Ознакомьтесь с нашей политикой обработки персональных данных
  • ↓
  • ↑
  • ⇑
 
Записи с темой: производство (список заголовков)
18:08 

Зацепление Новикова


Передачи Новикова имеют бОльшую несущую способность, повышенное значение КПД и стойкость к износу по сравнению с эвольвентными.


Преимущества
Более высокая нагрузочная способность по контактным напряжениям и напряжениям изгиба (в 1,5…1,7 раз).
Более высокие передаточные числа.
Передача менее чувствительна к перекосам зубчатых колёс вследствие точечного контакта зубьев.

Недостатки
Зацепление Новикова очень чувствительно к изменению межосевого расстояния, следовательно требует более высокой точности установки колёс, более высокой жёсткости валов и их опоры.
При изготовлении требуется разный инструмент для нарезания зубьев колеса и шестерни, так как они имеют разный профиль.

Вопрос залу:  подскажите, пожалуйста, кто в курсе, где можно увидеть "живьем" зацепление Новикова? В каких узлах и механизмах?
Заранее, спасибо.


@темы: вопрос залу, производство

00:45 

Создаем 3д панели сами

Оригинал взят у vkorehovisback в Создаем 3д панели сами
Для начала возьмем картинку песка в пустыне Афганистана:

Дамее использую трассировщик растровой графики, переведем его в векторную форму.
я использовам онлайн версию, http://vectormagic.com/home
настройки: палитра из двух цветов, черно-белый режим.
получаем векторную форму, далее открываем в любом векторном редакторе и удаляем лишние вектора, получаем следующий промежуточный результат:
https://github.com/vkorehov/panels/raw/master/panel_guides.pdf

Далее, импортируем этот файл в Rhino 5 и запускаем Grasshopper.
Кривые, назначаем на вход srf (surface)
далее, идет разделение кривых на равномерные точки.
потом мы берем и смещаем каждую кривую по оси х сначала в одну сторону, а потом в другую. получаем две дополнительные кривые на каждую оригинальную, а оригинальная нас больше не интересует, к ней ничего не подключено.
В начале кривой и в конце, нужно плавно смещение +x и -х свести на нет. для этого смещение выполняется операцией умножения, и дополнительно умножается на некий "фактор" который рассчитывается с помощью маппинга кривой гаусса на диапазон 0..1, где 0 точна наиболее близкая к началу кривой, а 1 соответственно к концу кривой .
это еще не все, послолько картинка в перспективе, и к низу нам нужно смещать по +x и -х сильнее, нам нужно ввести еще один фактор, который на этот раз будет просто линечно увеличиваться с координатой Y, используем для этого ReMap
После того как кривые смещены, мы будем пользоваться Sweep2 для конечного построения,
берен начальные точки наших кривых: Line Ends, выход Start
и в начальных точках кривой +x и кривой -х производим пересечение с любым нужным вам экструдированным профилем, в моем случае, я взял форму купола или что-то похожее.
два сплайна соединены в средней точке и контрольные точки смещены по оси Z, для создания остроты.
протягивам профиль и наша параметрическая модель готова. мы получили очень гибкую модель, можно играться очень многими параметраки, и даже менять выдавливаемый профиль. Наша панель может быть применена к любому интерьеру, и лехко адаптируется к любому окружению, имеет динамику и т.д.



Далее итет интересный шаг, вместо того чтобы заморачиваться со склеиванием поверхностей, мы просто рендерим использую Z-Buffer, После рендера есть кнопка View Z Buffer (у стандартного рендера Rhino), да, предваеительно нужно подставить какую-то плоскость под эти кривые.

Далее получив Z-Buffer нам нужен photoshop, открываем и проводим необходимую вам доработку, можно сделать плавный переход рельефа на нет, простым Ramp-ом и Composing-ом средствами Photoshom.
В конце нужно обязательно сделать Blur, чтобы потом не порезаться острыми концами панели.


Далее нам нужно сгенерировать машинный код для станка,

в ArtCam открываем наш графический файл. И задаем материял: Toolpath => Material Setup.
Дамее определяем параметры фрез, нужно использовать две фрезы, одну для чистовой обработки другую для чистовой.
после выбора нужных вам фрез в Toolpath => New 3D Toolpath => Machine Relief ...
Нажимаем на кнопку Calcupate.
и получаем визуализацию движений фрезы.


нужно обязательно запустить симуляцию Toolpath => Simulate All
далее сохряняем в отдельных файлах чистовую и черновую программу.
Toolpath => Save Toolpath As.
Я выбрал просто G-Code (mm)
загружаем его в ваш станок и фрезеруем....
https://raw.githubusercontent.com/vkorehov/panels/master/rough.gcode
https://raw.githubusercontent.com/vkorehov/panels/master/fine.gcode





@темы: проектирование, производство, своими руками

10:00 

Многорукий робот-сборщик будущего

У большинства роботов манипулятор только один, а одной рукой многого не сделаешь. Очень хорошо, что эта однорукость начинает преодолеваться.



Самая востребованная в технике операция - это соединить две детали болтом и гайкой. Но для этой простой операции рук нужно шесть. Одна держит одну деталь, другая - другую. Третья вставляет болт в отверстие, четвёртая завинчивает с другой стороны гайку. Пятая держит камеру, которая смотрит на болт, шестая - держит камеру, которая смотрит на гайку. Без машинного зрения тут никак. Потому, что зазоры в отверстиях обычно минимальны, и болт в них засадить сложно, тут нужно именно смотреть и корректировать свои движения, чтобы точно попасть.



