Энергия и элементы питания

«Солнечный бум» последнего десятилетия слабо ощущается в РФ, но хорошо заметен в США, Европе и Китае, где строят гигантские солнечные фермы на тысячи гектаров. На потребительском рынке тоже ажиотаж, ведь в солнечных широтах можно полностью обеспечивать дом электроэнергией, если покрыть крышу солнечными панелями. И даже на зарядку автомобиля хватит, если крыша большая.

Самый важный вопрос — как хранить энергию, накопленную в солнечное время, чтобы выдавать её зимой, когда солнца мало.

Обычные литий-ионные аккумуляторы — слишком дорогое решение, хотя цены на них упали в десять раз с 2010 года. Но всё равно есть варианты дешевле и эффективнее, включая солевой расплав, сжатый воздух, гравитацию и лёд.

Ранее в этом блоге я уже обращался к личности сэра Роджера Пенроуза (род. 1931), великого математика и космолога, также прославившегося исследованием апериодических мозаик и сознания. В 2020 году Пенроуз стал одним из самых возрастных лауреатов Нобелевской премии (по физике) с формулировкой «За открытие того, что образование чёрных дыр с необходимостью следует из общей теории относительности». Именно теоретическое изучение чёрных дыр (наряду с написанием очень хороших научно-популярных книг) является тем аспектом деятельности Пенроуза, который почти не затронут на Хабре — и именно на нём я остановлюсь.

Согласно модели Роя Керра, все чёрные дыры должны вращаться. Вращение — это источник энергии, и, согласно принципу, заложенному в основу механизма Пенроуза, данная энергия теоретически извлекаема из ближайших окрестностей горизонта событий, именуемых эргосферой.

Если в вашем доме система резервного питания или альтернативной энергии собрана на компонентах Xantrex/Schneider Electric, то эта статья может быть полезна. Собственно, у меня как раз инвертор Xantrex XW 6048, панель управления Conext SCP, солнечный контроллер Conext MPPT 60 150. И всё это связано проприетарной сетью Xanbus. Система работает с 2010 года, солнечный контроллер с 2014г. В 2016г. я начал заниматься умным домом и возникла потребность получения электрических параметров системы для контроля и использования в алгоритмах. Например, для ограничения мощности электрического котла при наличии других потребителей. Часть этих правил описана здесь, но с тех пор их стало больше и они стали сложнее. На сайте производителя к моменту написания этой статьи ссылки на использованный мною Conext ComBox, я найти уже не смог, но изображение этого устройства — на заставке к статье, причем это реальная фотография моей установки.

В 2024г. ComBox перестал работать без объяснения причин. Оживить его известными способами не получилось. Нового такого же на рынке в России ни у кого в наличии по понятным причинам не оказалось, несмотря даже на вывешенные цены. Покупка по параллельному импорту оказалась такой дорогой, что проще отказаться от умного дома :). Однако, без электрических параметров DIY-энтузиасту и любителю умных домов жить совершенно некомфортно.

Пришлось идти по пути сбора электрических параметров с помощью внешних датчиков. Плюс такого решения как минимум в том, что оно переносимо на любое другое оборудование, так как не зависит ни от Xanbus ни от конкретных реализаций Modbus протокола других производителей. И, к тому же, может использоваться для сравнения показаний встроенных датчиков и внешних, если, конечно, к ним будет доступ.

В рамках НИОКР, выполняемой НГТУ НЭТИ по заказу ПАО «РусГидро» (ООО «РГЦР») совместно с НПП «ЭКРА» и «СМС-Автоматизация», проводились исследования, направленные на совершенствование алгоритмов систем автоматического регулирования гидротурбин и систем автоматического управления агрегатов Кубанской ГАЭС с двигатель-генераторами переменной частоты вращения, в том числе при работе различного числа агрегатов на общий водовод.

Дело идёт к жаркому лету, и становятся актуальными различные способы охлаждения продуктов, приборов да и воздуха в комнате. Конечно, можно использовать обычные компрессионные холодильники и кондиционеры, работающие от сети. Но есть ли другие способы получить холод?

