В последнее время очень много разговоров об отключениях электроэнергии на юге страны. Говорят о многих факторах, которые к этому привели, среди которых – аномальная жара. Несмотря на то, что основная причина – дефицит генерации, из-за которого выбывшую из-за сбоя Ростовскую АЭС не удалось заменить, я решил, что это отличный повод рассказать о том, как климат влияет на мощность и КПД станций.

Автор: Кирилл Овчинников

Солнечная теплоэнергетика по-турецки

Написал тут заметку для Стройки

Когда слышишь фразу “солнечная теплоэнергетика”, воображение рисует поля из зеркал, концентрирующих солнечный свет на башне с теплоносителем или гигантскую солнечную печь (почитать про гелиоэнергетику можно тут).

Однако, оказавшись в Турции, я встретился с куда менее технологически продвинутым, можно даже сказать тривиальным примером использования солнечного тепла: нагревом воды для душа.

В качестве резервуара используется обычная бочка. Нагрев проходит в конструкции из параллельно закрепленных трубок. В них поступает холодная вода из нижней части бочки. Там она нагревается, немного увеличивается в объеме, её плотность немного снижается из-за температурного расширения. Холодная же вода имеет больший вес и потому под действием силы тяжести занимает место предыдущей порции в нижней точке. А горячая самотеком поднимается в верхнюю область бочки по трубкам.

Я из Санкт-Петербурга, и у нас подобным образом прогореть воду если бы и получилось, то небольшое количество дней в году, а потому такого у нас не встретить. Поэтому я удивился, увидев крыши домов, сплошь покрытые каким-то бочками. Самое то для южных регионов: просто и эффективно.

Изображение 1: солнечный водонагреватель на крыше дома в Алании. Автор: Кирилл Овчинников
Изображение 2: схематическое изображение схемы работы солнечного водонагревателя
Автор: Кирилл Пальцын
Изображение 3: крыши Алании в солнечных водонагревателях
Автор: Кирилл Овчинников

26-28 сентября проходила Российская энергетическая неделя: форум, на котором обсуждались проблемы, назревшие отрасли и пути их решения.

Особый интерес представляет сессия “Электроэнергетика России: новый инвестиционный цикл”. Главной её темой стал вопрос, откуда брать деньги на обновление устаревшей генерации? С населения, бизнеса или государства.

Прозвучали разные позиции. Некоторые высказывания вызывают особый интерес. Тем не менее, так как мероприятие было “для своих”, а результаты повлияют на всех, мы решили посмотреть и прокомментировать данную сессию на доступном языке, объясняя, какие высказывания что подразумевают.

А помогут вам во всем разобраться двое отличных энергетиков:

Сотрудник Mitsubishi Power Europe, Senior Project Engineer в департаменте управления проектами — Антон Федотов.

Основатель проекта Стройка века, теплоэнергетик — Овчинников Кирилл.

Встречаемся в эту субботу 5 октября, в 11:00. Не пропустите!

Ссылка на трансляцию.

#РЭН2024
#Стрим

По заявлениям Системного оператора и Ростеха была запущена в промышленную эксплуатацию первая газовая турбина большой мощности, произведенная в России с советских времен.

ГТД-110М начала поставку мощности на оптовый рынок, сообщают Системный оператор и Ростех.
Турбина произведена “дочкой” Ростеха, Объединенной двигателестроительной корпорацией (ОДК), и введена (пусть и с переносом сроков) на третьем блоке ТЭС “Ударная” по механизму конкурентного отбора мощности нового генерирующего оборудования (КОМ НГО).

Особая сложность в производстве газовых турбин – температуры в камере сгорания более 1000 градусов Цельсия. Это требует сложного устройства форсунок (для снижения температурных NOx-ов) и систем охлаждения как камеры сгорания и патрубков, так и лопаток турбины, для уменьшения тепловых нагрузок и снижения выбросов оксидов азота.