Машинное зрение позволит роботу перейти от движений по заранее заданным человеком точкам ( а их задавать долго и муторно ), к работе по инструкциям. Инструкция может заключаться, например, в том, чтобы соединять болтами и гайками отверстия помеченные одинаковым цветом. Сначала соединяем красные отверстия, потом зелёные, потом синие, и т. д. пока всю вещь не соберём. Роботу дают две детали, он сам должен их осмотреть своими камерами, найти где там у них отверстия помеченные, скажем красным цветом. Дальше он сам должен рассчитать свои движения чтобы приложить одну деталь к другой, чтобы отверстия помеченные красным совпали. И дальше соединяет их болтом и гайкой.

А дальше мы просто даём роботу коробку с деталями, он их сам достаёт, соединяет и получается велосипед. Или часы. Или даже крыша дома если речь идёт о строительстве.

При достаточном развитии этой технологии, востребованность дешёвой китайской рабочей силы может сильно упасть. И на первый план в мире выйдут те страны у которых мозги, а не те, у кого рабы.

Но это светлое будущее упёрлось в проблему машинного зрения ...





@темы: мониторинг, производство, роботы

18:47 

Коэффициент сжимаемости газа (2)

    Благодаря комментам к предыдущей заметке, задачу поиска возможности косвенного влияния на значение коэффициента сжимаемости природного газа теперь можно сформулировать таким образом, чтоб своей некомпетентностью не вводить в гнев ни Науку, ни Производство:

  • Исследовать компримированный природный газ на предмет образования неоднородностей распределения его компонентов. Если сравнительный спектральный анализ (сравнивать, естественно, с природным газом при атмосферном давлении) покажет аномальные спектральные линии в частотном диапазоне между инфракрасным и видимым участками спектра, то можно будет считать установленным фактом качественное изменение состояния природного газа;

  • В случае истинности предыдущего пункта, определить компонент, являющийся естественным центром образования неоднородностей. Боюсь писать слово «макромолекула», но в тайне подразумеваю, что причиной неоднородностей распределения газа будет как раз образование макромолекул – слабое (возможно, кратковременное) взаимодействие нескольких молекул метана с неким «затравочным» естественным компонентом природного газа. Силы Ван дер Вальса тоже упоминать побаиваюсь – во-первых, вне моего профиля образования, а во-вторых – снова в Wiki пошлют;

  • Опытным путем усилить обнаруженный эффект: либо изменяя концентрацию естественного «ответственного» компонента, либо заменив его более эффективным аналогом.

    Про качественный скачок энергоэффективности в транспортировке и хранении природного газа уже писал в предыдущих заметках. Дополню только, что в случае положительного решения задачи имя первооткрывателя будет прописано во всех учебниках физики. Или химии. В общем, где-то на стыке этих наук.



@темы: энергоэффективность, производство, газ

18:47 

Коэффициент сжимаемости газа (2)

    Благодаря комментам к предыдущей заметке, задачу поиска возможности косвенного влияния на значение коэффициента сжимаемости природного газа теперь можно сформулировать таким образом, чтоб своей некомпетентностью не вводить в гнев ни Науку, ни Производство:

  • Исследовать компримированный природный газ на предмет образования неоднородностей распределения его компонентов. Если сравнительный спектральный анализ (сравнивать, естественно, с природным газом при атмосферном давлении) покажет аномальные спектральные линии в частотном диапазоне между инфракрасным и видимым участками спектра, то можно будет считать установленным фактом качественное изменение состояния природного газа;

  • В случае истинности предыдущего пункта, определить компонент, являющийся естественным центром образования неоднородностей. Боюсь писать слово «макромолекула», но в тайне подразумеваю, что причиной неоднородностей распределения газа будет как раз образование макромолекул – слабое (возможно, кратковременное) взаимодействие нескольких молекул метана с неким «затравочным» естественным компонентом природного газа. Силы Ван дер Вальса тоже упоминать побаиваюсь – во-первых, вне моего профиля образования, а во-вторых – снова в Wiki пошлют;

  • Опытным путем усилить обнаруженный эффект: либо изменяя концентрацию естественного «ответственного» компонента, либо заменив его более эффективным аналогом.

    Про качественный скачок энергоэффективности в транспортировке и хранении природного газа уже писал в предыдущих заметках. Дополню только, что в случае положительного решения задачи имя первооткрывателя будет прописано во всех учебниках физики. Или химии. В общем, где-то на стыке этих наук.



@темы: газ, производство, энергоэффективность

11:10 

Коэффициент сжимаемости природного газа

Коэффициент сжимаемости природного газа

   Доброе время суток!
   С позволения модераторов, продолжу тему, начатую 4 апреля:


   Большое спасибо инженерной мысли за комменты к предыдущей заметке. Они очень помогли навести более-менее приемлемый порядок в изложении задачи.
   Кратко о подоплеке интриги. Природный газ имеет интересную особенность – при его сжатии образуется дополнительная степень свободы, позволяющая «доупаковываться» дополнительным количеством газа. Величина «доупаковки» характеризуется коэффициентом сжимаемости природного газа, зависимость коэффициента сжимаемости от давления, температуры и абсолютной плотности газа определяется только эмпирическим путем. Расчетных методик очень много, каждая из них имеет свои граничные условия применения.
   Если функциональная зависимость определяется эмпирическим путем – как правило, это говорит об отсутствии физической модели, которая адекватно описывала бы рассматриваемый процесс. О физическом смысле коэффициента сжимаемости толком не сказано ничего, основное определение – он характеризует отличие реального газа от идеального. Всё. Физическую модель происходящих процессов найти не удалось.
   Чтобы иметь численное представление о происходящих при компримировании природного газа процессах, приведу следующий пример: если сосуд геометрическим объемом один кубометр заполнить природным газом до абсолютного давления сто атмосфер (абсолютная плотность 0,7 кг/м3, температура 20 градусов Цельсия, атмосферное давление 760 мм рт.ст.), то газа в сосуде окажется не 100 кубометров, а 123,9.