Оставим в стороне охлаждение бутылок в проточной воде, обёртывание их мокрым полотенцем с выставлением на ветер, а также заблуждение насчет охлаждения молока при помощи лягушек. Что если нужно охладить банку напитка прямо на рабочем столе? Или, наоборот, микрокомпьютер, мощный транзистор выходного каскада усилителя? Обычные компрессионные холодильники использовать можно, но из-за размеров на рабочий стол их не поставить.

Вооружившись элементом Пельтье с радиаторами и вентиляторами, я за полчаса сделал за настольный холодильник из теплоизоляционной плиты, купленной в строительном магазине. Примерно за час-два он смог охладить содержимое до 11 ⁰C.

В прошлом году одна из наиболее оживлённых дискуссий в моём блоге (116 комментариев) развернулась под статьёй о ложном вакууме, опубликованной в конце августа. В начале этой статьи я упоминал, что уровень энергии вакуума и, следовательно, масса рождающихся элементарных частиц, а также масса протона, напрямую зависят от свойств скалярного поля Хиггса. Бозон Хиггса, открытый в 2012 году на Большом Адронном Коллайдере, является квантом этого поля. Там же я вскользь упоминал, что бозон Хиггса может быть не единственным, а представлять собой лишь одну из группы подобных частиц. Если бы в пространстве доминировало поле Хиггса, заключающее иную энергию, нежели наблюдаемое нами, то настройки Вселенной и нуклеосинтеза в частности могли бы слететь непредсказуемым и, скорее всего, катастрофическим образом. Поэтому важно понимать, существуют ли альтернативные поля, подобные полю Хиггса, и можно ли экспериментально получить другие частицы, функционально похожие на бозон Хиггса. Одно из первых сообщений о том, что на Большом Адронном Коллайдере обнаружен новый бозон Хиггса, поступило в 2015 году от знаменитого физика Марио Ливио. С тех пор ведутся исследования и делаются прогнозы о том, как искать такие альтернативные бозоны, и сколько их может быть в соответствии с какими теориями (спойлер: до пяти). Об этих поисках коротко расскажу под катом.

Camelion - один из старейших брендов батареек, присутствующий на российском рынке (кстати, батарейки этого бренда продаются более чем в ста странах).

Я протестировал батарейки серии Camelion Plus Alkaline.

Мы наблюдаем массовое строительство дата-центров (ЦОД). Так, Глава BlackRock Ларри Финк заявил, что в будущем может появиться новый класс активов — “фьючерсы на вычислительные мощности (compute), потому что миру уже сейчас не хватает вычислительных ресурсов для развития ИИ. В Совет по инвестициям Таиланда (BOI) недавно одобрил шесть крупных проектов общей стоимостью 958 миллиардов бат (29 миллиардов долларов), ключевым элементом которых является масштабное расширение инфраструктуры обработки данных местным подразделением гиганта социальных сетей TikTok.

В России на 50% выросли мощности для хранения и обработки данных. За пять лет вложили 38 млрд рублей, построив новые центры в регионах. В 2025 году новый центр запустили в Нижнем Новгороде, дополнительные мощности — в Удомле (Тверская область). Также развиваются хабы в Екатеринбурге и готовится проект в Санкт-Петербурге. В итоге создана распределённая сеть, которая позволяет размещать данные ближе к пользователям. В частности, РТК-ЦОД (дочка Ростелекома) управляет сетью из 26 дата-центров совокупной мощностью 235 МВт. 

Из-за боевых действий у нас и на Ближнем Востоке стали учащаться нештатные ситуации в энергетике, в том числе в электропитании центров обработки данных. Так что вопрос резервного питания ЦОДов стоит сейчас как никогда остро. Посмотрим, какие решения предлагаются в охранных документах в России и мире.

В практике инженера АСУ ТП диагностика интерфейса RS-485/422 обыденное дело. Но что делать, если удаленный опрос приборов учета лег, линии прозвонены, сеть работает а связи все равно нет? Рассказываю реальный кейс о том, как из-за невнимательности при первичной проверке мы перепутали подключение COM-портов, и что в итоге получилось.

