1.4.5 Мощность силы

Видеоурок 1: Мощность — Физика в опытах и экспериментах

Видеоурок 2: Работа силы. Мощность

Лекция: Мощность силы

Мощность силы

Давайте представим, например, что Вы убираете свою комнату с помощью пылесоса. Для того, чтобы это сделать, необходимо приложить некоторую силу и совершить определенную работу. Однако иногда для уборки комнаты Вы можете потратить 15 минут, а иногда целый час. Так вот, 

ФВ, что определяет скорость выполнения работы, называется мощностью. То есть мощность — это насколько быстро выполнена та или иная работа.

Мощность измеряется в [N] = 1 Вт и определяется по формуле:

 

Также мощность можно определить, как скорость перехода энергии из одного вида в другой. Например, во время работы чайника, по его проводам бежит ток.

Энергия тока переходит из электрической энергии в тепловую. И то, насколько быстро, происходит нагрев жидкости, характеризует мощность чайника.

Коэффициент полезного действия

В идеальном мире во время движения нам мешает сила трения, во время протекания электрического тока — сопротивление. То есть для достижения некоторой полезной цели, следует совершить большую работу и развить большую мощность, чем этого требуется.

Коэффициент полезного действия (КПД) — это отношение полезной работы(мощности) к выполненной (выполненной).

 

Допустим, на примере того же чайника. Полезная работу — это нагревание жидкости, то есть количество теплоты, необходимое для её нагревания. Однако для того, чтобы нагреть жидкость, ток должен совершить работу по преодолению сопротивления.

Для поднятия тела на наклонной плоскости, полезной работой будет преодоление силы тяжести, однако, на самом деле следует преодолеть не только силу тяжести, но и силу трения.

Запомните, не бывает КПД равным или больше 100%.

2.2 Характерные химические свойства и получение простых веществ — металлов: щелочных, щелочноземельных, алюминия; переходных элементов (меди, цинка, хрома, железа)

2.1.3 «Просвещенный абсолютизм». Законодательное оформление сословного строя

2.1.2 Северная война. Провозглашение Российской империи

1.4.6 Смута. Социальные движения в России в начале XVII в. Борьба с Речью Посполитой и со Швецией

1.2.1 Возникновение государственности у восточных славян. Князья и дружина. Вечевые порядки. Принятие христианства

• Вконтакте
• Сайт

Что такое механическая мощность как ее рассчитать

Второй закон Ньютона в импульсной форме позволяет определить, как меняется скорость тела по модулю и направлению, если в течение некоторого времени на него действует определенная сила:

Работа силы

В механике также важно уметь вычислять изменение скорости по модулю, если при перемещении тела на некоторый отрезок на него действует некоторая сила. Воздействия на тела сил, приводящих к изменению модуля их скорости, характеризуется величиной, зависящей как от сил, так и от перемещений. Эту величину в механике называют работой силы.

Работа силы обозначается буквой А. Это скалярная физическая величина. Единица измерения — Джоуль (Дж).

Работа силы равна произведению модуля силы, модуля перемещения и косинусу угла между ними:

Важно!

Механическая работа совершается, если:

1. На тело действует сила.
2. Под действием этой силы тело перемещается.
3. Угол между вектором силы и вектором перемещения не равен 90 градусам (потому что косинус прямого угла равен нулю).

Внимание! Если к телу приложена сила, но под ее действием тело не начинает движение, механическая работа равна нулю.

Пример №1. Груз массой 1 кг под действием силы 30 Н, направленной вертикально вверх, поднимается на высоту 2 м. Определить работу, совершенной этой силой.

Так как перемещение и вектор силы имеют одно направление, косинус угла между ними равен единице. Отсюда:

Работа различных сил

Любая сила, под действием которой перемещается тело, совершает работу. Рассмотрим работу основных сил в таблице.