   Коэффициент сжимаемости считается данностью, фундаментальным свойством природного газа, не подлежащим целенаправленному воздействию. Ну, есть и есть, как, например, закон всемирного тяготения или закон Кулона.
   Давайте попробуем усомниться в незыблемости закона изменения коэффициента сжимаемости природного газа.
   Велика вероятность того, что феномен сверхсжимаемости определен процессами, связанными с изменением состояния предельных углеводородов на молекулярном уровне – механистической модели для объяснения этого явления недостаточно.
   В комментах к предыдущей заметке, в том числе, прозвучала ключевая фраза: «силы Ван дер Ваальса». Это целая группа явлений, имеющих разные причины, но объединенных между собой объектом воздействия – молекулами. Результат воздействия этих сил на молекулы приводит к возникновению устойчивых и неустойчивых макромолекул и нанообъектов. Высказывалось, правда, мнение, что силы Ван дер Ваальса проявляются только в жидкостях. Но есть нюанс – много их, сил Ван дер Ваальса, хороших и разных. Если между молекулами происходит какое-то непонятное взаимодействие, то можно смело и обоснованно утверждать: это силы Ван дер Ваальса!
   Имеются косвенные факты, свидетельствующие о нелинейных процессах, происходящих при компримировании природного газа:
·        Нелинейное (с экстремумом) изменение скорости звука в природном газе;
·        Нелинейное (с экстремумом при больших значениях давления) изменение динамической вязкости метана;
·        Нелинейное (с экстремумом) изменение скорости истечения газа.
Примечание. Графики и формула Сен-Венана приведены в предыдущей заметке (ссылка в начале текста).

Итак, чисто инженерная задача

Цель: при прочих равных условиях (значениях давления, температуры и абсолютной плотности) добиться увеличения фактической плотности природного газа, что может быть интерпретировано как изменение (уменьшение) коэффициента сжимаемости.
Способ достижения: путем добавления «затравочных присадок» или в присутствии катализатора добиться образования макромолекул или нанообъектов, устойчивых при высоком давлении и самораспадающихся при снижении давления.
Ожидаемый эффект: увеличение пропускной способности участков магистрального газопровода; увеличение запаса газа в ПХГ и  связанная с этим более равномерная по сезонам работа скважин; увеличение количества газа в газобаллонном оборудовании автомобилей, использующих СПГ.
Граничные условия:
·        «Присадки» должны быть топливом и сгорать или перерабатываться вместе с природным газом;
·        «Присадки» не должны иметь отравляющих свойств, то есть быть безопасными для применения в быту конечным потребителем;
·        Макромолекулы (нанообъекты) должны иметь устойчивое состояние при рабочих давлениях оборудования и разрушаться при снижении давления;
Примечание. Возможно, долговременное стабильное состояние макромолекул  – необязательное условие. Допустимо кратковременное взаимодействие молекул при условии, что этих кратковременных взаимодействий будет много в каждый момент времени и что их количество будет одинаково в любой момент времени. Как вариант таких взаимодействий - дисперсные силы между нейтральными молекулами.
·        Макромолекулы (нанообъекты) должны иметь устойчивое состояние в диапазоне температур от -60 до 60 градусов Цельсия;
·        Макромолекулы (нанообъекты) не должны быть жидкой фракцией;
·        Макромолекулы (нанообъекты) не должны оказывать абразивное воздействие на лопатки турбин газоперекачивающих агрегатов и внутренние стенки трубы газопроводов (неактуально для газобаллонного оборудования автомобилей).
   Конечно же, это самый минимум требований.
   Я понимаю, что из окопов прикладной газовой динамики на танке вломиться на делянку химиков – сплошной моветон. Но иначе – никак. Если изложенная задача имеет решение, то решение это будет расположено где-то на стыке физики газа и органической химии.
   И еще. Возможно, у химиков уже существует решение, которое соответствует перечисленным граничным условиям, и решение это было положено в корзинку с надписью «производственный брак». Ну кого могут интересовать полимеры, разрушающиеся при естественном (атмосферном) давлении? Транспортники газа – исключение. Нас интересуют.




@темы: газ, производство, энергоэффективность

22:59 

Формула Сен-Венана: аномальное снижение скорости истечения газа

Формула Сен-Венана: аномальное снижение скорости истечения газа

 В начале марта мне пришло «мыло» из дальнего зарубежья. Собрат по природному газу сообщил, что онлайн-калькулятор по расчету скорости истечения газа выдает неправильный результат – при увеличении давления скорость истечения газа из трубы или оборудования уменьшается! Парня зовут Бари, страну проживания и фамилию смогу назвать только при его согласии.
 Дело было в обед, еле-еле дождался окончания рабочего дня, чтоб разобраться со своим позором – неужто накосячил при программировании? Позор-то двойной - и в онлайн-реализации, и в программе-калькуляторе.
 Дома выдохнул с облегчением, формулу Сен-Венана в коде я прописал без ошибок, но уменьшение скорости истечения газа при увеличении давления имеет место быть. В литературе ссылок на такой неочевидный факт найти не смог, поэтому условно назвал этот феномен «эффектом Бари».

