![[personal profile]](https://www.dreamwidth.org/img/silk/identity/user.png){kind=small}
dac_khv1. СЭС на Земле
На днях ознакомился с замечательной статьей. Прольем же немного света над скрытыми расчетами :)
4,5 года назад я отметил положение дел на тот момент https://dac-khv.dreamwidth.org/133326.html
Сейчас все намного забавней. Солнышко грузят по 18 центов за Вт, публично доступные аккумуляторы идут по 160 $ за 1 Квт*ч, 2000 циклов заряд-разряд.
Есть недоступные в свободной продаже - Илоновы ячейки 4680, батарея которых, с соответствующей BMS, имеет 4000 циклов заряд-разряд и которые вроде как укладываются в 125 $ за 1 Квт*ч.
Попробуем посчитать на пальцах экономику хозяйственным способом для маленькой частной сетевой солнечной станции.
Ставим 50 квт мощности, из которых 15 пиковых будем отдавать в сеть, при собственном потреблении в 35.
Покупаем панелек на 50 Квт, по 180 $ за Квт = 9000 $, инвертор за 6000 $, накидываем 4000$ за доставку,1000$ таможенному агенту, ну и сверху всего этого 20% НДС (ставки РФ). Так как дело происходит в России, мне очень сложно даже вообразить, что монтаж такой мощности с кабелями и подключением обойдется в сумме дороже 1000 $. Итого 25000 $ в сумме, 500$ на 1 Квт уст. мощности.
Что получим - 1 Квт установленной мощности в Краснодаре даст 1400 Квт*ч в год. С учетом, что летние пики он собрался продавать, то примерно 1200 Квт*ч выработки заменит сетевую по 12 центов (9 рублей из статьи), и 200 Квт*ч он отдаст в сеть по 4 цента (3 рубля). На 7600 $ в общем его панели за год нагенерят, через 3 года и 4 месяца отобьются, без учета роста цен на э/э.
В Ленинградской области будет за год 930 квт*ч, за 5 лет окупится.
Это был российский пример. Страны с дешевым газом, углем, соответствующими привычками и т.д.
Если мы будем строить 50 Мвт, то там некоторые удельные расходы будут поменьше, но для округления оставим те же 500$ за 1 Квт.
Под 2% годовых сроком на 25 лет себестоимость 1 Квт*ч будет 2,3 цента для среднеевропейских значений.
2. ВЭС
Опять на расейском примере - честно говоря, я 23 $ за Мвт*ч в России-2021 не ожидал увидеть никак сам:) Но теперь понятно, почему Росатом подзабил болта на атом и развивает ветрогенерацию.
Очень важно для дальнейшего понимания - капитальные затраты рассчитываются на 15-20 лет, не больше, а срок службы конструкций от 100 и более лет. При этом, конструкции, особенно для оффшорных ветряков, занимают в себестоимости 75-80%.
Что произойдет через 20 лет с ветряком? Надо будет всего лишь откапиталить генератор. Ну давайте даже новый поставим, ок. Монтаж-демонтаж 10% от начальной цены, генератор 20%, итого 30%. То есть через 20 лет ветряки будут давать втрое более дешевое электричество, помогая котловым методом окупать новостройки :)
3. СЭС в ближнем космосе
Когда Маск построит Старшипы, у кучи народа есть вопрос, неужели это только чтобы лететь на Марс ну и там Старлинки?:)
Ответы на эту тему я уже читал и в Форбс и в других местах. Вот тут отличненько всё собрано.
Экономика процесса в общих чертах такова.
Итак, мы выводим на орбиту сверхлегкие солнечные панели - можно пластинки кремния на подложке, можно аморфный кремний на гибкой подложке, есть и другие варианты. В статье выше указан гибкий материал весом 50 г/м2, давайте примем, что это показатели аморфного на пластике, КПД 10%. Итак, одним рейсом Старшип будет выводить на низкую орбиту не меньше чем 2 км2 такой пленки, что при солнечной постоянной и всегда оптимальном угле панелей к солнцу, дает нам 260 Мвт чистой мощности.
Почему низкая орбита, а не геостационарка? Во первых, она в 50-70 раз ближе к поверхности, что позволяет не строить антенны дикого размера как предполагалось . Во вторых, Старлинки сейчас отрабатывают в себе кучу технологий позиционирования, которые, с минимальной переделкой, можно использовать и для этих целей.
