19.02.2019
Только появилась новость, журналюги зашевелись и по лентам твиттеров помчалась горячая копипаста с кричащими заголовками - "Китай начинает строительство собственной электростанции на орбите" , "Китая строит первую космическую электростанцию"
В общем, давайте разбираться...
Разумеется, далеко не единственный минус солнечных панелей, так мешающий гуманитариям уже забыть о коптящих трубах, саже и наконец-то произнести заветное: "будущее наступило" - это отсутствие возможности получать солнечную энергию на Земле 24/7/365.
А как бы было классно, валяться на газоне с расположенным неподалеку прозрачным электрокаром последней модели от великого благодетеля Илона, с корзинкой нарубленных овощей, фруктов и никакого мяса, попивая натуральный морковный сок и тупя в инстаграме на очередную пьяную выходку какой либо кокаиновой светской бляди, а перед газоном футуристический дом, сделанный из переработанного пластика от сахарных банок, но такой стильный, полностью энергонезависимый и автономный, питающийся только от зеленой энергетики.
Солнечному свету на пути от Солнца до поверхности Земли мешает доходить без потерь куча факторов, такие как облачность, атмосфера, смена дня на ночь, смог, да и само движение Солнца по небосводу, мешает получать лучи под прямым углом к зачастую неподвижным фотоэлементам сориентированным на юг.
- Вот если бы, можно было извлечь панели за пределы атмосферы, да продумать автоматическое ориентирование последних на орбите Земли постоянно на Солнце, тогда можно было бы увеличить получение энергии в разы!!!
Суть сего, пока что испытательного проекта (пилотного), заключается в попытке собрать энергию Солнца, сконвертировать ее электроэнергию и передать на поверхность Земли наиболее удобным, эффективным и менее затратным способом. Для передачи планируется работать на канале микроволн, полагаю аналогичных тем, что используются в средствах связи с спутниками и МКС (международной космической станции), которые имеют наиболее высокую эффективность проникновения сквозь атмосферу.
Панели в космосе эффективнее чем на Земле
Но действительно ли, расположенная в космосе установка с орбитой в 36 000 км над уровнем моря будет способна принимать большее количество энергии? Давайте прикинем.
- Средняя солнечная панель МКС, имеет площадь 298 м2 и вырабатывает при освещении Солнцем порядка 32.8 кВт. в среднем 110 Ватт/1м2.
- На Земле заявленная мощность солнечной панели с площадью 1640 х 992 мм = 1.63 м2, составляет 270 Ватт или 270 / 1.63 м2 = 165 Ватт/м2.... ох уж эти торгаши... Солнечные панели на Земле у них работают лучше чем в космосе.
Давайте, постараемся найти "неторгашские", а нормальные объективные оценки мощности к площади. И так, панели Sunways FSM100P (4 на 9 блоков) как по тексту в статье, имеют размеры 1020 x 670 мм = 0.683 м2. Полученную мощность от двух панелей считаем через результаты самого продуктивного времени - май месяц, указанные в тексте статьи по ссылке, 19.74 кВт*час. В Мае 744 часа, из них день-ночь /2 = 372 часа. 19.74 кВТ*час/372 часа = 53 ватта дали две панели. Когда заявленная мощность 1 панели 100 ватт. (две панели 200 ватт). Получаем 53/2 и 26 Ватт / 0.683 м2 = 38 ватт/1м2.
Вот более реалистичные цифры для сравнения эффективности панелей:
В космосе = 110 Ватт/1м2 (400 км над уровнем моря)
На Земле = 38 Ватт/1 м2 (Подмосковье)
Касалось бы, смысл выводить площади фотоэлементов на орбиту есть, так как эффективность возрастает минимум в 2.9 раза, но это в сравнении с северными регионами, например подмосковье РФ пример который был взят из статьи про эффективность двух панелей.
А вот другой вариант, станция в Калифорнии. Тут и солнышка побольше и площади заставленные панелями внушительные. Итого 8 800 000 панелей каждая площадью 0.25 м2 и того 2200 000 м2, в самый пиковый сентябрь выдала 66 531 000 000 Ватт*час. Если в сентябре 720 часов из них день занимает 50% времени тогда 66 531 МВатт*час/360 часов = 184 808 333 Ватт или тогда получается / 2200 000 м2 = 84 Ватт/1м2
Теперь уже 110 Ватт/1м2 полученные в космосе, в сравнении с 84 Ватт/1м2 полученные в пустыне не выглядят так эффективно.
Орбита
Непонятна и сама орбита в 36 000 км над уровнем моря, для размещения такой станции. Например, геостационарная орбита (ГСО) в (прим) 56 000 км позволяет разместить аппарат неподвижно относительно точки на планете, что разумеется имеет смысл для дальнейшей передачи энергии в фиксированную точку на планете. Но есть предположение, что станция будет вращаться не в плоскости экватора Земли, а в плоскости прим. 20-30 градусов к нему, таким образом всегда находясь в поле видимости наземных систем приема и Солнца непрерывно, что требует больше скорости вращения чем на геостационарной орбите и соответственно значительно низкую орбиту чем ГСО.
Уже представляю работу приемника, который должен будет позиционироваться на летающую станцию в буквальном смысле ломая себе шею.
И уже если есть такая орбита, где прямой контакт связи имеется непрерывно, по следующей схеме : Солнце свет - приемник передатчик - Земля приемник. То, космические 110 Ватт/1м2 можно умножить на 2.
Передача энергии на Землю
Вот это уже настоящая фантастика и скорее всего будет не скоро. Передача энергии на 56 000 км, прямой наводкой с помощью лазера или микроволн задача поистине фантастичная. Чтобы понять на каком уровне сегодня находится наука в вопросах передачи энергии без проводов с помощью излучения посмотрите фото и график ниже.
2008 год. На фото видно две катушки передающую (слева) и приемную (справа) и график из которого понятно что если на расстоянии 75 см передача идет с 95% (5% потерь), то на удалении в 225 см уже 40 % (60% потерь). Ниже фото 2016-2017 год в космосе, аналогичная проверка возможностей передачи энергии в космосе, на МКС.
Но, это сантиметры, в случае случае метры... Но как передать энергию на тысячи километров, да еще с эффективностью более 60%, чтобы это все имело экономический смысл сегодня ответ дать сложно.