 Вот формула Сен-Венана для определения скорости истечения газа:

sen_venan
      
Остальные формулы для расчета размещать в заметке не буду, скачать всю расчетную методику в формате *.
rtf Вы можете по ссылке ниже:



         Примечание. Формулы, а также приведенные в заметке сканы графиков, взяты из книги С.А. Сарданашвили «Расчетные методы и алгоритмы (трубопроводный транспорт газа)», Москва, 2005.

   При желании Вы можете выполнить онлайн-расчет скорости истечения газа:



   Итак, что мы имеем:

Исходные данные:
Абсолютная плотность газа:  0,7 кг/м3
Молярная составляющая азота:  1,25 %
Атмосферное давление:  750 мм рт. ст.
Температура газа:  10 по Цельсию

Результат расчета:


Избыточное давление газа, кгс/см2 1 2 40 50 80 100
Скорость истечения газа, м/сек 418,0 514,5 783,6 781,8 749,0 714,4

 При расчете объемов стравленного из газопровода или оборудования газа формула Сен-Венана используется для определения режима истечения газа – критический или некритический. Если скорость истечения больше скорости звука (числа Маха), то режим истечения газа критический, если меньше – некритический.
 Самое первое предположение: формула Сен-Венана имеет жесткие граничные условия, и давления от 50 «килограмм» и выше – вне действия этой формулы. Но сразу возникает вопрос: а что, и уравнение Бернулли имеет ограниченную по давления область применения? Формула Сен-Венана является следствием уравнения Бернулли при условии пренебрежения скоростью газа в источнике.
 Второе предположение сложнее и его тяжело сформулировать.
 Приведу несколько интересных графиков.
 Вот зависимость скорости звука в природном газе от давления и температуры:


speed

 Обратите внимание на «провал» скорости звука в среднем интервале давлений.
 А вот зависимость динамической вязкости метана (не природного газа!):


mu

 Для метана в диапазоне давлений примерно от 80 «килограмм» и выше также имеется «провал» значения динамической вязкости.
 Таким образом, в размытом виде второе предположение звучит так: возможно, что при сжатии природного газа до давлений от 50 «килограмм» и выше, его характеристики (к примеру, та же динамическая вязкость) изменяются таким образом, что снижение скорости истечения на самом деле является природным феноменом, а не игрой математического аппарата.
 Итак.
 В соответствии с формулой Сен-Венана, скорость истечения находящегося под давлением природного газа начинает снижаться при достижении давления около 50 кгс/см2 и выше.
 Если это дефект формулы, вызванный граничными условиями ее применения – то говорить не о чем, и тема закрыта.
 Если же снижение скорости истечения природного газа при повышении давления имеет место быть, то в этом случае нужно срочно брать охотничью стойку и рыть в этом направлении – наклевывается интересная перспектива!
 Существует три способа транспортировки природного газа: в сжатом виде по системе магистральных газопроводов; в жидком виде при температуре примерно -150 градусов Цельсия (основной способ транспортировки морским путем); в баллонах, сжатым до давления примерно 200 кгс/см2 и имеющем температуру окружающей среды (например, в автомобилях, для которых природный газ является топливом, и в быту, естественно). То есть, природный газ транспортируется в двух фазовых состояниях – или в жидком виде, или в виде газа.
 Возможно (это не уверенность, а всего лишь предположение!), что рассматриваемый эффект позволит слегка изменить ситуацию. Если снижение скорости истечения природного газа вызвано неким промежуточным фазовым состоянием (к примеру – образованием в трубе или сосуде парогазового конгломерата), то возникает вопрос: а не существует ли способ усиления этого эффекта, который приведет к образованию большей концентрации насыщенного или перенасыщенного пара (при температуре газа, равной температуре окружающей среды), позволив тем самым увеличить количество природного газа в сосуде?
 Если эта задача имеет решение, то оно находится на стыке физики и химии.
 Природный газ почти на сто процентов - смесь предельных углеводородов. То есть, в его химической основе всего два элемента – водород и углерод. Вот с углеродом-то и возникают кое-какие ассоциативные связи.
  «Чистые» фуллерены – углеродные наношарики C60 и C70 – известны уже три десятка лет. Мало того, уже начато их промышленное производство при достаточно щадящей цене.
 Имеется, как минимум, еще одна разновидность фуллеренов – гидратированные.
 Вопрос: возможно ли образование более широкого ряда фуллеренов? Например, с участием начального ряда предельных углеводородов?
 Если снижение скорости истечения природного газа  из находящегося под давлением источника (при повышении давления) имеет место быть, то причины этого явления могут быть связаны как с изменением физического состояния газа (например, с образованием парогазовой смеси), так и с изменением его химических свойств («грязные» фуллерены?).
 Предположим, что формула Сен-Венана верна во всем диапазоне рабочих давлений объектов газотранспортной системы, и для природного газа на самом деле имеет место снижение скорости его истечения из источника при повышении давления примерно от 50 кгс/см2 и выше. Предположим также, что феномен связан с изменением состояния газа – или с его «физикой» (например, с образованием в сосуде или участке газопровода парогазовой смеси), или с его «химией» (например, с образованием сложных молекулярных структур, которые условно назовем «грязными» фуллеренами).
 Может ли данный феномен иметь прикладное значение? Да, может – если при одинаковых исходных значениях абсолютной плотности (при нормальных условиях), давления и температуры газа будет найден способ «упаковать» в сосуде (баллоне и т.п.) бо


@темы: энергоэффективность, производство, газ

13:11 

А был ли бум гелиоэнергетики в России? И будет ли?