Работать этот Starpower будет аналогично Старлинкам, СЭС-спутники передают энергию на фиксированные наземные точки, причем можно сразу на много точек, чтобы не сооружать один магнетрон на 260 Мвт, а сделать например 260, по 1 Мвт. Вес у них с обвязкой примем 1 кг на 1 Квт мощности. КПД передачи на землю примем в 40%. В реальных экспериментах было 80%, китайцы обещают 98%, но я в этом плане лучше побуду пессимистом.
Таким образом, нам понадобится 80 рейсов (20 тащат панели, 60 излучатели и обвес), чтобы вытащить на орбиту набор конструкций, обеспечивающих 1 Гвт круглосуточно на на наземных выходах (на низкой орбите СЭС будет проводить 1/2 времени в тени Земли).
Ну что, погнали деньги оценивать?) Квадратный метр полимерной пленки с осажденным на ней аморфным кремнием и токовыводами, при массовом производстве (нам нужны тысячи км2) не будет стоить дороже 2,5 $, материальная себестоимость там минимальна. Еще недавно кремний солнечной чистоты стоил 10$ за кг, сейчас он стоит 30, но его нам не больше чем 30 гр на м2 надо, так что 1$. Полимерная пленка вообще копейки, еще доллар заложим на алюминий в проводке и 50 центов за формообразование.
Итого расходы на фотоэлементы 100 млн $
Излучатели - 5$ за 1 кг, он же 1 Квт - на самом деле дешевле, но это я по оптовой цене генераторов для кухонных микроволновок оцениваю, чтобы была оценка сверху :) И еще по 10 000 $ примем на каждую из 2000 единиц мегаваттных излучателей как цену управляющей электроники (копипаст Старлинка). Итого 30 млн $ на излучатели с позиционированием.
Вывод всего этого на орбиту. Вообще Маск твердо обещает меньше миллиона за рейс Старшипа на НОО, то есть цену вывода меньше чем 10$ за кг. Но это у него ценник внутренний а сторонним пацанам то он х3 накрутит :) Так что возьмем 240 млн $ расходы на вывод на НОО.
Монтаж на орбите будем обсуждать в отдельном посте, сейчас я просто ограничусь цифрой в 20 000 $ за мегаваттную станцию, итого 40 000 $
Наземные приемники. Ну тут надеюсь, все читающие понимают, что если мы точно позиционируем пучки околомегаваттного класса, то энергию мы продаем сразу конечному потребителю, с расположением прямо у него? Ректенна + инвертор на 1 Мвт это примерно 150 000 $ с монтажом (цену земли и прочих крыш учитывать не буду, тут потребитель сам решать будет).
Итого 560 млн $ за постоянный 1 Гвт на земле, с КИУМ при желании, 99,9 %. По сравнению с АЭС это даром, там сейчас капитальных затрат в 10+ раз больше.
Под 2% годовых сроком на 25 лет себестоимость 1 Квт*ч будет 0,34 цента.
По истечении 25 лет, нам надо довывести и подключить ещё 25% панелей + раз в 5 лет будем менять электронику управления и добавлять реактивную массу маневровым ионникам. 5 рейсов на замену электроники + 5 рейсов на вывоз панелей = 30 млн $ цена доставки. 25 млн $ цена добавочных панелей, 100 млн $ пятикратная замена управляющей электроники и восполнение массы.
Итого это 155 млн $, что роняет нам себестоимость 1 Квт*ч до 0,1 цента.
В принципе, это уже всё, колоссальное количество практически бесплатной электроэнергии для всего энергопотребления Земли, но проблема в том, что нынешних мощностей ТЭС и АЭС установлено по миру на 5000 Гвт, и нужно минимум 3000 Гвт космических СЭС им на замену, а это 240 тысяч рейсов Старшипов на НОО. Так что это история на многие десятки лет.
На днях ознакомился с замечательной статьей. Прольем же немного света над скрытыми расчетами :)
4,5 года назад я отметил положение дел на тот момент https://dac-khv.dreamwidth.org/133326.html
Сейчас все намного забавней. Солнышко грузят по 18 центов за Вт, публично доступные аккумуляторы идут по 160 $ за 1 Квт*ч, 2000 циклов заряд-разряд.
Есть недоступные в свободной продаже - Илоновы ячейки 4680, батарея которых, с соответствующей BMS, имеет 4000 циклов заряд-разряд и которые вроде как укладываются в 125 $ за 1 Квт*ч.