Работа силы тяжести	Модуль силы тяжести: Fтяж = mg Работа силы тяжести: A = mgs cosα
Работа силы трения скольжения	Модуль силы трения скольжения: Fтр = μN = μmg Работа силы трения скольжения: A = μmgs cosα
Работа силы упругости	Модуль силы упругости: Fупр = kx Работа силы упругости:

Работа силы упругости

Работа силы упругости не может быть определена стандартной формулой, так как она может применяться только для постоянной по модулю силы. Сила же упругости меняется по мере сжатия или растяжения пружины. Поэтому берется среднее значение, равное половине суммы сил упругости в начале и в конце сжатия (растяжения):

Нужно также учесть, что перемещение тела под действием силы упругости равно разности удлинения пружины в начале и конце:

s = x1 – x2

Перемещение и направление силы упругости всегда сонаправлены, поэтому угол между ними нулевой. А косинус нулевого угла равен 1. Отсюда работа силы упругости равна:

Работы силы трения покоя

Работы силы трения покоя всегда равна 0, так как под действием этой силы тело не сдвигается с места. Исключение составляет случай, когда покоящееся тело лежит на подвижном предмете, на который действует некоторая сила. Относительно системы координат, связанной с подвижным предметом, работа силы трения покоя будет нулевой. Но относительно системы отсчета, связанной с Землей, эта сила будет совершать работу, так как тело будет двигаться, оставаясь на поверхности движущегося предмета.

Пример №2. Груз массой 100 кг волоком перетащили на 10 м по плоскости, поверхность которой имеет коэффициент трения 0,4. Найти работу, совершенной силой трения скольжения.

A = μmgs cosα = 0,4∙100∙10∙10∙(–1) = –4000 (Дж) = –4 (кДж)

Формула механической мощности — средняя и мгновенная мощность

В общем смысле этим термином обозначают энергетические изменения определенной системы. Классическая формула механической мощности устанавливает связь между работой и временем, которое понадобилось на завершение соответствующего процесса. В этой публикации дополнительно рассмотрены электрические и гидравлические параметры энергии, методики вычислений, измерительные приборы.

Home — Gravity Power

Наше решение

Использование сильных сторон природы для накопления энергии.

Как это работает

Гравитационная электростанция фактически представляет собой водяную батарею. Мы копаем глубокий ствол, используя стандартную технологию горнодобывающей промышленности. В вал встраиваем поршень из армированного камня. Мы добавляем воду и закрываем ее крышкой, создавая замкнутую систему без дополнительной воды.

Сохранение энергии

Обычный насос/турбина нагнетает воду по напорному трубопроводу в вал, поднимая поршень. Высокоэффективное гидроэнергетическое оборудование и низкая скорость поршня обеспечивают высокую эффективность системы. Каждая установка может хранить тысячи мегаватт-часов.

Генерация энергии

Когда поршень падает, он заставляет воду подниматься по напорному трубопроводу и через турбину, вращая генератор для производства электроэнергии.

Ваш браузер не поддерживает видео тег.

Экономика

Gravity Power на сегодняшний день является наиболее экономичным решением для длительного хранения энергии.

Gravity Power возвращает энергию в сеть по цене около 6½ центов за кВтч, что составляет менее половины стоимости литий-ионного аккумулятора, включая стоимость энергии, потерянной в пути туда и обратно. Большая разница в капитальных затратах. Gravity Power — единственное решение для хранения данных, обеспечивающее значительную экономию за счет масштаба. PNNL провела исследование для расчета LCoE (приведенной стоимости энергии) для 14 технологий хранения, сгруппированных в гидроаккумулирующие, водородные, потоковые и литий-ионные. Технология Gravity Power на сегодняшний день является наиболее рентабельной.

Нормированная стоимость энергии

(Данные для PSH, H, Flow, Li+ из Pacific Northwest National Lab. Данные для GP от руководства.)

Преимущества системы

Минимальное воздействие на окружающую среду вода, культура коренных народов

Нет выбросов

Отсутствие визуального или шумового воздействия

Малый размер

Вода не используется

Проверенная технология → Инновационная конфигурация

• Готовые компоненты, широко используемые на гидроэлектростанциях по всему миру
• Земляные работы с использованием традиционной горнодобывающей технологии
• Конструкция защищена 6 патентами в 24 странах

© Crossrail Ltd 2021

Гибкая установка

7 90 практически везде, где подходят подземные условия

Рядом с заводами по производству возобновляемой энергии

Расположены в городских районах, где нагрузка наибольшая, а передача может быть ограничена

Местное содержание

• Около 80% стоимости Гравитационной электростанции приходится на местные источники, особенно на рабочую силу
• Гравитационные электростанции могут быть размещены в бывших районах добычи угля с привлечением местных рабочих без переобучения

Долгий срок службы

• Гравитационная электростанция при правильном обслуживании прослужит десятилетия
• Отсутствие снижения производительности

Стабильность сети

• Гравитационные электростанции обеспечивают исключительные ресурсы сети, включая управление частотой, быстрое линейное изменение и переключение ресурсов в ценное время дня