Помимо ОДК разработкой газовых турбин для большой энергетики занимается АО «Силовые машины».

Примечательно, что Системный оператор публиковал новость о начале поставки мощности на ОРЭМ уже 4 октября, однако в тот же день её удалил.

1) Новость о старте выдачи мощности на оптовом рынке, СО
2) Ростех ввел в эксплуатацию ТЭС «Ударная» на Кубани / Ростех.Медиа.
3) Ростех ввел в эксплуатацию ТЭС «Ударная» на Кубани / ТГ Ростеха
4) Перенос сроков, Нефтегаз.ру

Автор: Кирилл Овчинников
Редактор: Илья Брус

Читайте Стройку в телеграм: знайте свой предмет

Несколько слов о том, как появились современные системы управления самолетами и вертолетами от одного из наших авторов - Екатерины Виноградовой. Приятного чтения!

Мне вчера старший коллега рассказал, как вообще появилась система, о которой я и диплом писала и которая, по факту, является одной из основных для моего отдела, так как мы еë проектировщики.

Крч

Ранее летательные аппараты были простые, аналоговые, сильно не разойдëшься, так что для ориентирования и следования по маршруту необходимо было "привязываться" к какой-либо радиовышке с помощью различных радиосвредств на борту. Но в определённых момент воздушных трасс стало не хвать. Чтобы полностью обеспечить потребность в таких радиоточках, потребовалось бы, грубо говоря, усеять всю поверхность Земли такими радионавигационными вышками.

Затратно? Затратно. Неудобно? Конечно! Что делать?

Как раз в этот момент создают систему FMS, которая сама способна рассчитать всё, что нужно, дайте ей только координаты точек и некоторые вводные данные. Таким образом, FMS позволила летать самолëтам и вертолëтам как и где угодно. В отличие от предыдущего метода, где были специальные воздушные трассы, чëтко привязанные к вышкам, сейчас же дайте просто координаты точки и полетели, оборудование само тебе линию заданного пути построит, а САУ позволит от неë не отойти. Сейчас полëты выполняются даже в тех местах, координаты которых не внесены в базы данных, не страшно, пилот сам может их вбить. Да, сейчас трассы тоже есть, но они уже созданы с целью организации воздушного пространства, безопасности и эффективности перевозок

Интересный пост от наших друзей!

Проблема подделки научных данных не нова и имеет богатую историю, однако сегодня эта проблема приобретает пугающие масштабы. До 3% всех опубликованных научных работ по биологии и медицине за 2022 год могут оказаться сфабрикованными

В биологических научных статьях отдельную роль отдают изображениям, полученным, например, при микроскопии или томографии, поскольку они позволяют сделать основополагающие выводы. К сожалению, прогресс в области развития генеративного ИИ позволяет недобросовестным авторам использовать реалистичные поддельные изображения в статьях. Иногда рецензент или редактор может отметить, что изображение выглядит странно, но это редко становится поводом для отказа в публикации

Чтобы понять трудность идентификации сгенерированных данных, вы можете попробовать найти на фотографиях выше три, сгенерированные Proofig

Ответ: b, c и f сгенерированы ИИ

Однако с поиском изображений, сгенерированных ИИ, может отлично справиться другой ИИ. Прочесть об этом можно в статье nature

Собрали для вас несколько интересных пабликов. Приятного чтения!

Dark Geometry– сообщество посвященное
геометрическим разделам математики и ее приложений. Мы стараемся делиться
различными материалами и мемами по нашей тематике.

Sci-Cor– оригинальные статьи о медицине, биологии и
биотехнологиях на доступном языке. Новый взгляд на привычные нам явления из
физиологии человека за авторством врача-ординатора кардиолога.

Клуб Рационалистов – просветительская группа «Клуб
рационалистов» это научно-популярные публикации и вечный, зажигательный
конфликт с воинствующим невежеством.