Оригинал статьи рассматриваемой ниже здесь.
Адаптацию под ЖЖ сделал nanonews_2011 в Как и почему бум гелиоэнергетики все-таки добрался до России?
Я позволил себе без разрешения автора комментировать и даже вырезать часть текста. Вот такой я плохой человек.


Мастер осматривает солнечные батареи на Кош-Агачской солнечной электростанции, Республика Алтай. Станция запущена в эксплуатацию (Фото: Александр Кряжев / РИА Новости)

Несмотря на резкое снижение цен на нефть, 2014 год принес бурно развивающейся солнечной энергетике очередной рекорд роста. (SF: Всемирный рост установленных мощностей фотовольтаики здесь, "рекорда роста" как такового нет: фотовольтаика растет ежегодно на 15-25%). Более того, произошло совершенно фантастическое наращивание солнечных мощностей и в России, почти четверть века практически игнорировавшей настоящую революцию в этом секторе экономики. Что случилось? И что позволило гелиоэнергетике игнорировать объективно неблагоприятные факторы и развиваться, несмотря на экономические проблемы? «Лента.ру» попыталась в этом разобраться.

Почему в мире продолжается солнечный бум

В минувшем году мощность солнечной энергетики по всему миру выросла со 138 до 185 гигаватт (SF: оценочное суждение - данные еще не опубликованы). С учетом того, что общая мощность мировой энергетики — около 6000 гигаватт (SF: не ясно, о чем это - в предыдущем предложении фигурирует 185 ГВт), доля солнечных электростанций (СЭС) уже превысила 3 процента.

В 2010 году суммарная мощность СЭС была всего 70 гигаватт. То есть за несколько лет гелиоэнергетика выросла более чем в 2,5 раза и ее объем продолжает увеличиваться, несмотря на повсеместное снижение субсидирования «зеленых» киловатт.

Причины этого очевидны: быстрое технологическое совершенствование солнечных батарей на глазах снизило их стоимость в пять раз за пять лет, при этом КПД лучших массовых образцов увеличился с 15 до 20 процентов. В США, например, цена киловатт-часа упала с 32,3 цента в 2009 году до всего 7,2 цента в 2014-м. Солнечные киловатты стали дешевле тех, что производятся на угольных электростанциях, до сей поры считавшихся основным сектором американской энергетики.

(SF: следует помнить, что несмотря на "технологическое совершенствование" бурный рост фотовольтаики происходит там где это поддерживается на государственном уровне. Например применением завышенного тарифа скупки "солнечной" электроэнергии и наложением обязательства на энергетиков подключать СЭС  (Германия). По сути, в этом случае, развивая производителей и структуру правительство залазит в карман обычного потребителя не имеющего СЭС. Обсуждение достоинств и недостатков  этого не входит в рамки обсуждаемой статьи, но когда пишут о "потрясающем росте" фотовольтаики стоит вспоминать опыт Германии, Италии, Чехии, Испании, Греции)















СЭС в Альпах
СЭС в Альпах
Фото: ILIOTEC Solar GmbH













Подчеркнем: речь идет о ценах без учета субсидий, иными словами, не о «зеленой» моде, базирующейся на освоении государственных средств, как это еще недавно было в Европе, а о вполне выгодном бизнесе (SF: очень спорное утверждение учитывая волну банкротств убивших производство фотовольтаики в Германии в 2010-2013 годах). Только в первой половине 2014 года полмиллиона домовладельцев и коммерческих потребителей в США установили у себя солнечные батареи. Впервые в истории этой страны солнечных мощностей было введено больше, чем всех остальных вместе взятых (53 процента).

В Международном энергетическом агентстве считают, что к 2020 году стоимость солнечной энергии сократится еще на 25 процентов, что сделает солнечную энергию дешевле газовой. Прогноз может оказаться даже чересчур осторожным: ведь пока в массовом сегменте не представлены перовскитные солнечные батареи. А именно с их помощью в Корейском институте химической технологии в конце прошлого года удалось достичь КПД в 18 процентов — впервые сравняв его с эффективностью серийных кремниевых фотоэлементов. При этом стоимость перовскитных аналогов существенно ниже, и в ряде фундаментальных работ по ним отмечается, что КПД таких систем может быть существенно увеличен — до 30 процентов в ближайшие 5—10 лет. В настоящий момент единственное серьезное препятствие на пути внедрения перовскитов в индустрию — их недостаточно высокая устойчивость по отношению к нагреву и ультрафиолетовому излучению. Однако новые образцы в лабораториях уже достигли живучести, достаточной для 25 лет эксплуатации.















Солнечная панель с пленкой из галогенида перовскита
Солнечная панель с пленкой из галогенида перовскита













Не только с перовскитами связаны надежды солнечной энергетики. Американская First Solar завершает строительство двух крупнейших СЭС общей мощностью 1,1 гигаватт, использующих панели из теллурида кадмия (CdTe) — единственной фотоэлементной технологии (кроме кремниевой), в больших масштабах присутствующей на рынке.