потребность

Крупномасштабное долговременное хранение является критически важным компонентом для успешного и быстрого создания возобновляемых источников энергии во всем мире. Bloomberg New Energy Finance прогнозирует к 2040 году объем рынка в 620 миллиардов долларов. Гидро

• Разрушение среды обитания
• Затопленные каньоны
• Более 100 плотин было удалено только в Калифорнии из экологических соображений
• 12-15-летний цикл разработки целевых рынков

Литиевые/химические батареи

Литиевые/химические батареи

батарея используется

Глобальные ограничения поставок, особенно лития

Проблемы с утилизацией

Добыча полезных ископаемых негативно влияет на окружающую среду и культуру коренных народов

Нецелесообразно в долгосрочной перспективе для больших сетей

Другие решения на основе гравитации

• Не подходят для длительного хранения
• Плохое масштабирование
• Визуально навязчивый
2
2 Высокая стоимость обслуживания 9004 О нас

Наша миссия состоит в том, чтобы внедрять технологии, которые обеспечивают здоровье нашей окружающей среды и сообществ, предоставляя безопасные энергетические решения с минимальным воздействием на окружающую среду.

ПАРТНЕРЫ

Партнер EPC: Подземное проектирование и строительство
Ведущая мировая компания, специализирующаяся на подземном строительстве. Поддержал более 200 туннельных проектов по всему миру. Основная область знаний в области механизированной проходки туннелей с помощью туннелепроходческих машин. Дальнейшее внимание уделяется специальным проектам, требующим индивидуальных решений и поиску и устранению неисправностей для ТБМ в сложных ситуациях. Выделение Tunnelsoft с TPC (Tunneling Process Control), всеобъемлющим программным обеспечением для управления всеми данными, связанными с туннелированием, и обеспечения эффективной визуализации и автоматизированной оценки данных.

Экспертиза поставщиков и уплотнений
Ведущий мировой специалист в области уплотнений, обслуживающий клиентов в самых разных отраслях. Сочетает многолетнее инженерное и рыночное ноу-хау с уникальным опытом работы с материалами. Основное внимание уделяется обслуживанию самых прогрессивных (или передовых) промышленных возможностей и потребностей наших клиентов. Компания также работает совместно с клиентами над проектированием и проверкой индивидуальных систем уплотнения.

Партнер с нами

Мы работаем с местными сообществами, чтобы расширить рабочие места, использовать отраслевые навыки и использовать местный контент для создания гравитационных электростанций.

Электроэнергетика

Поскольку коммунальные предприятия используют все больше возобновляемых источников энергии, Gravity Power может предложить решение для хранения данных, которое защищает окружающую среду, снижает затраты для налогоплательщиков и обеспечивает местные рабочие места.

Производители возобновляемой энергии

Производителям возобновляемой энергии требуется хранение, чтобы максимизировать долю рынка и прибыльность. Большинство производителей отказываются от технологий хранения на основе химических веществ из-за затрат и воздействия на окружающую среду.

Geo Engineering, Construction Firms

Строители играют важную роль в наших решениях для хранения данных следующего поколения. Гравитационные электростанции открывают путь к большему количеству проектов, большему доходу и большему вкладу в региональную экономику.

Государственные энергетические агентства

Местные, государственные и национальные правительства должны разработать энергетическую политику для создания безуглеродного энергетического сектора. Мы обеспечиваем путь к этому, защищая окружающую среду, снижая потребительские расходы и обеспечивая местные рабочие места.

Мы работаем с местными сообществами, чтобы расширить рабочие места, использовать отраслевые навыки и использовать местный контент для создания гравитационных электростанций.

Gravity Power, LLC ← Netcapital

Обзор

Отзывы

Интерес коммунальных предприятий к Gravity Power

Марк Ирвин

Директор по развитию технологий технологий, и был проинформирован о технологии накопления энергии Gravity Power Module («GPM»). SCE находит эту технологию концептуально интересной с точки зрения потенциального предоставления коммунальным предприятиям преимуществ хранения по характеристикам, аналогичным знакомой насосной гидроэнергетике, но в более гибкой форме — и без проблем выбора места, получения разрешений, времени и авансового капитала, необходимых до ввода в эксплуатацию. . Технология GPM, если она будет доказана, может иметь определенные преимущества по сравнению с другими технологиями, которые в настоящее время оцениваются, такие как простота и жизненный цикл, и для общей выгоды рынка хранения данных важно, чтобы на этом этапе существовало разнообразие. Если бы технология GPM была продемонстрирована и доказала свою жизнеспособность с точки зрения предполагаемых коммерческих затрат и характеристик, изложенных LaunchPoint Technologies, Inc и ее дочерней компанией, Gravity Power, LLC, SCE захотела бы дополнительно изучить эту технологию как потенциальный актив для система SCE».