Planetary Sciences | Науки о планетах и космосе – новости
из области теоретической и практической планетологии, атмосферных исследований и
исследований экзопланет.

NewSpace – это просветительско-новостной проект о всех
событиях, происходящих в космической индустрии по всему миру.

SciTopus – Проект, который собрал в один список всех научно-
популярных блогеров. Все каналы проверены на достоверность публикуемой
информации.

CatScience – авторские статьи о науке, культуре и технологиях.
Просто и понятно рассказываем о сложных темах.https://www.tgoop.com/sci_cor

Сколько должно стоить теплоснабжение 

3 декабря у меня в Политехе в рамках Недели науки прошла научная конференция. Меня тоже пригласили в ней поучаствовать. У меня был неопубликованный материал по разделению расхода топлива между теплом и электроэнергией на ТЭЦ (если вы живёте в городе в одной из стран СНГ, скорее всего батареи у вас запитаны именно оттуда), для корректировки тарифов на теплоснабжение, и я решил согласиться. Ну а здесь я кратко перескажу, что предложил.

На обычных теплоэлектростанциях, которые поставляют только электричество, чтобы превратить отработавший на турбине пар обратно в воду и заново использовать в цикле, от него отводят тепловую энергию в конденсаторе (а теплоэлектростанции называются конденсационными, КЭС). На газовых турбинах дымовые газы и вовсе сбрасываются в атмосферу, несмотря на то, что температура их ещё высока. Процесс сброса теплоты в окружающую среду – самая существенная часть потерь энергии. Можно сказать, что мы платим за возможность преобразовать тепловую хаотическую энергию в направленную механическую, а затем электрическую, налог силам энтропии в размере до 50-60% процентов. 

Чтобы минимизировать потери используются разные методики. Один из способов – направлять эту теплоту на нагрев воды для теплоснабжения. Т.е. пар нагревается в котле, отрабатывает на турбине чуть меньше, чем мог бы и с температурой достаточной для нагрева воды, направляется в подогреватель. В нем тепло передается сетевой воде, которая по трубам доставляется в наши батареи.
Дымовыми газами с ГТУ также можно греть воду.

Так мы избегаем “налога” и полезно используем больше запасенной в химических связях энергии. Топлива на производство х электроэнергии и у тепла будет потрачено больше, чем если бы мы производили только электроэнергию, но меньше, чем при производстве электроэнергии на КЭС и тепла в обычном водогрейном котле. 

Но здесь появляется дилемма: поскольку расход топлива общий, не ясно, как распределить его между теплом и электроэнергией. И если бы это были обычные товары, это бы не было проблемой: продаешь по тем ценам, которые складываются на рынке, пока они тебя устраивают, когда они тебя не устраивают, не продаешь. Но тепло – часть жизнеобеспечения городов и рынок с ограниченной конкуренцией. Чаще всего жилые массивы ограничены в выборе поставщика: к кому есть подключение, у того и будешь закупать тепло. В крайнем случае придётся строить свою котельную (на данной возможности базируется договорное регулирование по “методике альткотельной”, когда предельная величина тарифа ограничивается тарифом постройки новой котельной, а все что ниже оставляется на усмотрение потребителей и поставщика).

По этой причине ценообразование на рынке тепла регулируется, назначаются “тарифы”. Они расчитываются исходя из издержек, которые понёс поставщик, необходимой валовой выручки (НВВ) чтобы их “отбить”. Но как разделить общие издержки, чтобы и потребителя не обидеть и станцию не обанкротить?

Ещё на первом курсе, читая старую книгу …. из дедушкиной библиотеки мне запомнилась фраза “на текущий момент научно-обоснованного метода разделения топлива нет”. С тех пор мало что изменилось, прямо общепринятого и общепризнанного подхода нет. Основные используемые в России методы (тепловой, пропорциональный и физический методы, прочитать о них можно в Приказе Минэнерго N952) относят выгоду в топливе либо на тепло, либо на электроэнергию, либо пытаются найти золотую середину перебрасывая статьи расхода (например, потери от транспорта теплоты).