Эти батареи намного тоньше обычных. С одной стороны, у них меньше КПД (17 процентов против 20 у кремниевых (SF: 20% это лучшие и дорогие образцы кремниевых - чаще - 15-17%, в случае с CdTe: 17.8% это КПД достигнутое в лаборатории в 2013 году сейчас это 20.4 %, следует ожидать меньшего в случае производства - 13.4%): малая толщина позволяет части света «проскочить» через панель (SF: сие "проскакивание" мне неведомо, что имел ввиду журналист - не понятно. Панели имеют контакт с обратной стороны который является еще и рефлектором, т.е. "проскочить" невозможно. Кроме того: коэффициент поглощения света CdTe выше кремниевого:)

С другой — у них очень низкая энергоемкость и стоимость. Если кремниевый фотоэлемент в среднем возвращает энергию, ушедшую на его производство, за два года, то CdTe—панели делают это за 9—11 месяцев! Соответственно, и стоят они всего 570 долларов за киловатт мощности. Даже с учетом затрат на установку для крупных станций цена не превышает 900 долларов за киловатт установленной мощности, что примерно в полтора ниже, чем у ТЭС, и существенно меньше, чем у кремниевых решений.

Туманные воспоминания из школьного курса химии справедливо подсказывают: и теллур, и кадмий весьма ядовиты. В панелях они надежно защищены спецстеклом (SF: соединение CdTe менее ядовито), и шанс попадания этих элементов из пустынных электростанций в питьевую воду ничтожно мал. Однако, действительно, имеется одна экологически неприятная черта: перелетные птицы принимают поляризованный свет, отраженный батареями, за водную поверхность и разбиваются, пытаясь «приводниться».

Несколько хуже дела у другой многообещающей технологии — концентрирующих СЭС, нагревающих зеркалами воду в башне, где разогретый теплоноситель вращает турбины (как на ТЭС). Такие станции в США оказались недешевыми — энергия у них пока в 1,5-2 раза дороже, чем у новых фотоэлементных проектов. Зато они способны вырабатывать электричество за счет накопленного тепла в вечерние и ночные часы (до 6-8 часов после захода Солнца). Проблема в том, что пока такие станции строятся гораздо реже фотоэлементных, что не позволяет наладить массовое и дешевое производство их компонентов. Да и оптимизация технологии еще далеко не завершена.











Что это значит для нас

Определенно, несмотря на резкий рост солнечной энергетики, в ближайшее десятилетие она не вызовет резкого обрушения цен на углеводороды. (SF :)) Пик ее выработки по-прежнему приходится на летний полдень, в то время как пик энергопотребления — на зимний вечер. А значит, до создания крупных накопительных мощностей фотоэлементам не превысить 20 процентов от среднегодовой генерации энергосистемы. Тем не менее, по данным немецкого Института Фраунгофера, Германия за 11 месяцев 2014 года произвела из газа всего 29 миллиардов киловатт-часов (на 18 процентов меньше, чем в 2013-м), а вот солнечных киловатт-часов — 32,5 миллиардов (на 7 процентов больше).

Иными словами, 2014—й — первый для немцев год, когда Солнце опередило газ как источник электричества, сократив потребление метана. Поскольку солнечные электростанции там вводят в больших объемах, чем какие-либо иные (SF: это чушь. в 2014 году из-зи серьезного снижения тарифа по которому скупается "солнечная" энергия ввод новых мощностей снизился в разы. 2012 за первое полугодие: 4.4 ГВт, в 2013: 1.8 , а в 2014 около 1 ГВт), очевидно, что Германия, один из крупнейших потребителей российского газа, и впредь продолжит линию на выдавливание углеводородных энергоносителей. Полностью вытеснить газ фотоэлементам пока нереально, однако потребность в нем снизится ощутимо.

А с учетом того, что Китай даже опережает Европу в развитии гелиоэнергетики, простая переброска нашего газа с Запада на Восток вряд ли компенсирует такие потери.

Переломный момент

Как ни парадоксально, гелиоэнергетика в нашей стране также сделала резкий рывок вперед — хотя до 2014 года Россия не ввела в строй и нескольких солнечных мегаватт. Что же послужило причиной?

И тут не обошлось без крымского фактора: австрийская Activ Solar построила на полуострове СЭС едва ли не на 200 мегаватт. (SF: больше. Подробнее здесь). Увы, они работали по европейской схеме, то есть за счет колоссального субсидирования посредством «зеленого» тарифа, в районе 46 центов за киловатт-час. При новых властях владельцы станций отказывались продавать электричество дешевле, из-за чего некоторое время все СЭС в Крыму были вообще отсоединены от сети. Однако ближе к осени ограничения в поступлении электроэнергии с Украины заставили крымские власти усилить давление на владельцев, и в декабре 2014 года крымские гелиоэлектростанции стали выдавать до 135 мегаватт мощности. (SF: читателя не должно вводить в заблуждение здесь слово "выдавать". "Выдало" в некий короткий промежуток времени, естественно, что без солнечной радиации ни о какой "выдаче" речи быть не может). Летом они могут генерировать намного больше, так что всего в 2014 году крымское наследие увеличило российские солнечные мощности в полсотни раз.

Конечно, станции эти строились еще на Украине и к сознательным усилиям российских игроков гелиорынка отношения не имеют. Но это вовсе не значит, что у нас их нет. В сентябре 2014 года российский «Хевел» («Ренова» — 51 процент акций, «Роснано» – 49) впервые в истории России ввел СЭС мощностью 5 мегаватт. Несмотря на смехотворность этой цифры в сравнении с достижениями немцев или китайцев, для нас это переломный момент.