Джанлука Джильуччи

Глава отдела инноваций в области хранения энергии

ENEL, Италия — «Gravity Power разрабатывает новую гидравлически-поршневую систему накопления энергии с потенциалом снижения затрат на крупномасштабное долговременное хранение энергии. При анализе предлагаемой технологии двумя наиболее важными элементами успеха для команды Gravity power, по-видимому, являются завершение их программы испытаний уплотнений и доказательство их технологии на демонстрационной установке мощностью МВт, строящейся в Баварии, Германия (проект ). Этим письмом EGP хотела бы выразить свою заинтересованность в проекте, поскольку успех демонстрации значительно повысит вероятность того, что технология хранения, которую разрабатывает Gravity Power, станет коммерческой реальностью. Действительно, если команда достигнет целей, которые они поставили перед демонстрацией в масштабе МВт в Баварии, EGP может быть заинтересована в оценке возможностей коммерческой демонстрации на одной из возобновляемых электростанций EGP».

Халид Афанга

Доктор технических наук, доктор технических наук, инженер по исследованиям и разработкам

МАСЕН, Марокко — Компания МАСЕН обратилась к Gravity Power с просьбой рассмотреть возможность строительства демонстрационной установки мощностью 30 кВт в Марокко. MASEN предоставит необходимую инфраструктуру, но не финансирование. Халид Афанга сообщил Gravity Power, что успешное завершение демонстрации мощностью 30 кВт в Марокко позволит Gravity Power квалифицироваться как продемонстрированная технология для участия в запросах предложений MASEN по солнечной энергии и хранению.

Ричард А. Эспозито

Менеджер программы НИОКР – геофизические исследования и управление выбросами углерода, исследования и разработки

Отдел исследований и разработок Southern Company Services (SCS) несколько раз встречался и разговаривал по телефону с персоналом и руководством Gravity Power, LLC и был проинформирован о Технология накопления энергии Gravity Power Plant («GPP»). Компания Southern находит эту технологию концептуально интересной с точки зрения потенциального предоставления коммунальному предприятию преимуществ хранения по характеристикам, схожим со знакомой насосной гидроэнергетикой, но в более гибкой форме — и без проблем с размещением, получением разрешений, временем и авансовым капиталом, необходимыми до ввода в эксплуатацию. Технология GPP, если она будет доказана, может иметь определенные преимущества по сравнению с другими технологиями, которые в настоящее время оцениваются, такие как простота и жизненный цикл, и для общей выгоды рынка хранения данных важно, чтобы на этом этапе существовало разнообразие. Если технология GPP будет продемонстрирована и окажется жизнеспособной с точки зрения прогнозируемых коммерческих затрат и характеристик, изложенных Gravity Power, LLC, Southern захочет продолжить изучение технологии в качестве потенциального актива для системы Southern Electric в Юго-Восточной Азии. США.

Введение

Gravity Power продает готовые системы накопления энергии коммунального масштаба (также называемые GPP) организациям, которые разрабатывают, владеют и эксплуатируют такие системы. В число клиентов входят разработчики, утилиты и очень крупные коммерческие пользователи.

Проблема

Потребность во всем мире в хранении энергии стремительно растет, поскольку возобновляемая генерация растет в геометрической прогрессии, в то время как ядерная и ископаемая генерация сокращается во всем мире. Аккумулирование может заменить пиковые газовые электростанции или ветровую и солнечную генерацию для электростанций с базовой нагрузкой.

Общепризнано, что сжигание ископаемого топлива нежелательно. Атомная энергетика потеряла популярность из-за Фукусимы, длительности разработки проектов и очень высокой стоимости станций.

