Тонны электропроводов на свалку, или История создания технологии резонансной передачи энергии

Инновации Технологии
автор: Евгений Балабас  19 марта 2013

Можно ли совершить революцию в электроэнергетике, где уже десятки лет не меняются принципиальные, основополагающие технологии? Если обратиться к наследию знаменитого Николы Теслы, то можно, уверены российские учёные!

Несмотря на постоянные заверения учёных о развитии беспроводных технологий передачи энергии, даже самые «британские» из них не заикаются и даже не фантазируют о перспективах беспроводной передачи СКОЛЬ-ЛИБО ЗНАЧИТЕЛЬНЫХ объёмов электричества. Поэтому «беспроводка» даже на самом пике своего развития видится лишь технологией для комфорта, применимой в слаботочных портативных и домашних устройствах, а каких-то серьёзных переворотов в энергетической отрасли от неё ждать не приходится. А изменения эти были бы ох как желательны!

1

Первой в истории полноценной линией электропередачи считается 170-километровая линия с мощностью 220 кВт между немецкими городами Лауфен и Франкфурт, открытая в 1891 году. И с тех пор по всей планете зарыты в землю и подвешены на столбах и опорах миллионы тонн дорогостоящих цветных металлов – меди и алюминия. И эта масса в тоннах и в денежном эквиваленте продолжает непрерывно расти за счёт развития энергосетей и их модификации, без каких-либо принципиальных изменений с того самого 1891 года, поскольку ничего нового в проводной передаче энергии от источника к потребителю учёные до сих пор породить не сумели…

Впрочем, почему не сумели? Сумели. Вот только мало кто об этом знает, а консервативность электроэнергетической отрасли столь высока, что революционная технология, как нередко и случается, может, толком не родившись, сгинуть в безвестности… Об этом «Компьютерре» рассказали в одном из многочисленных московских НИИ с неблагозвучным названием «ВИЭСХ».

2

— Вокруг работ Теслы упорно поддерживается флёр загадочности. «Тайны, которые он унёс с собой в могилу», «секретные архивы, похищенные некими спецслужбами» и хранимые невесть где по сей день, и т.п.… Но если отбросить все эти фантазии и опираться на то, что существует по факту и подтверждено, ничего интересного для жёлтой прессы в наследии Теслы не окажется! – рассказывает «Компьютерре» Дмитрий Семёнович Стребков, руководитель ВИЭСХ – Всероссийского исследовательского института электрификации сельского хозяйства.

— Честно говоря, популярность Николы Теслы слишком велика у разного рода мистиков, «любителей непознанного», а также литераторов и кинорежиссёров. Поэтому сегодня многие люди искренне удивляются, услышав, что этот великий учёный радикально изменил ход развития электротехники и электроэнергетики, изобретя многое из того, чем мы пользуемся и по сей день.

«А мы думали, что он занимался лишь гигантскими молниями, тунгусскими метеоритами и растворяющимися в воздухе кораблями», — удивляются обыватели, приводя в пример желтогазетные шаблоны, совершенно бездоказательно приписанные гениальному сербу. И поэтому приходится признать, что разработанные в наши дни технологии, базирующиеся на открытиях Теслы, подсознательно вызывают некий скепсис, вызывая в голове перво-наперво мысли о фокусах и мистификациях… Это явно не идёт на пользу изобретениям и их разработчикам – ну хоть вымарывай из описаний упоминание о Тесле, право слово…!

— «Последователей Теслы» сегодня в мире очень много. Но большинство из них занимаются или визуальными шоу-эффектами с генераторами молний, или чисто теоретическими изысканиями, поисками утраченных рукописей и т.д. Поэтому когда наш институт со своей разработкой был приглашён в Сербию на празднования 150-летия их знаменитого земляка, мы оказались фактически единственными, кто получил награду за ПРАКТИЧЕСКУЮ реализацию элементов его наследия!