Теоретический можно сделать это с помощью лазера, но у некоторых ученых вроде Андрея Альбертовича Гришаева, есть предположения что лазеры в вакууме работают на пределе передающих возможностей, а следовательно не могут быть использованы в таком применении. Гришаев напрочь отвергает существование квантов света вне материи. Но если даже он не прав. Сомневаюсь что установка которая имеет пусть даже мегаваттную мощность, способная потерять ориентацию пространстве на некоторое время или скажем отклонить свой лазер или микроволновый поток вне области приемника, автоматически становиться серьезным оружием против всего живого в области хода луча, получит свое продолжение.
подведем итог:
1) Не выгодно с нынешним уровнем техники доставки грузов в космос.
2) Трудоемко. Всего 500 МВатт приобретаемой мощности от Солнца потребуют минимум 1100 000 м2 площади. Это окружность диаметром 1.18 км, или квадрат со стороной 1.048 км. Как вывезти на орбиту такую ферму или даже по частям собрать ее там? Вопрос.
3) Неизвестная ранее возможность передачи энергии на десятки тысяч километров.
4) Будет являться объектом двойного назначения (оружие).
Скорее всего новость является плодом журналистской фантазии или же в первоисточнике ограничивалась простым экспериментом в космосе как вариант оценки вероятного потенциала получаемой мощности.
С уважением.
10.01.2017 01:30
Каких-то несколько лет назад, уже писались статьи на тему "дешевого", экологического киловатта электроэнергии. Писались мной и некоторыми коллегами по цеху. Но, по прежнему встречаются люди, которые считают что дешевый киловатт находится в солнечном свете, в ветре и прочих подземных джоулях. И что все люди в правительстве круглые дураки, что не вкладывают деньги в альтернативные источники энергии. Как было бы здорово, открыть глянцевый журнал и увидеть цветущие луга Казахстана утыканные беленькими вышками ветро-генераторов или целые плато солнечных панелей-батарей. Что бы было как в Германии или где нибудь еще, откуда летят все эти красочные фотографии дармовых киловатт и легкие в этот момент дышат всеми капиллярами, а рядом стоит бесшумный электрокар с автопилотом. Где ты мой ТехноСтан?
И тут люди часто делятся во мнениях на два лагеря, первый - сторонники углеводородного топлива и традиционных методов добычи энергии. Вторые свято верят в то, что альтернативную энергетику не развивают, по причине того, что правительство "гребет лопатами" и не заинтересованно в получении дармовых киловатт. И первый и вторые правы по отдельным тезисам.
Хотя я сам, зарабатываю себе на жизнь тем, что помогаю человеку добраться до резервуаров с углеводородами, будучи любителем физики верю, что существуют альтернативные методы добычи энергии, но это не ветряки и солнечные панели, над чем и по сей день работаю, хотя казалось бы зачем мне все это? бурил бы себе дальше, еще моим внукам останется.
Абсолютно дармовой киловатт существует, но его нужно научиться преобразовывать. Вот есть у вас конденсатор который непрерывно заряжается (Земля) и сам разряжается достигнув определенного пика (молнии), примерно, в среднем 2-3 раза за каждую секунду. Как научиться с него отбирать энергию? - именно за этой технической задачей, наше с вами будущее.
Тесла знал, Тесла делал.
Почему при подключении заземления, энергоэффекты увеличиваются, при одинаковом потреблении мощности его установки? Молчит наука.
Да и будет молчать. Наука сидит на шее у государства, оголтелой толпой бездельников, носящих высокие звания профессоров и академиков, охраняя физические святыни с фанатичным консерватизмом и воспитывая новое поколение таких же.
Энергонезависимость существует, но, следует ли давать ее человеку? Этому жадному, алчному существу, которому даже такой, божественной свободы, может оказаться мало.
Как известно, рынок диктует линейку товаров и услуг через спрос и предложение. Человек не освоивший это правило, может остановиться уже на данной строчке. Так как далее, мы с вами будем сравнивать дешевые киловатты с неисчерпаемых источников энергии (солнце, ветер), с грязными и дорогими от углеводородов и угля.
Для сравнения нам понадобиться пользователь. Пусть это будет человек, проживающий у нас в стране, в квартире с ежемесячным потреблением электроэнергии в 200 кВт*час.
На 2016 год, этот человек ежемесячно выплачивал бы сумму порядка 2204 тенге. Что составило бы за год 26500 тенге, согласно следующей линейки тарифов:
Первые 90 кВт*час по 8.81 тенге.
Последующие 50 кВт*час по 11.29 тенге.
Ну, а все что выше 140 кВт*час, уже по 14.11 тенге за 1 кВт*час.
Что такое 1 кВт*час, а так же пик энергопотребления.
Примерно так же как старина Эйнштейн однажды решил совместить время и пространство, для учета потребляемой энергии пришлось ввести такую единицу измерения, так как процесс потребления идет во времени.
К примеру, у вас есть электрочайник, в основании которого, наклейка с характеристиками 220-240 Вольт, 50-60 Гц и 10 Ампер (допустим). Если перемножить 220 вольт и 10 Ампер, мы получим 2200 Ватт (2.2 кВт)- это мощность чайника. Если этот чайник проработает непрерывно и ровно 1 час, то он потребит 2.2 кВт*час, за которые, вы отдадите энергокомпании 2.2 *8.81 = 19.38 тенге. Но, ведь чайник не работает целый час, он работает от силы 4-5 минут каждые 5-10 раз за день.
У каждого электроприбора есть своя мощность в зависимости от режима его работы. Самыми затратными являются нагревательные/охладительные электроприборы: чайники, холодильники, кондиционеры, электрообогреватели.
Допустим вы были на работе весь день, а в квартире никого не было. До этого момента основным потребителем энергии был ваш холодильник, который работает непрерывно, переключаясь из пассивного в активный режим и обратно. Но, вернувшись с работы, вы включили электроплиту (10 Ампер), микроволновку (10 Ампер), чайник (10 Ампер), стиральную машину (5 Ампер), лампы освещения (1 Ампер). Энергопотребление вашей квартиры выросло с минимума до максимума, пика, 36 Ампер или 7.9 кВт. Если все эти приборы проработают ровно 1 час, они потребят 7.9 кВт*час, за что вы заплатите по тарифу, от 70 тенге и выше.