Ещё не был готов проект «Укрытия», а тысячи рабочих начали трудиться, возводя первые части сооружения. Система управления, снабжения и организации стройки работала как часы: грузы шли сплошным потоком, люди работали и днём и ночью, каждый час придумывали какие-то решения проблем, что ставила перед ликвидаторами радиация. Было совершено немыслимое: в условиях, словно на другой планете, бетон заливался с рекордной скоростью. Что в обычных условиях занимало месяца и годы — делалось за недели.

Всем привет!

Хотелось бы поговорить о выбросах тепла ЦОД в атмосферу и способах его использования. Все уже слышали про прогрессивные скандинавские проекты, когда лишнее тепло ЦОД используется в разных отраслях: в ЖКХ, деревообработке и даже в общественных финских саунах.

Все это красивые проекты, призванные популяризировать такой безотходный подход к использованию энергии. Но действительно ли он имеет практический смысл или это очередная мода на “зеленую” энергию? Давайте разбираться.

В этой статье речь пойдет не только о мировых примерах самых прогрессивных ЦОД с системами утилизации тепла ЦОД, но и попробуем перенести этот опыт в РФ и посчитать экономическую целесообразность таких проектов у нас дома.

Суть проблемы

ЦОДы потребляют до 3% мировой электроэнергии, пока не очень много, но потребление растет.  Куда идет эта электроэнергия?

Совершая полезные вычисления ЦОД потребляет огромное количество электрической энергии и выделяет в атмосферу порядка 98% этой энергии в виде утилизационного тепла. Таким КПД не каждый электрический котел может похвастаться.

Серверы, ИБП, системы охлаждения, всё это греет воздух или жидкость, после чего тепло просто выбрасывается наружу. Ирония в том, что буквально в нескольких сотнях метров от такого объекта может находиться предприятие, которое в это же время сжигает газ, чтобы получить те же самые заветные мегаватты тепловой энергии.

В Европе на этом уже начали строить вполне рабочую экономику. Причём речь давно не про экспериментальные «зелёные инициативы», а про обычные коммерческие проекты.

Тени Чернобыля пали на всю советскую ядерную энергетику в принципе. После аварии внезапно выяснилось, что укрощение мирного атома не так просто, как кажется.

Под угрозу была поставлена репутация ведущих инженеров-конструкторов и физиков-ядерщиков СССР. Их руками была создана реакторная установка РБМК-1000, которая должна была стать проводником советского государства в светлое атомное будущее. Но случилось совсем наоборот. И по каким причинам так вышло, стоит разобраться.

Об создателях реактора, истории его создания, преимуществах и недостатках установки будет сегодняшний лонг. Я попытался объяснить простыми словами процессы, произошедшие в реакторе ночью рокового дня, не отвлекаясь на прочие факторы аварии.

В научной фантастике одной из самых перспективных субстанций, которая могла бы стать идеальным топливом для звездолётов, считается антивещество. Антивещество — это экзотическая форма материи, основными составляющими которой являются антипротоны и позитроны (антиэлектроны). Кроме того, искусственно получены атомы антигелия и антиводорода. Антипротон и позитрон инвертированы по свойствам протону и электрону. 

«Укрытие», оно же Саркофаг, стало неотъемлемой часть внешнего вида ЧАЭС в представлении рядового человека и среднестатистического геймера. Это — конструкция из стали и бетона укрыла от мира развёрстую дыру реактора 4-го энергоблока Чернобыльской АЭС. Это — памятник первой Атомной эре, начавшейся с огненных грибов над Аламагордо и Японией и закончившийся полуночным взрывом на ЧАЭС. Это — гигантский короб, появившийся за считанные месяцы в тяжелейших условиях, с которыми когда либо сталкивались строители.

Что мы себе представляем себе, когда думаем про Северную Корею? Скорее всего это будут не только фотографии пухлых лидеров с трибуны Народного дворца учёбы на площади Ким Ир Сена, но и баллистические ракеты с ядерными боевыми частями. И это не случайно, ведь КНДР пока единственная страна, которая вошла в ядерный клуб не благодаря, а вопреки лидерам мнений всего остального человечества. Стоит разобраться с тем, как это получилось.