Solution

Gravity Power обеспечивает хранение энергии за 20% от стоимости литий-ионных аккумуляторов. Гравитационная электростанция (GPP) состоит из глубокого вала с массивным поршнем, гидравлически поднимаемым водой под давлением. В пиковые периоды или всякий раз, когда требуется накопленная энергия, поршень опускается, заставляя воду под ним подниматься через напорный трубопровод, чтобы приводить в действие обычную насосную турбину типа Фрэнсиса и вырабатывать электроэнергию. Когда в сети появляется избыточная мощность, вода закачивается обратно под поршень, чтобы снова поднять его. GPP использует обычные, проверенные компоненты, работает в системе с замкнутым контуром, что практически исключает потребность в подпиточной воде, работает бесшумно и едва заметна над землей. В отличие от гидроаккумулирующих гидроэлектростанций (ГАЭС), которые наносят ущерб окружающей среде, чрезвычайно трудно допускаются, ограничены географически и производят меньше энергии по мере опустошения верхнего водохранилища, ГЭС экологически безопасны, относительно легко разрешаются, гибко размещаются и могут производить постоянную мощность. В то время как для запуска тепловых электростанций может потребоваться несколько часов, а для выхода на мощность — от десятков до сотен минут, GPP мощностью 1200 МВт может разогнаться с нуля до полной мощности менее чем за 20 секунд. Ожидаемый срок строительства ГЭС мощностью 400 МВт составляет ~36 месяцев. Проект GPP масштабируется от 50 МВт до 1600 МВт, при этом стоимость установки за кВт уменьшается, а эффективность увеличивается по мере увеличения размера проекта. Стоимость 4-часовой установки мощностью 1200 МВт за ночь составляет примерно 9 долларов США.00/кВт, что делает крупные ГЭС более экономичными, чем PSH, которые могут стоить от 1000 до 5000 долларов за кВт. Затраты GPP, вероятно, будут еще ниже во многих регионах, поскольку в оценках GP использовались немецкие инженерно-технические работы, материалы, оборудование и стоимость рабочей силы.

патентов GPP выдано в США, 22 странах Европы, Канаде, Мексике, Японии, Китае, России, Южной Африке, Австралии и Южной Корее. Другие патенты находятся на рассмотрении во всем мире, в том числе в Индии и Бразилии.

GPP обеспечивают высокий КПД в оба конца на уровне 78 — 84% и будут самым дешевым производителем электроэнергии из всех доступных технологий хранения энергии. Крупные ГЭС также будут более рентабельными, чем пиковые газотурбинные установки простого цикла, даже на низкозатратном рынке природного газа, таком как США9.0005

Многие части мира строят или рассматривают использование концентрированной солнечной энергии (CSP) из-за ее совместимости с аккумулированием тепла, но солнечная фотоэлектрическая энергия с аккумулированием GPP имеет значительно более низкие капитальные затраты и LCOE. Кроме того, GPP обеспечивают большую гибкость, поскольку они могут накапливать электроэнергию из любого источника генерации.

Рынок

Согласно прогнозу (источник: World Energy Outlook – International Energy Agency (2014), в течение следующих 25 лет во всем мире будет установлено более 2457 гигаватт (ГВт) мощностей, а общая мощность возобновляемых источников энергии вырастет до 3,930 ГВт к 2035 г., что составляет 31,2% всего мирового рынка. Прогнозы, как правило, увеличиваются с 2014 года. Установка ГВт мощности стоит от 1 до 2 миллиардов долларов, поэтому мы говорим о рынке электроэнергии с объемом установки от 2,5 до 5 триллионов долларов в следующие 25 лет. По оценкам Gravity Power, не менее 30% этой емкости потребуется для хранения. Поскольку у Gravity Power есть запатентованная технология хранения энергии, которая является самой чистой и недорогой, она должна быть в состоянии захватить значительную часть этого рынка. Одним словом, рынок огромен!

Конкурентная среда

В последние годы полная стоимость аккумуляторных батарей была окутана туманом в ущерб энергетике, борьбе с изменением климата и, в частности, в ущерб цене, которую потребители платят за электроэнергию. Но теперь, когда коммунальные предприятия подписывают контракты на солнечные фотоэлектрические системы в сочетании с хранением, мы можем начать выявлять цены, которые платят коммунальные предприятия, и сравнивать их с ценами, которые коммунальные предприятия могли бы платить за альтернативы хранения электроэнергии. Вы можете найти результаты поразительными.

Лучшим примером на данный момент, вероятно, является Tucson Electric (обновлено: Tucson Electric подписывает соглашение о покупке солнечной энергии + аккумуляторной энергии по цене «менее 4,5 центов/кВтч», Utility Dive, 23 мая 2017 г.). На первый взгляд заявленная цена в 3 цента/кВтч за электроэнергию, обеспечиваемую фотоэлектрической солнечной электростанцией, и общая цена в 4,5 цента/кВтч с хранением, кажется, указывает на то, что стоимость хранения составляет всего 1,5 цента/кВтч.