Ветряки
В один прекрасный день, человек решил что хватит кормить энергокомпании, в то время когда вокруг полно халявной энергии, да и благо рынок дает различные альтернативы, в виде ветряков и солнечных панелей.
- В среднем я потребляю 200 кВт*час в месяц - думает человек. В месяце 30 суток, 720 часов, а это значит, что 200 кВт*час/720 часов = 0.27 кВт и есть мое среднее потребление электроэнергии. Буду искать под него ветрячок и систему накопления и преобразования энергии мощностью в 0.27 кВт.
Расчет человек провел вполне себе верный, вот только ветряк не будет крутиться всегда и с одинаковой скоростью, так как погода переменчива, иногда на протяжении суток может быть полный штиль. А потому, когда человек пришел в компанию предоставляющую услуги по продаже и установке ветряков, ему пояснили что даже 0.5 кВт средней мощности ветряка может оказаться мало. И желательно присматриваться к 1.5 кВт или даже выше, с соответствующим блоком батарей накопителей, выдерживающими пики потребления энергии и гарантирующие его поддержание на некоторое время пока будет слабый ветер или штиль. В общем что бы не в чем себе не отказывать.
Человек подумал подумал и решил взять с максимальной мощностью в 1.4 кВт. Отличный ветрогенератор, средняя мощность 1 кВт, стоимость 2 405 000 тенге. Все в комплекте, батареи, инвертор и мелочевка. Диаметр ветроколеса 2.8 м, 1 год гарантии от поставщика и 20 лет гарантии от производителя, на батареи 10 лет.
Звучит неплохо. Ну плюс там еще установка и наладка выйдет примерно в 100 000 тенге. Итого 2 500 000 тенге. Правда нужно найти место что бы разместить 300 кг батарей и оборудования где нибудь в помещении, а так же поднять его на мачте как минимум метров на 7 над землей. Ах да, производитель Китай, но зато цена сносная!
И тут человек задумался:
- 2 500 000 млн тенге, сразу выложу и не будет проблем с электроэнергией в течении обещанных 20 лет по гарантии. А сколько мог бы я купить кВт, на эти деньги у энергокомпании, если я трачу в год 26500 тенге? Да хрен с ним! Пусть будет даже 35000, тенге ведь постоянно в падении, цены растут....
2 500 000 тенге / 35 000 тенге в год = 71.5 год.
Произведя нехитрые вычислительные операции в голове, человек пришел к выводу что данная конструкция 71 год не проработает, да и ему уже как бы 46 лет.
"Странно все это. Где же дешевые киловатты?" - думает человек.
Приходит домой, начинает за столом рассказывать семье, мол ходил, посчитал - дорого и не оправдано. Недоумевает, о чем там было написано на глянцевых немецких журналах, что дочка привезла из Германии.
- А ты попробуй Папа, солнечные батареи! - подсказывает ему дочка - Вся Германия живет на дармовой энергии, не дураки же они?!
"Ну, доча у меня умная" - рассуждает отец - "не зря в Германии на энергетическом учится"
Отправился в другую компанию.
Солнечные батареи
Вот интересное предложение: SES 72M 200W
Габариты панели, 1.58 х 0.8 х 0.04 м. То есть, площадь одной панели 1.264 м кв. Таких панелей на мои 1.5 кВт нужно: 1500 Ватт/200 = 7.5 штук.
Пусть будет 7 (1.4 кВт).
Вес каждой 16 кг, а всех панелей 16*7 = 112 кг.
Общая площадь 1.264*7 = 8.8 м кв.
Общая стоимость панелей 7*111 000 тенге = 777 000 тенге. И это без инверторов, накопителей и мелочевки.
Производство Китай, гарантия только от поставщика - 1 год.
Так подбираем инвертор и аккумуляторы
Инвертор - 1 кВт 450 $ (148 500 тенге)
Батарея 100АН - 300 $ (99000 тенге), необходимо минимум две 198 000 тенге.
Итого без мелочевки: 1 123 500 тенге.
В очередной раз произведя нехитрые, математические вычисления, человек пришел к выводу, что экономии тут нет.
1 123 500 / 35 000 = 32 года.
Пришел домой человек, схватил снова глянцевый журнал и думает - "ну, а как же экономия и дармовые киловатты? Как-то же оно работает?"
Конечно работает! Еще как!
Альтернативные источники энергии или мини станции СЭС и ВЭС, очень удобны в использовании для отдаленных районов, куда экономически невыгодно тянуть линию электропередач (ЛЭП). Иными словами ставить 100 столбов и натягивать 2500 м провода только одной фазы, что бы осветить один чабанский дом, с его хозяйством с месячным потреблением в 200-500 кВт*час - нерационально, невыгодно, инженерно дико и тупо!
★★★ Экономически невыгодно = Никто не будет этого делать! ★★★
Разумеется, не имея производства таких установок, как солнечные батареи, ветряные генераторы, аккумуляторы и прочее у нас в стране, из собственных компонентов, мы всегда будем проигрывать при закупке этих изделий минимум на 30-40%. Но даже при таких условиях кВт полученный на ТЭЦ/ТЭС/АЭС, будет получаться дешевле по стоимости, так как у нас есть ресурсы, такие как углеводородное топливо и уголь. А с учетом выдаваемых мощностей таких установок и их срока службы, со временем, каждый выработанный киловатт становится бесплатным для энергокомпании, что стимулирует строительство последних значительно лучше, чем строительство станций альтернативных, неисчерпаемых источников энергии.
Удивительным является тот факт, что о "дармовой" электроэнергии мечтают граждане государства, в котором, наверное, самое дешевое электричество в мире. Давайте рассмотрим несколько стран и сравним стоимости 1 кВт*час электроэнергии. (цены в рублях за 1 кВт*час, данные на 2016 год).
И такие цены, абсолютно закономерны при условии использовании "зеленой" энергетики. К примеру, если бы я жил в Германии где 1 кВт*час обходился бы мне в 120 тенге, я бы тратил в год 290 600 тенге. При стоимости установки ветрогенератора описанного выше в 2 500 000 тенге он окупился бы за 9 лет, при значительно большем сроке его службы.