Поле кремниевых панелей на солнечной электростанции в селе Родниковое, Крым
Поле кремниевых панелей на солнечной электростанции в селе Родниковое, Крым
Фото: Тарас Литвиненко / РИА Новости






Почему мы так долго ждали? Все просто: свойственные нашим банкам высокие процентные ставки по кредитам ранее делали проекты такого рода нерентабельными. Постановление правительства от 28 мая 2013 года ввело новый режим стимулирования возобновляемой энергетики. Теперь сроки окупаемости проектов сократились до 15 лет. В итоге в 2014 году в конкурсах по строительству СЭС приняли участие сразу несколько компаний, среди которых одна («Хевел»;) располагает собственным производством солнечных батарей.

В эксклюзивном комментарии «Ленте.ру» генеральный директор «Хевела» Игорь Ахмеров сообщил, что весной этого года в Оренбургской области откроется Переволоцкая СЭС (5 мегаватт), а всего в 2015 году компания введет 25 мегаватт как в азиатской, так и в европейской части страны. На 2016 год запланированы еще 84 мегаватт, а всего до 2018 года — 254 мегаватт, что существенно превысит крымские объемы.

Обеспечивать этот рывок предстоит построенному «Хевелом» Новочебоксарскому заводу, выпускающему солнечные батареи из российского кремния. (SF: "российского"... автор наверное имеет ввиду производство основанное на материалах российского производства. Более того: классического кристалического кремния в хевеловских модулях вы не найдете. Линия в Новочебоксарске была построена так доооолго, что "передовая" технология на основе аморфного и микрокристаллического гидрогенизированного кремния успела за это время состарится и перестала быть конкурентноспособна. Вообще.) Пока, по словам Ахмерова, даже несмотря на местную ресурсную базу, до 60 процентов стоимости новочебоксарских фотоэлементов приходится на импортные компоненты: особо чистые газы, спецстекла для защиты фотоэлементов и прочее.(SF: насколько известно линия построена на основе оборудования швейцарской фирмы Aerlikon.  Используется силан SiH4, водород, в качестве газов несущих легирование - TMB и фосфин. О стеклах: это стекла покрытые токопроводящим прозрачным покрытием. Скорее всего ITO.) Программа локализации предусматривает переход на российских поставщиков в этих отраслях, что позволит в ближайшее время заменить до 80 процентов ввозимых компонентов на отечественные аналоги.








Электростанция под Симферополем
Электростанция под Симферополем
Фото: Виктор Коротаев / «Коммерсантъ»






Конкуренты «Хевела», импортирующие солнечные батареи, такими грандиозными планами пока похвастаться не могут. Компания «Евросиб», которая еще в 2014 году планировала ввести 5-мегаваттную СЭС в Абакане, до сих пор не закончила даже этот проект, перспективы других запланированных ею СЭС в настоящее время недостаточно ясны.

Солнце за тучами: технологическая гонка и кредитный голод

Разумеется, не все солнечно и для «Хевела». Как и любой игрок гелиоэнергетического рынка, компания подвергается сильнейшему давлению своего рода закона Мура — все новых и новых технологий, постоянно возникающих в этой области. В тот момент, когда компания приобретала швейцарское оборудование для завода в Новочебоксарске, это была передовая технология и создаваемые ею тонкопленочные микроморфные фотоэлементы позволяли получать больше энергии даже от рассеянного солнечного света, да и напряжение с каждой панели было во много раз выше. (SF:  напряжение - не мощность!) Увы, как часто случается в отраслях, работающих на переднем крае научно-технического прогресса, за несколько лет технология устарела. КПД производимых по ней фотоэлементов — примерно 10 процентов, в то время как лучшие современные серийные (SF: кристаллический кремний!) образцы показывают 20 процентов.

В «Хевеле» решили разрабатывать свои технологии. Для этого был организован Научно-технический центр при Физико-технологическом институте им. Иоффе. И в конце декабря 2014 года ученые продемонстрировали возможность выпуска гетероструктурных солнечных батарей с КПД 20% на уже установленном в Новочебоксарске оборудовании. Такие фотоэлементы делают не напылением на стеклянную подложку, как у нынешней продукции «Хевела», а созданием p-n переходов непосредственно на поликристаллической кремниевой подложке.
(SF:  речь скорее всего идет о так называемых HJT  элементах это кремниевые пластины покрытые с обоих сторон(!) аморфным кремнием. В единичных случаях когда подложки кремния в ручную грузятся в осаждающую систему (PECVD) можно получить такие элементы. Но о серийном производстве таких элементов в новочебоксарске я бы не заикался. На сегодня 20% это не высокий показатель для лабораторного образца: серийно Panasonic выпускает с кпд около 21%).

В случае успеха инновации «Хевел» сможет активно экспортировать свою продукцию на внешние рынки. Как отмечает гендиректор, именно экспорт является главной стратегической целью предприятия. (SF: энтузиазм гендиректора похвален, но интересно как он сможет показать прорыв с устаревшей технологии где затраты на производимый Вт гораздо выше кристаллических на рынки перенасыщенные современной качественной продукцией?)

Оптимизм по поводу российской солнечной энергетики разделяют и за пределами нашей страны. Летом прошлого года «Солар системс», компания китайского происхождения, выиграла конкурсы на строительство в России в 2016-2018 годах СЭС на 175 мегаватт, что близко к планам «Хевела». В соответствии с конкурсными требованиями к локализации (70 процентов в 2016-2018 годах) компания планирует строительство собственного завода в Татарстане, рассчитанного на выпуск фотоэлементов мощностью 100 мегаватт ежегодно.