Если эту золотую середину не найти, убыток понесут либо потребители, либо генераторы. Завышенный расход топлива на тепло приводит к повышению тарифов далее выше, чем если бы тепло производилась на котельной. А заниженный приведёт к убыточности станции.

Моё предложение состоит во внедрении так называемого метода раздельной рентабельности. Его суть в следующем: выручка с тепла и с электроэнергии как минимум должна выводить станцию в ноль.

ТЭЦ имеет обязательство по поставке тепла, поэтому будет работать как минимум на электрической мощности достаточной, чтобы отпустить требуемое количество Гигакалорий. И то, сколько за эту электроэнергию станция получит выручки, зависит от сложившейся на рынке электроэнергии цены РСВ (рынок там относительно конкурентный, есть контроль ФАС, так что цену можно считать честной).

Другое дело, что цена в каждый час своя. Какую взять, среднюю за день или минимальную? На мой взгляд – какое-то промежуточное значение между ними, поскольку при минимальной цене большую часть выгоды от совместного производства получит генератор, а при средней станция сработает в ноль и вообще никакой мотивации в теплофикации незаметно. А если взять, например, среднее из двух значений, то все в плюсе.

Подход можно комбинировать с методикой альткотельной, чтобы в случае если цена на тепло с ТЭЦ будет выше или равно цене с котельной, расчётная цена РСВ сдвигалась в пользу потребителя. А такие ситуации, на мой взгляд, отнюдь не исключены, учитывая изношенность оборудования теплоэлектростанций.

Есть и вопросы на которые я пока не дал ответ.

Один из них: а как это превратить в тариф? Ну, по крайней мере, в топливную его составляющую. Тут я вижу два возможных подхода:
Рассчитать ретроспективно по предыдущему году или периоду (лето/зима) расход топлива и использовать его в тарифе
Указывать в договоре соотношение между средней и минимальной ценой РСВ и рассчитывать цену на тепло “в прямом эфире” (т.е. вариант уже ближе к рыночному ценообразованию с регулированием)

Кроме того, надо как-то учесть разницу расхода топлива на разных режимах. Турбины ТЭЦ не всегда работают на полную мощность, чаще они выдают то количество энергии, при выработке которой обеспечен отпуск нужного количества тепла, а повышают мощность если цена на рынке повышает доход. Эффективность оборудования разная на разной мощности. Чаще всего, оптимальный режим работы турбины на номинальной мощности. И может случится так, что повышение мощности так сильно увеличивает КПД, что в пересчете на электроэнергию расход даже снизится (не смотря на появление конденсационной выработки). Особенно высока вероятность такого парадокса летом, когда теплофикационная выработка очень низкая.
Но тут также можно сторговаться. Либо по среднему, либо по минимальному, либо в промежутке.

Не менее важен вопрос разделения постоянных (на обслуживание, на заработную плату и т.д.) и капитальных издержек. И если по первым можно провести похожий на РСВ фокус с КОМ, то с капитальными затратами все сложнее: инвестиции на рынок привлекаются по таким механизмам как КОМ и КОМ НГО в полу-ручном режиме и назвать это ценообразование, на мой взгляд, честным можно с только очень большой натяжкой.

Но это уже совсем другой разговор, к которому я обязательно вернусь, когда подготовлю публикацию (или несколько публикаций) на соответствующую тему. 

Как статья проиндексируется, закину на неё ссылку сюда. А пока кидаю презентацию и картинку принципа теплофикации. 

Овчинников – подписаться

Презентация по докладу по разделению топливной составляющей ТЭЦ между теплом и электроэнергией

Овчинников – подписаться

Муравьи-амазонки, или муравьи-рабовладельцы, являются примером того, что «завоевательные походы» и «рабовладение» были придуманы не людьми, а крошечными созданиями — муравьями.