3

На основе работ Теслы мы реализовали и отработали практическую технологию однопроводной резонансной линии передачи энергии. Она имеет колоссальные преимущества перед тем, что используется сегодня, поскольку позволяет передавать электрические мощности по единственному проводу, толщина которого зависит только от его механической прочности! То есть, говоря по-простому, «волоска» толщиной 0,1 мм достаточно, чтобы гнать по нему десятки и сотни киловатт электроэнергии! Сейчас же для этого применяются кабеля, вес меди в которых достигает 1,5-2 тонн на километр, и даже больше. А сколько таких километров идёт между населёнными пунктами, вдоль железных дорог, по улицам городов – страшно подумать!

— Что же представляет собой резонансная линия электропередачи с технической точки зрения?

— Для простоты понимания начну с традиционных технологий. Обычная линия электропередачи (подземная или надземная, неважно) в классическом понимании и самом простом варианте – это два (в случае двухфазной линии) провода от источника к потребителю. Толщина этих проводов имеет прямую зависимость от нагрузки и потребляемого ею тока – для 2-3 сотен ватт домашней люстры достаточно проводов с сечением 0,75 квадратных миллиметра, для нагрузки в несколько киловатт уже требуются провода по 2,5 кв. мм и более. Для разводки провода, допустим, по дачному посёлку толщина кабелей и проводов уже сопоставима, примитивно выражаясь, с толщиной пальца взрослого человека. Вес и стоимость проводов пропорционально растёт, а также растут омические потери энергии в них.

5

Такое ещё сойдет при разводке проводов «на последней миле», но если бы провода на ЛЭП от электростанций к городам соответствовали потребляемому городами току, то были бы они толщиной со ствол столетнего дуба, что совершенно неприемлемо. Поэтому для того, чтобы передать одну и ту же мощность по более тонким проводам, используют повышенное напряжение – тысячи вольт. При неизменной мощности напряжение растёт, а ток падает: закон Ома. Меньше ток – тоньше нужен провод. Но даже и в этом случае сечение проводов на ЛЭП огромно, вес и стоимость их грандиозны.

Что предлагаем мы: на передающей стороне трансформировать электрический ток в высокочастотный (условно высокочастотный – на деле частота не превышает 50 кГц), подать его на колебательный контур, настроенный на эту частоту, и соединить контур с аналогичным на принимающей стороне. Соединить проводом, но — одним-единственным и очень тонким по сравнению с тем, что использовался бы в классической линии передачи. В резонансном режиме в линии достигается напряжение до 100 тысяч вольт, но токи ничтожны, поэтому потери на нагрев проводника в линии минимальны и соответственно не требуется значительное сечение и масса провода. Провод годится любой, фактически даже самый тонкий волосок!

Пониманию электрика такая система не будет близка, но человек, знакомый с техникой радиосвязи, без труда узнает в ней упрощённые радиоприёмник и радиопередатчик, но соединённые не эфиром, а проводом.
6

Главные достоинства системы:

— Содержание алюминия и меди в проводах может быть радикально снижено за счёт снижения их толщины в десятки раз;
— Потери электроэнергии в однопроводной линии крайне малы по сравнению с традиционной линией;
— Большинство линий электропередач можно будет сделать подземными вместо воздушных, исключив обрывы от погодной стихии, типа ураганов или ледяных дождей, а также огромные затраты на их строительство.

Помимо этого существует немало побочных преимуществ:

— В однопроводном кабеле невозможны короткие замыкания, этот кабель не может быть причиной пожара;
— Если сделать линию электропередачи в виде стального провода (для прочности), который будет покрыт тончайшим слоем меди (для электропроводности), то такие линии совершенно непривлекательны для расхитителей цветного металла;
— Несанкционированное подключение к однопроводным линиям и кража электроэнергии почти нереальны.

— Многие революционные технологии, доходя до практической реализации, демонстрировали свою несостоятельность – из-за дороговизны, сложности, высоких требований к наладке, затрудняющих массовое тиражирование, и т.д. Что в этом смысле собой представляет беспроводная резонансная передача?

— Мы достаточно долго изучали и обкатывали эту технологию, чтобы гарантировать её легкую повторяемость и надёжность. Вот по такому проводу мы у себя в лаборатории передавали мощность в 20 киловатт! Нагрузкой служил стенд из десятков 200- и 500-ваттных ламп накаливания.