Московская остановка общественного транспорта
Московская остановка общественного транспорта
Фото: Сергей Михеев / «Коммерсантъ»






Теоретически «Солар системс» находится в менее выгодных условиях, чем «Хевел», импортировавший оборудование до девальвации конца прошлого года. С другой стороны, есть и у китайцев очевидно сильные стороны: представители компании заявляют, что кредиты как на строительство завода, так и на возведение СЭС будут брать в КНР под приемлемые проценты.

Разумеется, отечественная солнечная энергетика тоже страдает от нынешнего кризиса экономики. «В наших проектах нет маржи, способной выдержать ставку кредитования в 17 процентов и выше», — подчеркивает глава «Хевела». Остается надеяться, что ЦБ все же сделает выбор между ставкой и реальным сектором в пользу последнего.

Александр Березин

В комментариях приветсвуется обмен мнениями подкрепленными доказательствами. Благодарю в случае уточнений или дополнительных фактов связанных с Россией. Особенно мнтересна тема "импортозамещения" в области фотовольтаики: конверторы, стекла TCO, производство газов необходимых для производства, измерения и тестирование.




@темы: материалы, производство, технологии, экология, энергетика

13:47 

Как сделать паровоз?

Замечательный кинодокумент эпохи - подробно про технологии первой половины прошлого века:




@темы: история, пар, производство, технологии, транспорт

18:52 

Как производятся ПАЯНЫЕ пластинчатые теплообменники

В этом материале попробую подробно рассказать о процессе производства паяных пластинчатых теплообменников. По разборные мной уже достаточно написано - время обратить внимание на паяные.

Этап №1 - подготовка нержавеющей стали для штамповки пластин - раскрой, если поступает сталь в виде широких больших листов:

1

2

Иногда сталь поступает в виде вот таких рулонов

3

Толщина - 0,4-0,5 мм. Видно что при такой толщине сталь достаточно гибкая. Жесткость она приобретет после нарезки и штамповки

4

Этап №2 - штамповка пластин на прессе:

5

Пластины пока без проходных отверстий

Этап №3 - вырубаются проходные отверстия:

5-1

Как побочный продукт - вот такие симпатичные кругляши :-) В детстве такие жетоны очень были ценны :-)

6-1

6-2

Вот выходят уже готовые пластины:

6-3

Вот как пластина меняет свой внешний вид после этих этапов:

7

Происходит выборочный контроль качества штамповки:

7-5

Этап №5 - упаковка пластин в ящики

7-1

7-2

7-3

7-4

Этап №6 - формирование пакета пластин теплообменника из пластин и припоя (медь), вперед на спайку:

Пластина

8-1

Сверху лист припоя

8-2

И так далее растет пакет пластин

8-3

8-4

8-5

Этап №7 - опрессовка готового теплообменника

9

чтобы не рванул - укрывается мощным пуленепробиваемым кожухом :-)

10

параметры на мониторе

11

12

Кожух открывается - теплообменник освобождается :-)

13

Вот такой процесс...

По любым вопросам, связанным с теплообменниками, теплоснабжением и пр. - прошу ко мне в журнал

Всегда Ваш,
товарищ Артем


@темы: производство

20:12 

:)

В сети увидела лупу, у меня была такая. Отцовский друг подарил мне, когда мне было года четыре. Дореволюционная.

Я ее любила, играла, когда подросла берегла. Дети ее прикончили.

Она маленькая, складная, в сложенном виде квадратик.  Чуть больше, чем  сантиментр  на сантиметр. Разложенная, как на  фотографии,  высотой сантиментра полтора. У нее строго утилитарное, известное мне назначение.

Кто знает, для чего она? Ответ под катом.
BBek1um22

Лупа  дореволюционного инженера-технолога по ткачеству.

Площадь нижней рамки 1 кв.см.

С помощью этой лупы проверяли плотность тканей, количество нитей на 1 кв.см.


@темы: производство, история, вопрос залу

10:14 

Together

География производства частей самолетов.

Boeing 787 Dreamliner


Фактически "Боинг" сам изготавливает только киль (в США), закрылки (в Австралии), а также створки шасси и обтекатели (в Канаде) - темно-синий цвет на схеме.


Детали со всего мира везут в Эверетт, штат Вашингтон:


Как от модели к модели изменялось количество деталей, изготавливаемых самим "Боингом" (боинговские детали показаны красным) 737-747-787:


К слову. При работе над 747 Боинг начал работать со сторонними поставщиками. К примеру двери аварийного покидания компания заказала нескольким субподрядчикам. Получив первые экземпляры дверей и разложив их в ангаре конструкторы увидели, что ни одна дверь не удовлетворяет ТЗ от Боинга.

Доля японских деталей от Боинга 767 к Боингу 787:



Airbus A380


У Эйрбаса сеть собственных заводов, возят поменьше. Путь "Grand Gabarit" ведет в Тулузу:


Bombardier Global Express


Сухой Суперджет 100.

Суперджет, как и Бомбардье, могут отправить в другой город (страну) для окраски корпуса и установки интерьеров.

http://lev-usyskin.livejournal.com/655185.html
http://www.airliners.net/aviation-forums/general_aviation/read.main/2320988/
http://www.alternatives-economiques.fr/airbus-pris-dans-un-trou-d-air_fr_art_205_24109.html
http://mysuperjet.com/


@темы: авиация и воздухоплавание, производство

RSS

главная