка на производстве стабильная, но требования к надежности высокие: остановка электроснабжения приводит к браку продукции и простою оборудования.

Разберем архитектуру системы, используемые интерфейсы и несколько интересных решений — от пассивных датчиков температуры контактных соединений до ультразвукового контроля коронных и частичных разрядов.

Продолжаем проектирование. В этот раз рассмотрим бассейн, выращивание водорослей, солнечные панели и систему очистки остекления теплицы

Еще совсем недавно электромобили подавались как безальтернативное будущее. Не просто новый тип транспорта, а единственная морально правильная форма передвижения: тихая, цифровая, экологичная, прогрессивная. Машина как смартфон на колесах, только большая и с батарейкой.

На этом образе и выстрелила Tesla. OTA-обновления, автопилот, огромный экран, минимализм, ощущение, что ты покупаешь не машину, а подписку на будущее. Производители классических автомобилей сначала посмеивались, потом испугались, потом дружно побежали перестраивать линейки, обещая в считаные годы отказаться от ДВС. Казалось, еще немного — и бензиновая машина станет чем-то вроде кнопочного телефона.

А потом что-то пошло не так. В новостях начали мелькать заголовки о падении продаж, откате стратегий, замедлении спроса, разочаровании покупателей и кризисе самой идеи электрических авто. Одни бренды срочно возвращают гибриды, другие переносят запуск электрических моделей, третьи вдруг вспоминают, что двигатель внутреннего сгорания вообще-то еще не умер и местами чувствует себя вполне бодро.

Но если снизить градус драмы и перестать смотреть на рынок исключительно через кейс Tesla, выяснится любопытная вещь: электромобили в Европе вовсе не рухнули. Более того, рынок в целом продолжает расти.

Проблема не в том, что электрокары «никому не нужны». А в том, что после фазы эйфории рынок вошел в более скучную, но куда более честную фазу: конкуренции, ценового давления, смены лидеров, зависимости от субсидий и волн популярности отдельных моделей. То есть будущее не отменилось. Просто оказалось не таким гладким и блестящим, как обещали в рекламных роликах.

Плутоний — это вещество, имеющее широкий спектр применений, от устроения ядерного армагеддона до повседневной защиты от пожаров. Этот химический элемент массово производился в ядерных реакторах со Второй мировой войны, в отработанном ядерном топливе он встречается в различных изотопных составах, по которым можно определить такие параметры конструкции реактора, как выгорание топлива, исходная степень обогащения урана и спектральные характеристики нейтронов. Советский Союз изготовил больше плутония, чем любая другая страна. Основная его часть предназначалась для благородной цели сдерживания капиталистического империализма, однако малая доля досталась и ионизационным датчикам дыма наподобие КИ-1, РИД-1 и РИД-6М. (Буржуазные поджигатели войны предпочитали и по-прежнему предпочитают использовать для этого америций-241.) Время от времени жители бывшего СССР пытаются продавать плутоний из старых датчиков дыма на чёрном рынке ядерных технологий, считая, что их товар привлечёт бешеные деньги террористов, стремящимся развязать ядерную войну. Чуть ниже мы подробнее рассмотрим вероятность этого.

Мне были любопытны технические характеристики плутония из советских датчиков дыма, поэтому я нашёл старый датчик КИ-1 и извлёк из него источник. Конструкция источника во многом походит на конструкцию источников детектирующих камер в виде тюбика помады из первых датчиков Pyrotronics, производившихся в США. Советский выполнен из латуни и немного шире, чем аналогичный Pyrotronics. На внутренней осевой резьбе закрепляется крышкообразная защита от альфа-частиц, закрывающая полосу, которая содержит активный осадок; таким образом регулируется степень ионизации, производимой источником в камере, а также чувствительность датчика. Ниже я опишу свой анализ гамма- и альфа-излучения этого источника, а также поделюсь своими выводами о возрасте, активности, способе производства и пригодности этого плутония для ведения ядерной войны.

Продолжаем проектировать нашу солнечно-аэродинамическую электростанцию. В этот раз мы подробнее рассмотрим турбины, их устройство и особенности работы

Ранее я затрагивал на Хабре тему ядерных реакций с участием азота, происходящих в атмосфере под действием электрических разрядов. Статья «Азот и молнии» от 30 августа 2021 года собрала впечатляющие 24,9% дочтений при всего 2,8% доскроллов. Сегодня я возвращаюсь к этой теме и хочу рассказать о том, что наряду с обычными молниями в земной атмосфере также возникают сильнейшие «тёмные молнии», называемые в научной литературе «TGF» («terrestial gamma flashes») – буквально «наземные гамма-всплески», которые, всё-таки, правильнее называть «гамма-всплесками земного происхождения». Поразительность этих явлений не только в их радиоактивности, но и в том, что они являются естественными генераторами антивещества.

Сегодня мы продолжим проектировать нашу солнечно-аэродинамическую электростанцию: разберёмся с терминами, сделаем некоторые расчёты и определимся, как купол будет крепиться к земле

Когда разговор заходит о новых достижениях в атомной энергетике, чаще всего вспоминают модульные реакторы. Все логично, ведь они, как обещают разработчики, компактнее и дешевле традиционных АЭС. Но параллельно развивается и другое направление — быстрые реакторы с новыми теплоносителями и встроенными системами накопления энергии. Один из самых заметных проектов такого типа — Natrium от компании TerraPower. Ее разработчики пытаются показать, что атомная генерация может работать в одной системе с переменными источниками энергии и оставаться гибкой. Давайте разбираться, что это и как функционирует.

Статья посвящена интеллектуальным силовым модулям, которые являются основой силовой части современных преобразователей частоты для электродвигателей переменного тока. Рассматриваются особенности, преимущества и перспективы развития интеллектуальных силовых модулей. Приводится описание российского интеллектуального силового модуля ТТМ-1000, который входит в состав преобразователей частоты концерна «Русэлпром»: его технические характеристики, особенности, преимущества и недостатки по сравнению с западным аналогом. Рассматривается преобразователь частоты мощностью 1,67 МВА на основе модуля ТТМ-1000, который является базовым преобразователем частоты для судовых систем электродвижения концерна «Русэлпром». 

Статья предназначена главным образом для специалистов в области силовых преобразовательных устройств для электропривода, но может быть полезна всем, интересующимся преобразовательной и микропроцессорной техникой, а также электроприводом.

Солнечно-аэродинамические электростанции обладают множеством преимуществ - они просто устроены, вырабатывают очень дешёвую энергию и могут работать даже ночью. Но у них есть большой недостаток - высокая начальная стоимость строительства. Хочу поделиться своей идеей, как решить данную проблему

Одним из самых распространенных ресурсом в энергетике является природный газ. Он также является источник парниковых газов, ввиду его применения, что зачастую заканчивается его сжиганием. Метан, как один из основных составных элементов природного газа, привлекает внимание ученых в качестве потенциального источника полезных химических соединений. Однако из-за его "интровертности", то бишь нежелания вступать в реакции с чем-либо, и чрезвычайной стабильности достичь подобного весьма сложно. Ученые из Университета Сантьяго-де-Компостела (Испания) разработали новый способ превращения природного газа в ценные химические соединения для фармацевтики и других отраслей. Что стало основой данной методики, как именно она работает, и насколько она эффективна? Ответы на эти вопросы мы найдем в докладе ученых.

Можно ли «заморозить» поле? Несмотря на кажущуюся странность постановки вопроса, подобное (с некоторыми оговорками) можно осуществить и, мало того, не просто можно, а это весьма активно применяется во множестве сфер — и сегодня мы поговорим о такой интересной штуке как “электреты»…