Муравьи-амазонки — это бесстрашные воины, которые похищают куколок других муравьёв и используют их в качестве рабочей силы. Однако, несмотря на свой воинственный характер, в хозяйстве они беспомощны. Солдаты амазонок даже не способны самостоятельно прокормить себя.

Амазонки относятся к подсемейству формицинов и включают в себя 6 видов. 3 из них распространены на территории Северной Америки, а остальные 3 — на территории Северной Евразии, в том числе и в России (на юге европейской части, в Сибири и на Дальнем Востоке). Водятся они в степной и лесостепной полосах. Гнёзда амазонок можно увидеть и среди жилых построек.

Это крупные муравьи, длина которых достигает 9–10 мм. В зависимости от вида они могут быть окрашены в чёрный, тёмно-коричневый или красный цвета. Рабовладельцами их сделала сама природа. Их саблевидные челюсти по форме напоминают клинки, а не зазубренные лопаточки, как у большинства муравьёв. Эти челюсти — отличное оружие, но в то же время и самый большой недостаток. Из-за подобного строения ротового аппарата амазонки практически беспомощны в «хозяйстве». Они не могут ни обустроить жилище, ни личинок вырастить и даже питаться самостоятельно.

Поэтому для выполнения подобной работы они вынуждены набирать себе рабочую силу — «рабов» — простых тружеников из числа муравьёв вида формика. Чаще всего это лесные муравьи или луговые муравьи. Амазонки выращивают из их куколок «рабов», которые и муравейник будут содержать, и еду добудут.

Поход амазонок за куколками — это увлекательное зрелище. Но перед этим небольшой отряд муравьёв отправляется на разведку. Как только поступили сведения о недалёком расположении подходящего муравейника, амазонки быстро мобилизуются и выстраиваются в колонну. Её длина составляет метра 2 (но может достигать и 10, всё будет зависеть от количества амазонок, выдвинувшихся в поход), а ширина около 30 сантиметров.
Как только эта колонна достигает чужого муравейника, амазонки «ныряют» во все возможные норки и щели. Их главная цель — отыскать и забрать побольше куколок. И сделать это крайне быстро, пока работяги находятся в замешательстве от столь неожиданного нападения.

Те, что нырнули раньше, буквально через пару минут выползают на поверхность с долгожданной добычей в челюстях — белыми личинками. Как только простые муравьи понимают, в чём дело, они бесстрашно бросаются на нападающих и пытаются отбить у них своё потомство. Но они часто погибают от саблевидных челюстей амазонок. Затем амазонки выстраиваются колонной и отправляются назад с добычей.

В это время в муравейнике амазонок трудятся несколько видов муравьёв-рабочих. Первое время все они копошатся, снуют из стороны в сторону и не знают, куда себя деть. Но постепенно привыкают к систематическим походам солдат за новыми куколками. Когда те возвращаются с добычей, то к их приходу уже готово всё необходимое — входы расширены, многие муравьи стоят на подхвате, готовые в любой момент взять у солдат принесённые коконы и отнести их в хранилище.

Королева амазонок — матка — имеет не менее интересный способ создания своей колонии. Молодая оплодотворённая самка находит подходящий муравейник, пробирается к его царице, убивает её и занимает её место. При благополучном стечении обстоятельств рабочие муравьи принимают подмену и начинают ухаживать за ней. В противном же случае ей грозит гибель.

Такой социальный паразитизм муравьев-амазонок, с точки зрения дарвинизма, выгоден для выживания и процветания вида, так как способствуют не только однообразному и цикличному обустройству места обитания и добычи пищи, но и совершенствованию вида в целом, его эволюции через взаимодействие с другими видами насекомых.

Автор:
#Хабирова
Редакторы:
#Сабуров

#Заметка
#Естественные_Науки
#Авторский_курс