Вау! Может ли это быть правдой?

На самом деле нет. Это даже не близко. Давайте посмотрим поближе.

Вот основные параметры установки:

• Выходная мощность фотоэлектрической системы: 100 МВт
• Выходная мощность батареи: 30 МВт
• Продолжительность выходной мощности батареи: 4 часа
9004 часов при солнечном свете и 8 летних дней 85%-й КПД аккумуляторных батарей приводит к следующим числам:
• Энергия в дневное время в сеть: 659 МВтч
• Энергия в дневное время в хранилище: 141 МВтч
• Общая выработка фотоэлектрической энергии: 800 МВтч
• Вечернее хранение. без хранения 779 МВтч по цене 3 цента за кВтч обойдется коммунальному предприятию в 23 370 долларов. За электростанцию ​​в Тусоне с хранилищем при заявленной цене 4,5 цента за кВтч коммунальное предприятие платит 35 055 долларов. Разница заключается в стоимости хранилища (11 685 долл. США), что соответствует 90,7 цента/кВтч.

  Хорошо, это немного выше, чем 1,5 цента/кВтч. И что?

  С одной стороны, даже если добавить стоимость электроэнергии, обеспечиваемой солнечной электростанцией, в размере 3 центов/кВтч, получаемая в результате стоимость электроэнергии из хранилища составляет 12,7 цента/кВтч, что значительно меньше, чем типичная стоимость энергии от новой пиковой электростанции. Это хорошие новости.

  С другой стороны, станция отдает в сеть 659 деленных на 8 или 82,4 МВт в дневное время, но только 30 МВт в вечерние часы пик. Это не имеет смысла. Любая разумная система будет обеспечивать более высокую мощность в часы пик, а не более низкую, но, поскольку для этого потребуется гораздо больше места для хранения, общая стоимость энергии от станции будет намного выше, чем 4,5 цента/кВтч, и она не будет казаться такой привлекательной.

  Какая альтернатива?

  Несколько коммунальных предприятий строят станции концентрированной солнечной энергии (CSP), стоимость которых намного выше, чем фотоэлектрических, в основном из-за их способности хранить тепловую энергию по низкой цене и высвобождать ее после захода солнца. В результате стоимость солнечной энергии плюс хранение может быть значительно ниже, чем 12,7 цента за кВтч, рассчитанные для электростанции в Тусоне. Но CSP плюс аккумулирование тепла по-прежнему относительно дорого и не обеспечивает общих возможностей хранения электроэнергии, например. он не может накапливать энергию ветра.

  Конечно, самой выдающейся технологией хранения электроэнергии по-прежнему являются гидроаккумулирующие гидроэлектростанции (ГАЭС). По всему миру установлено более 150 гигаватт, а в планах еще больше. (Вы заметили, что аккумуляторная промышленность обычно исключает PSH из общих сумм установок по хранению электроэнергии?) Там, где это возможно, это обеспечивает гораздо более низкую стоимость, чем батареи, а PV плюс PSH может быть намного дешевле, чем CSP с аккумулятором. На самом деле фотоэлектрическая электростанция плюс PSH была бы почти идеальным решением для крупномасштабной солнечной энергетики, если бы не одна незначительная деталь: обычные PSH обычно нельзя построить, когда и где это необходимо, из-за жестких ограничений по размещению необходимых резервуаров.

  Есть способ получше. Гравитационная электростанция, или GPP (www.gravitypower.net), представляет собой нетрадиционную конструкцию PSH, которая устраняет необходимость в резервуарах, предлагая альтернативу с аналогичными масштабами, более низкой стоимостью и лучшими эксплуатационными характеристиками. Как и PSH, он поднимает массу для накопления энергии, но вместо того, чтобы перекачивать воду из низкого резервуара в высокий, он гидравлически поднимает массивный поршень в заполненном водой валу (см. рисунок ниже). По требованию поршень опускается, заставляя воду обратно через насос-турбину вращать генератор и производить энергию.