Попробуем посчитать на пальцах экономику хозяйственным способом для маленькой частной сетевой солнечной станции.
Ставим 50 квт мощности, из которых 15 пиковых будем отдавать в сеть, при собственном потреблении в 35.
Покупаем панелек на 50 Квт, по 180 $ за Квт = 9000 $, инвертор за 6000 $, накидываем 4000$ за доставку,1000$ таможенному агенту, ну и сверху всего этого 20% НДС (ставки РФ). Так как дело происходит в России, мне очень сложно даже вообразить, что монтаж такой мощности с кабелями и подключением обойдется в сумме дороже 1000 $. Итого 25000 $ в сумме, 500$ на 1 Квт уст. мощности.
Что получим - 1 Квт установленной мощности в Краснодаре даст 1400 Квт*ч в год. С учетом, что летние пики он собрался продавать, то примерно 1200 Квт*ч выработки заменит сетевую по 12 центов (9 рублей из статьи), и 200 Квт*ч он отдаст в сеть по 4 цента (3 рубля). На 7600 $ в общем его панели за год нагенерят, через 3 года и 4 месяца отобьются, без учета роста цен на э/э.
В Ленинградской области будет за год 930 квт*ч, за 5 лет окупится.
Это был российский пример. Страны с дешевым газом, углем, соответствующими привычками и т.д.
Если мы будем строить 50 Мвт, то там некоторые удельные расходы будут поменьше, но для округления оставим те же 500$ за 1 Квт.
Под 2% годовых сроком на 25 лет себестоимость 1 Квт*ч будет 2,3 цента для среднеевропейских значений.
2. ВЭС
Опять на расейском примере - честно говоря, я 23 $ за Мвт*ч в России-2021 не ожидал увидеть никак сам:) Но теперь понятно, почему Росатом подзабил болта на атом и развивает ветрогенерацию.
Очень важно для дальнейшего понимания - капитальные затраты рассчитываются на 15-20 лет, не больше, а срок службы конструкций от 100 и более лет. При этом, конструкции, особенно для оффшорных ветряков, занимают в себестоимости 75-80%.
Что произойдет через 20 лет с ветряком? Надо будет всего лишь откапиталить генератор. Ну давайте даже новый поставим, ок. Монтаж-демонтаж 10% от начальной цены, генератор 20%, итого 30%. То есть через 20 лет ветряки будут давать втрое более дешевое электричество, помогая котловым методом окупать новостройки :)
3. СЭС в ближнем космосе
Когда Маск построит Старшипы, у кучи народа есть вопрос, неужели это только чтобы лететь на Марс ну и там Старлинки?:)
Ответы на эту тему я уже читал и в Форбс и в других местах. Вот тут отличненько всё собрано.
Экономика процесса в общих чертах такова.
Итак, мы выводим на орбиту сверхлегкие солнечные панели - можно пластинки кремния на подложке, можно аморфный кремний на гибкой подложке, есть и другие варианты. В статье выше указан гибкий материал весом 50 г/м2, давайте примем, что это показатели аморфного на пластике, КПД 10%. Итак, одним рейсом Старшип будет выводить на низкую орбиту не меньше чем 2 км2 такой пленки, что при солнечной постоянной и всегда оптимальном угле панелей к солнцу, дает нам 260 Мвт чистой мощности.
Почему низкая орбита, а не геостационарка? Во первых, она в 50-70 раз ближе к поверхности, что позволяет не строить антенны дикого размера как предполагалось . Во вторых, Старлинки сейчас отрабатывают в себе кучу технологий позиционирования, которые, с минимальной переделкой, можно использовать и для этих целей.
Работать этот Starpower будет аналогично Старлинкам, СЭС-спутники передают энергию на фиксированные наземные точки, причем можно сразу на много точек, чтобы не сооружать один магнетрон на 260 Мвт, а сделать например 260, по 1 Мвт. Вес у них с обвязкой примем 1 кг на 1 Квт мощности. КПД передачи на землю примем в 40%. В реальных экспериментах было 80%, китайцы обещают 98%, но я в этом плане лучше побуду пессимистом.
Таким образом, нам понадобится 80 рейсов (20 тащат панели, 60 излучатели и обвес), чтобы вытащить на орбиту набор конструкций, обеспечивающих 1 Гвт круглосуточно на на наземных выходах (на низкой орбите СЭС будет проводить 1/2 времени в тени Земли).