7

После этого под землёй на территории института была проложена линия длиной 1,2 километра, подтвердившая отсутствие зависимости эффективности от расстояния.

Сейчас мы реализовали несколько практических экспериментальных систем однопроводной передачи энергии – например, в паре сельскохозяйственных комплексов в Подмосковье, где была сделана система освещения на «однопроводке», которая представляла собой экранированный коаксиальный провод, проверенный по всем нормам СанПиН на отсутствие превышения магнитных и электрических полей.

Ещё один интересный практический эксперимент – передача энергии для оборудования электрохимической катодной защиты газопроводов, который мы осуществили совместно с Газпромом. Дело в том, что на всех газо- и нефтепроводах обязательно через каждый 10 километров стоят станции катодной защиты, чуть с бОльшим интервалом – автоматика, задвижки и т.д. Для питания этого оборудования вдоль трубы пускают трёхфазную ЛЭП, которая представляет собой головную боль для нефтяников и газовиков, поскольку на большом протяжении она проходит по ненаселённым районам, сильно подвержена стихиям и труднодоступна для ремонта.
Мы взяли один из фазных проводов этой ЛЭП и использовали его как однопроводную линию на отдельном участке, продемонстрировав эффективность и огромную экономию меди, поскольку стандартно там идут 3 провода сечением по 70 «квадратов». Потом на этом же участке мы пустили ту же энергию по 1-миллиметровому проводу в коаксиальной оболочке, да ещё и с ничтожными потерями около 2 процентов. То есть толстенные медные и алюминиевые кабели оказались не нужны, а если тонкий провод закопать в землю, то и проблемы с защищённостью электроснабжения газопровода исчезают в принципе! Ещё один подобный эксперимент мы планируем совместно с Транснефтью.

— Сегодня технологии развиваются достаточно быстро, и как только появляется что-то новое, имеющее принципиально лучшие свойства, оно быстро вытесняет прежнее. Ну или как минимум внедряется наравне с ним, если новое, скажем, хотя и лучше, но существенно дороже. Почему же однопроводные линии не распространены повсеместно, при всех их достоинствах?

— Для начала внедрения таких линий требуется огромный комплект документов – сертификаты, надзорные акты, протоколы Роспотребнадзора, межведомственных испытаний и т.д. Но чтобы их получить, нужна реально действующая линия, на постройку которой у института средств нет. А то, что мы уже сделали в качестве наглядных экспериментов, хотя и демонстрирует эффективность, но для целей сертификации не годится по ряду причин…
При этом, несмотря на то что у производителей энергии и у электросетевых компаний имеются огромные средства на разного рода инновации, основополагающие технологии этими инновациями, как правило, не затрагиваются. Энергетика — крайне консервативная область, в ней изменения происходят за десятки лет, поскольку сфера эта очень финансовоёмкая и слишком много вкладывается в определённые технические решения и их реализацию…

Поделиться
Поделиться
Tweet
Google
 
Читайте также
Праву на ремонт — быть!
Праву на ремонт — быть!
Соцсети: было и прошло
Соцсети: было и прошло
Моноколесо и парадокс безопасности (Волшебство гироцикла, ч.5)
Моноколесо и парадокс безопасности (Волшебство гироцикла, ч.5)
  • Гость

    Это идею я крутил в голове лет 20 назад, когда учился в школе, надо было тогда провести эксперимент, но не как не доходили руки… и схема индентична… черт…

    • denf

      >Это идею я крутил в голове лет 20 назад, когда учился в школе

      Плохо учились … Закон ома так и не выучили :(

      • disqus_gBC7f5HNKP

        Здесь всё нормально как с законом Ома для участка цепи, так и с более важными законами Киргхгофа. На рисунке пара связанных автотрансформаторной связью колебательных контуров. Если их настроить на резонанс и согласовать правильно, то между контурами будет протекать ток.

        • denf

          Вот и я говорю плохо учились !

          Хоть резонанс хоть нет … это не поможет передавать больше энергии.

          >то между контурами будет протекать ток.

          Вне всякого сомнения …. вопрос в величине этого тока !