  Чистая накопленная энергия равна «mgh», т. е. масса поршня m (минус масса вытесненной воды), умноженная на гравитационную постоянную g и высоту, на которую поршень поднимается h. И m, и h большие, обеспечивая огромное хранилище на очень небольшой площади. Некоторые из параметров для практических GPP:

  • Диаметр вала: 20 — 100 метров
  • Глубина вала: 500 — 1000 метров
  • Высота поршня: 250 — 500 Метровки
  • .0155 0,5-9 млн. Тонн
  • Поршневые печати: Струйный гидравлический тип
  • Давление турбины: 375–750 Метры головы
  • Выходная мощность: 5550 –160157
  • . 6400 мегаватт-часов

  Обратите внимание, что GPP не требуют новых научных или технологических прорывов. Они используют стандартные, проверенные гидроэнергетические компоненты и обычные методы строительства шахт (люди рыли большие ямы в течение очень долгого времени), что позволяет строительным компаниям строить хранилища коммунального масштаба в бесчисленных местах, где раньше это считалось невозможным, в том числе города. GPP не нуждаются в подпиточной воде, бесшумны и едва заметны над землей. Они могут увеличивать мощность от нуля до полной за считанные секунды, что делает их отличным дополнением к переменной ветровой и солнечной энергии. Стоимость киловатт-часа снижается, а эффективность увеличивается по мере увеличения размера предприятия, при этом эффективность преобразования переменного тока в переменный ток достигает превосходных 84% на крупных предприятиях.

  По сравнению с CSP с аккумулированием тепла, фотоэлектрические солнечные панели с аккумулированием GPP дешевле и гибче благодаря способности накапливать электроэнергию из любого источника. На основе подробных планов строительства от ведущей компании по подземному строительству, крупные ГЭС будут иметь более низкую стоимость на МВт, чем пиковые установки на природном газе. Приложения включают пиковую мощность, вспомогательные услуги, промежуточную мощность и сдвиг во времени возобновляемой энергии.

  Возвращаясь к заводу PV+батареи в Тусоне, давайте посмотрим, как будет выглядеть завод PV+GPP:

  В дополнение к своему гораздо большему масштабу электростанция PV + GPP имеет несколько особенно примечательных особенностей: во-первых, ее мощность в часы пик сразу после захода солнца выше, чем ее дневная мощность (800 МВт против 524 МВт), значительно увеличение значения этой силы; и, во-вторых, его стоимость хранения за кВтч почти в 5 раз ниже, чем у фотоэлектрической + аккумуляторной установки.

  В отличие от батарей, стоимость которых примерно пропорциональна емкости хранилища, коэффициенты масштабирования строительства и оборудования GPP снижают стоимость хранения по мере увеличения размера и продолжительности установки. В сочетании с обычной кривой обучения строительству со временем мы можем ожидать, что суточная стоимость хранения GPP/кВтч для крупных электростанций упадет почти на один цент за кВтч, что намного меньше, чем кто-либо в настоящее время представляет.

  У этого недорогого хранилища есть интересные последствия. Вместо того, чтобы обеспечивать только четыре часа пиковой выходной мощности, будет экономически выгодно обеспечить достаточное количество памяти, чтобы работать всю ночь. Поскольку дневная солнечная фотоэлектрическая энергия уже стоит примерно 3 цента/кВтч в большей части мира и продолжает снижаться, мы можем ожидать, что стоимость 24-часовой солнечной энергии в этих регионах будет приближаться к 4 центам/кВтч в большинстве дней. Это часть стоимости ископаемой энергии. Другие регионы не отстают. А поскольку ГЭС могут накапливать электроэнергию из любого источника, их можно использовать в сочетании с ветровой или резервной электроэнергией для компенсации потерь солнечной энергии в пасмурные дни.

  Аккумуляторное хранение имеет свои преимущества; его можно быстро установить, его входная и выходная мощность может варьироваться в широком диапазоне, а относительно небольшие установки почти так же эффективны с точки зрения затрат, как и большие. Но покупатели систем хранения данных должны спросить себя, стоит ли за преимущества аккумуляторов платить в четыре или пять раз больше, чем за альтернативу. В некоторых случаях ответ будет положительным. Однако для крупных заводов и крупномасштабного преобразования в возобновляемые источники энергии альтернативы хранения, такие как гравитационные электростанции, будут очень трудно превзойти.

  Бизнес-модель

  Компания GP получит признание на рынке, построив демонстрационную установку GPP мощностью 1 МВт, 0,5 МВтч в Уилсоне, штат Канзас, с использованием ракетной шахты Atlas F в качестве приводного вала, или на площадке в Баварии, Германия. Ожидается, что строительство системы начнется в 2019 году. После этого GP будет лицензировать технологию GPP и продавать заводы «под ключ».