Ну что, погнали деньги оценивать?) Квадратный метр полимерной пленки с осажденным на ней аморфным кремнием и токовыводами, при массовом производстве (нам нужны тысячи км2) не будет стоить дороже 2,5 $, материальная себестоимость там минимальна. Еще недавно кремний солнечной чистоты стоил 10$ за кг, сейчас он стоит 30, но его нам не больше чем 30 гр на м2 надо, так что 1$. Полимерная пленка вообще копейки, еще доллар заложим на алюминий в проводке и 50 центов за формообразование.
Итого расходы на фотоэлементы 100 млн $
Излучатели - 5$ за 1 кг, он же 1 Квт - на самом деле дешевле, но это я по оптовой цене генераторов для кухонных микроволновок оцениваю, чтобы была оценка сверху :) И еще по 10 000 $ примем на каждую из 2000 единиц мегаваттных излучателей как цену управляющей электроники (копипаст Старлинка). Итого 30 млн $ на излучатели с позиционированием.
Вывод всего этого на орбиту. Вообще Маск твердо обещает меньше миллиона за рейс Старшипа на НОО, то есть цену вывода меньше чем 10$ за кг. Но это у него ценник внутренний а сторонним пацанам то он х3 накрутит :) Так что возьмем 240 млн $ расходы на вывод на НОО.
Монтаж на орбите будем обсуждать в отдельном посте, сейчас я просто ограничусь цифрой в 20 000 $ за мегаваттную станцию, итого 40 000 $
Наземные приемники. Ну тут надеюсь, все читающие понимают, что если мы точно позиционируем пучки околомегаваттного класса, то энергию мы продаем сразу конечному потребителю, с расположением прямо у него? Ректенна + инвертор на 1 Мвт это примерно 150 000 $ с монтажом (цену земли и прочих крыш учитывать не буду, тут потребитель сам решать будет).
Итого 560 млн $ за постоянный 1 Гвт на земле, с КИУМ при желании, 99,9 %. По сравнению с АЭС это даром, там сейчас капитальных затрат в 10+ раз больше.
Под 2% годовых сроком на 25 лет себестоимость 1 Квт*ч будет 0,34 цента.
По истечении 25 лет, нам надо довывести и подключить ещё 25% панелей + раз в 5 лет будем менять электронику управления и добавлять реактивную массу маневровым ионникам. 5 рейсов на замену электроники + 5 рейсов на вывоз панелей = 30 млн $ цена доставки. 25 млн $ цена добавочных панелей, 100 млн $ пятикратная замена управляющей электроники и восполнение массы.
Итого это 155 млн $, что роняет нам себестоимость 1 Квт*ч до 0,1 цента.
В принципе, это уже всё, колоссальное количество практически бесплатной электроэнергии для всего энергопотребления Земли, но проблема в том, что нынешних мощностей ТЭС и АЭС установлено по миру на 5000 Гвт, и нужно минимум 3000 Гвт космических СЭС им на замену, а это 240 тысяч рейсов Старшипов на НОО. Так что это история на многие десятки лет.
no subject
Date: 2021-10-11 08:46 am (UTC)И заменить лопасти - они тоже изнашиваются (а ремонту композитные лопасти не поддаются).
Почему низкая орбита, а не геостационарка? Во первых, она в 50-70 раз ближе к поверхности, что позволяет не строить антенны дикого размера
Не учтена проблема космического мусора, которого на низких орбитах становится всё больше и который способен быстро уменьшить количество рентабельных СЭС, а значит (непредсказуемо) ухудшить экономику проекта.
Наземные приемники. Ну тут надеюсь, все читающие понимают, что если мы точно позиционируем пучки околомегаваттного класса
С этим тоже есть проблемы: от метеозависимости приёмников до безопасности полётов авиации посреди "частокола" мегаватных лучей. А кроме того есть разнообразные птицы, летающие на разных высотах, чьё здоровье или жизнь тоже будут страдать от пересечения лучей.
no subject
Date: 2021-10-11 12:48 pm (UTC)Про лопасти:
https://renen.ru/siemens-gamesa-predstavila-polnostyu-pererabatyvaemye-lopasti-vetryanyh-turbin/
Про мусор:
Он как раз кардинальной проблемы не представляет, от условных частей ступеней почистить орбиту несложно, а от "гаек" вреда для пленки особого нет - пробьет и дальше полетит) заштопать очень легко.
Вот проблемы с полетами птиц и авиации действительно есть.