Вот где хоть какая-то экономия! Но, она скорее вызвана необходимостью - Нет у Германии столько углеводородов и угля.
Габа (Thursday, 16 November 2017 01:11)
Что думаете насчет ТОКАМАК-ов. Тоже пыль в глаза или реальность будущего?
GM (Thursday, 16 November 2017 01:31)
идея термоядерного синтеза пошла от желания воссоздать реакцию протекающую на Солнце мол где водород переходит в гелий в результате чего выделяется энергия. Но тут есть спорные вопросы.
1) С солнце вылетают продукты полного распада ядер, протоны, электроны.
2) Спектр Солнечного света полный, и не отвечает спектру реакции водорода в гелий.
3) Гелий как продукт термоядерной реакции ни разу не был получен на реакциях проведенных в токамаках.
Иными словами, полагать что термояд вообще возможен оснований нет. Но раз в 5 лет наб божатся что через 10 лет нас завалят энергией от термояда.
Иными словами это все не более чем мечты на которые выделяются миллиарды долларов. Все похоже на распил бабла.
Ну ок. Хотя бы смогли бы тогда для начала протон с электроном соединить. И этого не получается. Думаю все ясно.
Aidar (Tuesday, 13 December 2022 03:39)
В Казахстане, все таки решил уже построить атомную электростанцию, даже подрядчиков уже нашли. https://kapital.kz/economic/108970/v-short-list-po-stroitel-stvu-aes-vklyuchili-chetyre-kompanii.html
Данная задача стоит в одном ряду с такими задачами как: Что больше, 2/3 или 3/5? Что тяжелее килограмм камней или килограмм ваты? В общем вы поняли. И хотя вроде понятно на первый взгляд что коробка с картечью будет тяжелее, чем коробка с ядрами, но научный метод, как говориться требует доказательства. Таким образом мы, в данной статье преступаем к решению комплексной задачи по геометрии, для подтверждения ответа на вопрос - что же все таки тяжелее, коробка с ядрами или коробка с картечью?
Прежде чем мы преступим к рассмотрению данной задачи, хотелось бы сказать несколько слов о значении комплексных задач (состоящих из нескольких малых, взаимосвязанных задач, по разным предметам) в образовании и развитии. Сегодня в общеобразовательных учреждениях комплексные задачи являются редкостью. Если только сам преподаватель не захочет внедрить что либо от себя. Тем не менее, как показывает практика, комплексные задачи оказываются весьма сложными для выпускников как школ, СУЗ/ВУЗ-ов, поступающих на обучение или на работу в качестве специалиста. Комплексные задачи показывают назначение и полезность всего того, что по отдельности кажется скучным и бессмысленным. Таким образом, легко развить в ребенке интерес, а если у него будет интерес к предмету, то треть вашей комплексной задачи, о том как вырастить из него вменяемого человека уже решена.
Для начала нам понадобиться коробка с определенными геометрическими размерами, давайте для примера возьмем следующие значения.
a - длина 80 см
b - ширина 60 см
c - высота 40 см
Ну и соответственно нам необходимы ядра разного размера, одни крупные другие мельче.
(Я) - ядро; диаметр = 10 см (радиус 5 см)
(К) - картечь; диаметр = 5 см (радиус 2.5 см)
Плотность материала из которого изготовлены сферы, пусть будет сталь 8 гр/см3 (или 8 кг/литр, 8000 кг/м3..... как угодно)
Для начала давайте найдем объемы имеющихся объектов
V Коробка = 60 * 80 * 40 = 192 000 см3 или (/1000 = 192 литра). Ради интереса, если заполнить (залить) данную коробку полностью сталью, с выше указанной плотностью как у ядер (8 гр/см3) то ее масса составит = 192 литра * 8 кг/литр = 1536 кг (1.536 тонны)
V Ядро = (4/3)*Пи*R^3 = 523.58 см3 (0.523 литра)
V Картечи = (4/3)*Пи*R^3 = 65.44 см3 (0.065 литра)
Для того что бы продолжить расчеты, необходимо уложить данные шары в коробку таким образом, что бы их поместилось как можно больше. (Коробка вид сверху)
Наиболее подходящий для данного случая вариант укладки шаров слоями, когда в первом слое шары ложатся всегда касаясь либо соседнего шара либо боковой стенки коробки. А второй слой занимает свободное пространство, "ямку" между четырьмя нижними шарами, таким образом позволяя уложить большее количество слоев.
На первый взгляд, некоторым может показаться, что на первом рисунке шары недостаточно плотно расположены и можно скатить их в горизонтальные ямы, таким образом сэкономив свободное место. Но так кажется только на первый взгляд. Обратите внимание на рисунок слева где первый слой заполнен одинаковым количеством шаров (24) и сколько свободного места доступного для помещения дополнительного шара при этом освобождается. При этом, еще второй слой будет выше, так как ямки между тремя шарами меньше чем между четырьмя. Ну то есть понятно что первый вариант заполнения слоев наиболее подходящий для максимально возможной упаковки шаров в коробке.
Посчитать количество шаров в слое довольно легко, но вот точно сказать количество слоев, которое может получиться в случае если коробу заполнить до самого верха шарами сложно, так как шар каждого последующего слоя утопает между четырьмя шарами нижнего слоя. Тут необходим расчет.
Разбиваем укладку шаров на геометрические фигуры в 2Д для начала, проводя через центры окружностей линии. Нас интересует длинна отрезка который на схеме обозначен красным цветом.
Но для того что бы его найти нужно построить объемную фигуру из двух фигур 2Д.
Как вы уже догадались, это пирамида.
Далее необходимо разбить ее на более удобные, простые геометрические 2Д фигуры, произведя расчет которых можно найди искомую вертикальную дистанцию до верхнего шара.
Готово. Для того что бы найти искомую высоту пирамиды ОТ, нам нужно рассчитать треугольник ОТС, а вот для этого нам необходимо узнать значения его углов и длину хотя бы одной из сторон. Хотя, мы знаем что сумма всех углов треугольника равно 180 градусам, а угол ТОС равен 90 градусам, но нам ничего не известно о двух других углах.