История молодого государства началась с разрушительной войны 1950-1953 гг., прошедшейся катком по всему полуострову. Значительная часть ущерба населённым пунктам и инфраструктуре была нанесена массовыми налётами стратегических бомбардировщиков В-29. При этом было ясно (и эта уверенность подкреплялась высказываниями различных деятелей типа генерала Макартура про необходимость бахнуть и̶ ̶н̶е̶ ̶р̶а̶з), что сбрасываемые бомбы вполне себе могли быть ядерными. Поэтому вскоре после восстановления научного и технического потенциала страны началась работа и над её ядерной программой.

Тарифы на электроэнергию растут. Это бьет по себестоимости и эксплуатационным расходам. Конкурентоспособность падает, если ничего не менять.

Но большая часть затрат возникает не потому, что технологии так требуют. Причина — неэффективное управление. Оборудование работает, когда производство стоит. Режимы никто не контролирует. Пики нагрузки пускают на самотек. План по потреблению и реальность расходятся.

Вторая проблема — нет общей картины. Данные с приборов собирают вручную или с опозданием. Реагировать быстро не получается. Предприятие просто констатирует расходы, но снизить их не может.

Картинка: blog.son-video.com

С чем мы сталкиваемся чаще всего, и что чаще всего вызывает желание это как-то улучшить? 

Я думаю, многие согласятся, что одним из самых надоедливых моментов является неожиданный выход из строя пультов инфракрасного дистанционного управления от разнообразной бытовой техники — причём происходит это, как правило, всегда неожиданно и по одной и той же причине: сели батарейки. 

Посмотрим, какие интересные варианты решения этого вопроса имеются! 

В августе 2015 года в ВАКовском журнале «Наука и образование» опубликована моя статья «Оптимизация работы ТЭЦ в условиях оптового рынка электроэнергии и мощности России». Это был мой первый большой труд по оптимизации, в рамках которого я делала серьезный обзор литературы. Из заметок по обзору и вытекли мои впечатления. Переношу их сюда, так как буду удалять свой личный сайт и уезжать из России.

Сегодня, в 2026 году, я перечитаю и понимаю, что с тех пор в России мало что поменялось. Мою статью цитируют (иногда воруют кусками; однажды сотрудники МЭИ просили не выносить на публику их плагиат), но дела в российской энергетики как шли неважно 10 лет назад, так и остаются плохими. Последняя работа от 2026, цитирующая мою статью, начинается словами: “Минэнерго заявило о конце рыночной экономики в электроэнергетике. В оценке ценовых и тарифных последствий реализации мероприятий Генсхемы дефицит средств на строительство новой генерации и электросетей в 2025–2042 гг. оценен почти в 41,57 трлн руб.” Напомню, что 44 трлн рублей это плановые затраты федерального бюджета в 2026 году...

Мощные ЦОДы и системы ИИ требуют тысячи гигаватт электроэнергии. Желательны стабильные источники, не подверженные причудам ветра и солнца, а также проблемам рынков нефти и газа. В настоящее время наиболее приемлемой представляется базовая генерации от атомных электростанций на медленных нейтронах. Такие АЭС хорошо освоены во множестве стран мира, они надёжны в работе (было только 2 аварии – в Чернобыле и на Фукусиме, их опыт был учтён и безопасность АЭС существенно повышена во всех странах мира).

Последнее время для нашего дела рассматриваются перспективы термоядерных энергетических реакторов на изотопах водорода. Ряд стран реализует соответствующие физические эксперименты, например США, Китай, Япония. Известен международный проект ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor) на территории Франции.

Посмотрим, что происходит в этой сфере в мире с точки зрения патентов. 

Преимущество РФ при строительстве новых ЦОД в недорогой электроэнергии. Благодаря большому количеству замороженных энергоемких производств некоторые регионы обладают существенным профицитом электроэнергии.