  В 2017 году немецкая компания Gravity Energy AG лицензировала технологию GPP для применения в Европе и произвела первоначальный платеж в размере 350 000 евро. В случае успеха с финансированием он будет финансировать испытания уплотнений, способствовать строительству демонстрационного завода и выплачивать ежегодные лицензионные сборы в 2018 году и в последующий период. GP будет получать 40% от стоимости лицензионного проекта GPP за продажи в Европе.

  Китай обладает огромным рыночным потенциалом благодаря запланированному добавлению десятков ГВт новых гидроаккумулирующих гидроэлектростанций в течение следующего десятилетия для поддержки многих ГВт новых ветряных и солнечных электростанций, строящихся ежегодно. Две китайские компании в настоящее время рассматривают возможность инвестирования в ГП и/или проект. Марокканское агентство по солнечной энергии (MASEN) определило, что GPP будут иметь право участвовать в будущих тендерах MASEN на солнечную энергию + аккумулирование после завершения строительства демонстрационной установки. В настоящее время GP ведет переговоры с крупными организациями в Королевстве Саудовская Аравия, в том числе с национальной коммунальной службой, которые рассматривают возможность участия в крупномасштабной разработке технологии GPP для солнечных батарей и аккумулирующих мощностей. Компания GP посетила Южную Африку, которая подает надежды, учитывая их потребности в электроэнергии и большое количество заброшенных шахтных стволов.

  Как работает компания GP:

  На некоторых рынках:

  • Найти покупателя, например, коммунальное предприятие, независимый производитель электроэнергии (владелец электростанции) или девелопер
  • Продать им станцию ​​
  • Построить станцию ​​
  • Предоставить текущее обслуживание электростанций

  На других рынках:

  • Выявление конкретной потребности в оптовых хранилищах электроэнергии
  • Поиск и обеспечение подходящего места для электростанции
  • Подписание соглашений с источниками энергии (солнечной, ветровой, атомной, ископаемой )
  • Получить соглашение о покупке электроэнергии на 20-30 лет с местным коммунальным предприятием
  • Организовать финансирование электростанции (GP вкладывает 20-30%, остальное заимствует)
  • Построить электростанцию ​​
  • Эксплуатировать электростанцию ​​в течение всего срока действия электроэнергии договор купли-продажи, финансово поддерживаемый коммунальным предприятием или правительством с оплатой мощности, которая обеспечивает адекватное покрытие долга для погашения долга и переменный компонент для покрытия расходов и предоставления платы за эксплуатацию.
  • К моменту окончания договора купли-продажи электростанции погашена задолженность и получена приемлемая рентабельность собственного капитала.
  • Получить еще один договор на покупку электроэнергии

  Менеджмент имеет опыт надзора за строительством нескольких десятков электростанций одновременно.

  Стратегия

  Стратегия Gravity Power состоит в том, чтобы завершить испытания системной герметичности, помочь финансировать демонстрационную установку в существующей ракетной шахте в Канзасе, финансировать маркетинг Gravity Power Plant в Америке, Европе, Китае, Африке и на Ближнем Востоке, а также для корпоративных целей.

  В течение следующих пяти лет Компания планирует продать до десяти проектов коммунального масштаба мощностью от 50 МВт до 1200 МВт. Компания недавно подписала эксклюзивное лицензионное соглашение с немецкой корпорацией Gravity Energy AG, которая оплатит лицензионные сборы GP и профинансирует испытания уплотнений, а также большую часть, если не всю стоимость демонстрационного завода GP в Баварии, Германия. Планируется, что четыре из первых десяти проданных проектов будут разрабатываться AG на ее лицензированных территориях ЕС.

  Успех

  • Защищенные патенты в 31 стране, покрывающие примерно 85 % мировых рынков.
  • Заключено лицензионное соглашение для Европы.
  • Обеспечение интереса коммерческих проектов на различных мировых рынках при условии завершения демонстрации технологии.
  • Привлечено 5 миллионов долларов наличными и 3,5 миллиона долларов инвестиций в натуральной форме.

  Упоминания в прессе:

  • Билл Най
  • Концепции чистых технологий, «Хранилище на уровне сети: мы упустили шанс?»
  • Duurzaambedrijfsleven, «Гравитационные электростанции: старая форма хранения энергии в новом виде»
  • Журнал возобновляемых и устойчивых источников энергии, «Размеры и экономический анализ гравитационных накопителей»
  • Журнал POWER, «Пусть гравитация хранит энергию»
  • The Economist, Technology Quarterly, 4 кв.