Но выход из данной ситуации есть. Если посмотреть на пирамиду сверху то искомый треугольник будет отрезком ОС или ОТ. Хотя согласно правил треугольника катет ОС будет короче чем гипотенуза ТС, в данной проекции они будут иметь одинаковую длину. Данная проекция по факту является квадратом с диагоналями. Соотношение длинны диагонали AC на длину DC будет константой AC/DC = 1.42 (из практики). А катет ОС будет половиной от диагонали АС.
В таком случае катет ОС будет найти довольно легко, так как нам известны стороны квадрата (AD=DC=CB=BA):
Длинна стороны DC, к примеру равна диаметру одного шара (ядра или картечи). В таком случае длина катета TC равна этому же значению, но только не в 2Д, а уже 3Д картинке. Остальное уже дело времени.
1) Расчет коробки с ядрами.
Находим длину катета ОС = (DC * 1.42)/2 = 10 см * 1.42 = 14.2 см/2 = 7.1 см.
Находим угол ТСО на искомом треугольнике = cos-1(OC/TC) = cos-1(7.1 см/10 см)= 44.76 град.
Тогда высота ТО = ТС * sin 44.76 град = 10 см * sin 44.76 град = 7.04 см.
И так треугольник OTC рассчитан:
ТС = 10 см; ОС = 7.1 см; ТО = 7.04 см;
Искомое ТО найдено.
Перепроверяем по TC^2 = OC^2+TO^2 =
√7.1^2 + 7.04^2 = √50.41+49.5616 = 9.9985 (10)
C учетом округления можно принять 10 - проверено.
Считаем количество слоев и ядер которые можно уложить в коробку размером 60*80*40 см, согласно их диаметра 10 см.
Слой#1 60 см/10 = 6; 80 см/10 = 8; 6*8 = 48 ядер в первом слое.
Cлой#2 будет состоят уже из меньшего количество ядер 5*7 = 35 ядер. И далее
Слой#3 = 48, Слой#4 = 35...... (48-35-48-35-48-35...)
Далее считаем сколько таких отрезков уложится на дистанции высоты коробки:
40 см > R+TO+TO+...TO+R
40 cм > 5 см+7.04см+7.04см+7.04см+7.04см+5 см = 38.16 см или 5 слоев ядер
Количество ядер = 48+35+48+35+48 = 214 ядер.
V всех ядер = 214 * 0.523 литра = 111.922 литра.
Масса всех ядер = 111.922 литра * 8 кг/литр = 895.376 кг.
2) Расчет коробки с картечью
Находим длину катета ОС = (DC * 1.42)/2 = 5 см * 1.42 = 7.1 см/2 = 3.55 см.
Находим угол ТСО на искомом треугольнике = cos-1(OC/TC) = cos-1(3.55 см/5 см)= 44.76 град.
Тогда высота ТО = ТС * sin 44.76 град = 5 см * sin 44.76 град = 3.52 см.
И так треугольник OTC рассчитан:
ТС = 5 см; ОС = 3.55 см; ТО = 3.52 см;
Искомое ТО найдено.
Перепроверяем по TC^2 = OC^2+TO^2 =
√3.55^2 + 3.52^2 = √12.6025+12.3904 = 4.9999 (5)
C учетом округления можно принять 5 - проверено.
Считаем количество слоев и картечи которые можно уложить в коробку размером 60*80*40 см, согласно их диаметра 5 см.
Слой#1 60 см/5 = 12; 80 см/5 = 16; 12*16 = 192 картечины в первом слое.
Cлой#2 будет состоят уже из меньшего количество картечи 11*15 = 165 картечин. И далее
Слой#3 = 192, Слой#4 = 165...... (192-165-192-165-192-165...)
Далее считаем сколько таких отрезков уложится на дистанции высоты коробки:
40 см > R+TO+TO+...TO+R
40 cм > 2.5 см+(3.52см * 9)+2.5 см = 36.68 см или 10 слоев картечи
Кол-во картечи = (192+165+192+165+192+165+192+165+192+165) = 1785 картечин.
V всех картечин = 1785 * 0.065 литра = 116.025 литра.
Масса всех картечин = 116.025 литра * 8 кг/литр = 928.2 кг.
В общем если верить расчетам ящик с картечью будет немногим тяжелее ящика с ядрами при двойной разнице в диаметре.
С уважением Тесла
01.06.2015 10:00
Всем здравствуйте!
Поддержу своего коллегу с казнет просторов Амира Касенова (@Turbo) с его очередным резонансным постом о том кому выгодны политические репрессии.
Недавно на глаза мне попалась очередная статья о том как голод и репрессии отразились на численности самих казахов как этноса, написанная Ринатом Ташкинбаевым интервью которому давал знаменитый Казахстанский философ Гарифолла. Статья с таким названием (Голодомор в Казахстане: девочек отдавали за булку хлеба), содержанием и фотографией на заставке резко получилась резонансной. (фотография кстати ниже, сделана в селе Осекеево 1921 году, Казанской губернии)
Буквально в первые несколько часов ее тут же лайкнули и перепостили несколько моих друзей. Советую читателям ознакомиться с этой статьей а именно с комментариями к ней, а так же ознакомиться с другими материалами истории по которым известно что никакой этнической дискриминацией смерть и голод в те годы не руководствовались.
<<Это большая трагедия. Почему? Девочка погибла, она не дожила до материнства. Получается, в следующий раз должна родиться девочка, также должна достигнуть материнского возраста. Сколько времени на это уходит, вот это - пропасть. И казахский народ попал в эту пропасть в результате геноцида", - говорит ученый, отмечая, что всего от голода 30-х годов пострадали 3 миллиона казахстанцев. Если бы не те события, уверяет он, казахов было бы сейчас 40 миллионов, русских - 300 миллионов, украинцев - порядка 100 миллионов>> Гарифолла Есим.
Уверен в будущем в любых спорах еще долго будут ее приводить в качестве хорошего и уверенного аргумента или даже факта. Ведь если верить господину Гарифолле Есиму, геноцид был, а его масштабы ужасали, если сегодня казахов могло быть не 11 млн а все 40, а русских не 111 млн а все 300.
У меня нет претензий к статье по поводу написанного - райским 20 век назвать сложно.
Но действительно ли таковы масштабы трагедии о которых нам поведал господин Гарифолла Есим.
Давайте предположим по какой смехе могла увеличиться численность казахов с 6 до 40 млн в период 1913 года и до сегодняшнего дня. Не долго думая я взял в руки калькулятор и сделал необходимые прикидки. Но для наглядности пришлось все это перебросить в эксель и рассмотреть с разных сторон.
Да действительно, могло быть и 40 млн если продолжительность жизни была в районе 72 лет, если практический каждый мужчина казах
заводил семью и как минимум имел в семье более двух детей. Это практически идеальные условия для роста. Может какая либо другая нация или государство похвастаться такой кривой на графике времени
и роста численности населения? Да! К примеру Бразилия.
с 1920 года и до сегодняшнего момента население Бразилии увеличилось примерно в соответствии с этой схемой и на сегодняшний день составляет 202 млн чел. В случаях с другими странами такой идеальной схемы роста не наблюдается. К примеру в Таиланде никакого геноцида не было.
Но тем не менее тайцев сегодня порядка 70 млн человек, а не 190 млн согласно этой идеальной схемы. Да что тайцы, даже 1.25 млрд
население индии может позавидовать такой идеальной схеме роста, судя по которой индийцев сегодня должно быть под 2 млрд.
А как у нас там с кривой роста сегодня? А давайте посмотрим, в 1999 году казахов в Казахстане было 7 млн 980 тыс, то согласно этой схемы идеального развития сегодня должно быть порядка 17 млн человек, и это рассматривая столь короткий период как 16 лет. Что-то не особо бьется с представлениями Академика Гарифоллы Есима.
Что сегодня мешает расти численности казахов в Казахстане когда никакого голода и репрессий уже нет длительное время? Для меня, этот вопрос остается непосильным. Ну разве только и сегодня мы продаем наших девочек за булку хлеба, пусть даже не так очевидно как в 30-тые годы...
Иллюстрация расчетов была выполнена с помощью экселя, который вы можете скачать пройдя на оригинал статьи на сайте.
Напоследок вспомнил одну историю из жизни как цифры или величины завышались в зависимости от того когда нужно было подороже себя
продать. Принимая заказ на определенное изделие у нас на Родине, один человек предлагал мне в качестве оплаты, теленка. Но я предпочел другую форму оплаты и цену свой работе соответственно, на
что мой клиент поведал мне, мол этот теленок будет здоровенным быком через два года. Я вообщем-то в этом не сомневался, попросил его придти через два года.
Дорогие друзья, прежде чем верить каким либо цифрам, нужно их перепроверять, на что у нас есть две простые и надежные штуки, своего рода достижение эволюции и цивилизации - мозг и калькулятор. Если у вас нет калькулятора, дайте мне ваш адрес я вам его отправлю!
С уважением tesla.
vesla (Monday, 23 November 2015 21:46)
то согласно этой схемы идеального развития сегодня должно быть порядка 17 млн человек,
автор, вы правы что рассматриваете идеальную схему развития. Фактически прирост за эти годы был небольшой, от 7.9 млн до примерно 11 млн, потому что в вашей схеме не учитаны следующие факты: в период
разрухи и дикого капитализма вырос уровень смертности и также многие отказывались от пополнения в семье из за соц условий, и еще много чего. Эти факторы были повсеместно, а не только в Казахстане и
их надо учитывать. Более правильный расчет для Казахстана был бы от 28-35 млн человек. Интересно вам будет узнать, что казахи в 20х годах были самым многочисленным народом Средней Азии, узбеки шли
после. Сегодня население Узбекистана выросло до 30 млн, а казахов всего 11 млн. Рост населения в других СА республиках в годы СССР был большой в связи с отдаленностью и меньшим присутсвием России в
целом. Вот так то.
GM (Thursday, 26 November 2015 09:17)
Дорогой vesla то есть в любом случае виноваты те о ком говорят сегодня в соц сети. Хм.. почему-то меня это не удивляет.
graham (Sunday, 08 January 2017 22:14)
У Тайланда своя специфика, т.к. там буддизм и очень сильно распространена практика ухода в монастыри среди мужчин, что не благоприятно сказывается на демографий.
В индий с 70-х годов 20 века ведется демографическая политика, плюс к этому довольно плачевное состояние медицины и бедность.
Габа (Thursday, 16 November 2017 01:24)
согласен с комменто от vesla. Меня тоже постоянно удивляло, почему, до развала СССР узбеки были по количеству наравне с нами, а после развала т.е. сегодня в 2 раза больше. Почему??? Не уж то присутствие России действительно влияет на наш рост? Эта гипотеза тоже верна, потому что будь на месте русских любой другой - то же бы старался не давать развиватся казахам (читай соседу), который давным давно против него же воевал и защищался...
GM (Thursday, 16 November 2017 01:37)
Россия или русские не дают развиваться казахам в Казахстане? При том что средний уровень жизни в приведенном вами Узбекистане несколько ниже чем в Казахстане?
Я даже не знаю как прокомментировать данные идеи.
Я тоже нахожу некоторые "зависимости" подобного класса. К примеру когда ко мне в комнату залетает муха я не могу смотреть телевизор и пользоваться различными средства связи. Во всем виноваты мухи, не
иначе.
Навеяло мне тут постом от всеми нами Уважаемого, Марата Каратаева, сделать более детальный анализ установки и практического использования современных солнечных батарей. Пока еще сам не пойму, делаю ли им рекламу или в очередной раз ставлю на них крест.
Гугл в помощь, находим первый попавшийся вебсайт, где продаются эти панели. И вот технические характеристики модели CHN-240-60p, которая комплектует станцию SA 3300 (последний писк техники, так сказать)
Во-первых: габаритные размеры панели, на сайте указаны не были, а потому пришлось им написать. В итоге, каждая панель (из шести) по площади равна 1.62 кв.м, а всего блока 1.62*6 = 9.72 кв.м.
Идем далее, вес всей станции 700 кг, включая крепеж, аккумуляторы, кабеля и прочее.
Так же в комплект входит масса "примбамбасов", которые нужны для полноценной работы станции. К примеру инверторы, автоматы и так далее. Иными словами все то что будет делать из постоянного тока переменный, и безопасно его доставлять в приборам потребления.
Как это все работает, в двух словах. Когда на небе есть Солнце и его лучи попадают на солнечную батарею, вырабатывается постоянный электрический ток. Как из батарейки. Этот электрический ток поступает в аккумуляторы которые непрерывно заряжает. Далее система переводит постоянный ток в переменный и выдает необходимую мощность в пределах допустимого на потребление к вашим электроприборам в 220 вольт с частой 50 ГЦ. Но тут следует отметить, что чем сильней светит солнце, тем больше электричества вы получите. В ночное время панели не заряжают аккумуляторы, а включенные электроприборы их используют. В этот момент аккумуляторы разряжаются. А вот теперь как это все работает в цифрах.
Что в течении месяца среднесуточное потребление составит до 5 кВт.час в сутки. Напомню, что это при том условии, что погода будет всегда ясная и солнечная (с перерывами на ночь конечно)
Итого мы получаем порядка 150 кВт.час. То есть это максимум чем меня могут обеспечить солнечные батареи (станция SA 3300) только на летний период времени. А теперь взглянем на мой средний месячный квиток от электро компании 240 кВт.ч Иными словами если я полностью перейду на эту систему, кое от чего мне придется отказаться.
Считаем сколько я плачу электро компании в год (240 кВт *12 тенге)*12 месяцев = 34560 тенге в год. Примерно столько я трачу за один год за потребление электроэнергии. Я прекрасно понимаю что электричество будет только дорожать, плюс еще и инфляция нашей валюты.
Теперь посмотрим на стоимость данной установки SA 3300.
369760 рублей * 4.93 = 1 822 916 тенге. Смотрим за какой промежуток времени я потрачу эти деньги на электроэнергию если по прежнему буду платить электро компании / 34560 = 52.5 года. Проработает ли станция столь длительное время это вопрос отдельный.
Я понимаю что не всегда буду платить такую сумму, она будет с каждым годом только увеличиваться. Но все равно, где экономия господа? А при том что мне придется пожертвовать несколькими десятками киловатт которые я уже не могу подключить. И это все с учетом того что у меня круглый год лето и солнечная погода.
Как мы уже видим никакой экономией тут и не пахнет. Но давайте подумаем о экологии.
Электростанции в любом случае будут сжигать топливо, в следствии чего выбрасывать СО2 (углекислый газ) в большем объеме и в ничтожно малом, редкие ядовитые компоненты. Что как бы не есть хорошо. Но экологам следует помнить что ежегодный выброс СО2 вулканами к примеру гораздо больше чем от всех промышленных объектов на планете (включая автомобили) 99%.
С другой стороны предлагаю вам детально ознакомиться с производством и утилизацией панелей и самих аккумуляторов - куда токсичнее будет.
Куда чище и перспективнее строить и использовать атомные электростанции, а так же работать над освоением новых источников энергии, которые по прежнему не известны науке. Вот о чем нам с вами господа нужно думать сегодня. Без сомнений электроэнергетика перспективная область в будущем, но нам нужно научиться отбирать электричество в первозданном виде. Остальные методы либо не эффективны, либо устарели технически и экономически.
В одном, использование таких солнечных станций возможно полезно в отдаленных уголках планеты, где нет линий электропередач. И я с этим полностью согласен. Но когда кто-то начинает говорить о переходе на чистые источники энергии, электромобили, ветряную энергию и прочие выпады - давай те спасем планету, мне хочется повторить фразу Джоржа Карлина - "Планета в порядке, это людям ......."
С уважением.
В очередной раз задумался над проблемой мусора, а именно относительно его количества и решил провести очередной расчет на коленке. Только для бытового мусора.
Первое что взял в расчет это свою мусорную корзину, за сутки, разложил на составные и весовые. От нее и будем отталкиваться. Для образца взял город Актобе, примерно 390К жителей. Принял что средняя семья города состоит из 3 человек. Поехали..
Разложив свою суточную мусорную корзину я обнаружил:
-2 пластиковые бутылки (по 1.5 литра).
-1 стеклянная бутылка из под вина (0.7 литра).
-Бумажная упаковка (тетра пак из под молока)
-Пластиковая упаковка (от яиц x 1, йогуртов x3)
-Целлофановая упаковка (пустые упаковочные пакеты, обертка)
-Пенопластовый контейнер (мясная продукция).
-металлическая упаковка (консервы х 3)
-Бытовые отходы от приготовления пищи (очистки лука, картофеля и так далее).
Взвесил. Пакет 35 литровый пакет заполнен примерно на 60% (компактен предварительно) 1900 грамм. Средняя плотность 1.9/0.021 = 91 кг/м3.
Примем это как суточную норму для одной средней семьи.
1) Находим количество семей в городе = 390 000 человек / 3 = 130000 семей (кол-во пакетов)
2) Находим массу всех пакетов 130000*1.9 кг = 247 тонн.
3) Находим объем всех пакетов 130000*0.021 м3 = 2730 м3.
4) Находим объем всех пакетов мусора/мусора с учетом уплотнения во время доставки и выгрузки. Скажем в два раза. 91*2 = 182 кг/м3. Объем равен 247 тонн/0.182 тонн/м3 = 1360 м3.
Итого суточная норма города - Вес 247 тонн. Объем 1360 м3.
А теперь представим кубик с длинной стороны 11 метров. Так примерно столько производит город за одни сутки.
Для того что бы перевести такое количество мусора до полигона с учетом полной загрузки и дистанции, что один мусоровоз сделает за день два рейса с объемом до максимальной загрузки 16 м3, понадобиться = 1360м3/(16м3*3)= 28 мусоровозов. И соответственно если успевает сделать больше рейсов, то мусоровозов нужно меньше.
Ну а теперь давайте представим сколько это будет за год = 247 тонн*365 дней = 90155 тонн. Ну и объем 1360 м3 * 365 дней = 496400 м3. По объему это кубик со стороной 79 метров.
К примеру бассейн озера Балхаш (112 км3) город Актобе заполнил бы мусором за 112 000 000 000 м3/496400 м3/год = 225625 лет. Что в принципе довольно долго.
И это при условии что я более чем уверен, что мой расчет значительно занижен. Так же без рассмотрения производственного мусора с фабрик, заводов, тяжелого машиностроения, с производства самолетов, танков, электроники, и прочих.
Спасибо за внимание и до новых встреч. Старайтесь меньше производить бытового мусора, а так же всегда доносите пакет до бака!
С наступающим новым годом!
Курение вредная привычка и она становиться еще более вредной, когда появляется масса свободного времени. Вот так вот куришь, смотришь в окно и видишь автомобили которые гоняют по дороге, и в голову лезут абсолютно разные мысли, до первого вопроса самому себе - А каков уровень выбросов углекислого газа от автомобилей? Так так так...Началось.
Для вашего комфорта поставьте вот эту мелодию и наблюдайте за процессом, но кому интересен конечный результат - ныряйте в конец поста.
Ну допустим возьмем расчетный участок дороги в четыре полосы, по которому непрерывно едут машины - 100 метров протяженностью.
Средняя скорость автомобиля 60 км/час. Средняя длина машины 4 метра. Средняя дистанция между автомобилями 8 метров. Тогда в одной полосе поместится до (8м*8)+(4м*9)=9 автомобилей, а на 4 полосах до 4 х 9 = 36 машин.
Будем принимать что все машины одинаковые и гоняют только на бензине, а так же что у всех одинаковый расход топлива - 8 л/100 км. Я прекрасно понимаю что расход топлива в зависимости от разных оборотов двигателя и нагрузки на него, могут несколько отличаться, но всех нюансов мне не учесть да я и не стремлюсь к идеалу. Тогда, на скорости в 60 км/час автомобиль пересечет дистанцию в 100 м за 6 секунд.
И, если справедливо высказывание, что автомобиль движущийся с 100 км/час, за 1 час израсходует 8 л топлива, то и за час движения со скоростью 60 км/час израсходует тот же объем, тогда:
В 1 часе 3600 секунд, а значит 8000 миллилитров топлива / 3600 = 2.2 миллилитров/сек, ну и за 6 секунд 6 сек *2.2 миллилитра/сек = 13.2 миллилитра топлива будет израсходовано.
Средняя плотность топливной смеси принимаем 0.71 гр/см3. Тогда масса топлива будет найдена следующим образом = 13.2 * 0.71 = 9.372 гр топлива будет израсходовано каждым автомобилем. Всеми автомобилями = 9.372 * 36 = 337.39 грамм.
И так мы более менее определились с массой топлива потраченной 36 автомобилями для пересечения участка в 4 полосы длинной 100 м. Теперь как быть с топливом?
Нам известно что топливо (бензин), это смесь углеводородов, которые представляют собой преимущественно верхний ряд алканов и изо-алканов. Сказать достоверно какое количество в топливе скажем октана и гептана или еще какого либо уровня крайне сложно, да и сами производители не особо заморачиваются по этому поводу, лишь бы октановое число было в норме (76, 92, 95...). А так же мы забьем на % содержание альдегидов, и азотсодержащих компонентов, присадок и так далее. Мы примем что наше топливо состоит из 100%-го изооктана, что для расчета выбросов СО2 вполне сойдет.
Изооктан. С8Н18
СН3-СН2-СН2-СН2-СН(CH3)-СН2-СН3
Распишем реакцию окисления (горения) изооктана и уравниваем количество молекул необходимых для 100% реакции.
2 С8Н18 + 25 О2 = 16 СО2 + 18 Н2О
И так, из 2 молекул изооктана получиться 16 молекул СО2 (углекислого газа). Находим молекулярную массу СО2 = 12+(16*2) = 44 ед. И самого изооктана С8Н18 = (8*12)+18= 114 ед.
Находим количества вещества для изооктана, т.к. как его масса (337.39 гр) нам известна: 337.39 гр/114 гр/моль = 2.929 моль.
Так же известно что из 2-х молей изооктана получается 16 молей СО2. Тогда из 2.92 получиться 23.43 молей СО2. Ну и масса = 23.43*44=1031 грамм. Из 337.39 грамм выходит 1031 грамм СО2. Грубо из 1 тонны бензина получиться 3 тонны СО2.
Ну и соответственно объем при нормальных условиях = 23.43*22.4 = 524.8 литров (дм3).
Для расчета выделенного объема/массы СО2 на испытуемом участке, скажем за 1 час, необходимо выяснить сколько автомобилей проезжают данные участок, с заданной скоростью за 1 час.
Нам уже известно что дистанцию в 100 метров, с заданной скоростью в 60 км/час, автомобиль пересечет за 6 секунд. При учете всей группы (36 авто на 4-х полосах) можно предположить что за час 3600/6*36 = 21600 автомобилей.
21600/36*524.8 литров = 314 880 м3 СО2 будет выделено автомобилями за один час проезда на вышеописанном участке.
21600/36*1031 граммов = 618 кг СО2 будет выделено автомобилями за один час.
Касательно объема СО2, который покроет дорогу на участке в 100 м за один час, без участия процесса диффузии, можно прикинуть следующее.
Геометрические размеры дороги: длинна 100 м, (если каждая полоса по 3 метра шириной) то 12 метров в сумме по ширине. Площадь 100*12 = 1200 м2.
Высота "А" объем заполненный СО2 в границе трассы = 314 800 м3/1200 м2 = 262 м.
Как я уже говорил ранее, все это +/- но тем не менее позволяет бросить трезвый взгляд на вопросы загрязнения окружающей среды.
И таким выводам я обязан случайной сигарете у окна, согласитесь не так уж и сложно.
Еще добавлю что сами выбросы СО2 не так опасны как продукты реакции не прошедшей на 100% (не полностью) к примеру СО или продукты разложения тетра-этил-свинца (присадка), а так же продукты горения сернистых компонентов если они имеются в топливе, такие как SO2. но об этом производители и продавцы топлива вам не скажут.
Спасибо за внимание и до скорой встречи!
Write a comment
GNN3 (Thursday, 21 March 2019 06:38)
Тут еще пару проблем вижу кроме озвученных - такая огромная по площади бандура будет испытывать немаленькое давление солнечного излучения и волнечного ветра, ее будет "сдувать" с орбиты. Кроме того, неизвестно, как поведут себя солнечные панели под воздействием ионизирующего излучения (Солнце это такой немаленький термоядерный реактор) и насколько быстро они деградируют?