          • disqus_gBC7f5HNKP

            Поверьте и проверьте, ток течёт и ещё какой. В параллельном колебательном контуре в Q (добротность контура) раз больше чем подводимый от генератора. А тут, если настроить оба контура на максимум-максиморум (есть такой термин), то очень даже вполне может. Правда настройка и согласование такой системы — нетривиальная задача. Вот только как автор собирается бороться со скин-эффектом? А он будет давать о себе знать.
            Вообще радиотехника очень забавная область знаний. Особенно раздел, где изучается область СВЧ. К примеру, волоновод можно рассматривать, а это есть на самом деле, как простую двупроводную воздушную линию, соединённую четертьволновым металлическим изолятором: просто на этих частотах металл — может быть куда лучшим изолятором чем диэлектрики.

          • олег

            Тчно ток течет в контуре а не в линии. В лини электромгнитная волна, а ток отсутствует.

          • олег

            И как у него радиоприёмник работает… ума не приложу. Слушай а когда по мобилке трещишь у тебя тоже из неё ток вырывается?

  • Сергей Глита

    Забыли только один тег добавить — «академик РАЕН». И можно ничего больше не писать.

  • Сергей

    Что-то тут не так… Чем-то должно быть заплачено. Вокруг соединительной линии обязательно электромагнитное поле. И на больших мощностях простой коаксиал с заземлением оплетки не спасет — на протяжении линии в оплетке будет наводиться ЭДС индукции. Получится громадная антенна с большой подведенной мощностью. Представляется, что одна такая штука должна мусорить мощные радиопомехи на гармониках, в диапазонах длинных и коротких волн. Да и на УКВ старшие гармоники будут заметны. Где-то, для освещения, авторы от помех сумели избавиться, но если это будет линия на десятки километров с напряжением 100 кВ и частотой 50 кГц… Я бы предпочел держаться от такой линии как можно подальше.

    • Сергей Глита

      На Лурке бы написали, что «Эта статья рассказывает о какой-то антинаучной ######. Если вы — физик, химик, биолог или просто слишком хорошо помните школьную программу соответствующего курса, вам лучше ее не читать. В противном случае вы рискуете умереть от смеха. Мы предупредили.»

      • Сергей

        Так что особенно смешно — такой ВИЭСХ, вроде бы, в самом деле существует, и даже сайт у него есть. И там несколько других идей описано, включая и эту. На первый взгляд, вроде бы нормальные — но не вчитывался. Структура есть, отделы, даже Аспирантура. На первый взгляд, на аферистов не похоже, но подробно исследовать некогда.

        • Сергей

          Почитал там некоторые тексты — бред сивой кобылы. Лысенковщина чистой воды. Зачем только К-терра в эту шнягу вляпывается? И ещё Дискус ваш глючит безобразно…

      • Сергей

        Так что особенно смешно — указанный НИИ действительно существует, у него даже сайт есть, и там есть описание этой теории. И некоторые другие идеи — но не вчитывался, некогда. А вообще лысенковщиной сильно пахнет…

    • Вот вам и бесплатная общенациональная сеть глушилок огромной мощности! Очень актуальненько по нашим временам…

  • Dmitry

    Не посетить ли автору для начала школу — изучить, о чем на самом деле говорит закон Ома, какие напряжения используются для передачи энергии и т.д. Или, может быть, автор просто опередил время??? … на две недели :-)

    • Тоже убило то что они формулу электрической мощности называют законом ома

  • kue

    Да пусть они схему выложат для разводки по «садовому товариществу» домов на 100-150 ! ))

  • jno

    http://viesh.ru/old/ru/rezon1.htm — исходник

  • Михаил

    Совершенно голословно — одна маловразумительная картинка приведена. Почему «токи ничтожны» при напряжении в 100 тысяч вольт (в ЛЭП используется напряжение до 500 кВ, но при этом токи все равно велики по ихнему же утверждению) За счет чего тогда передается энергия — непонятно. Похоже на классическое шарлатанство.

  • viktor

    По 2-м проводам только ОДНА фаза!

  • denf

    >самом простом варианте – это два (в случае двухфазной линии)

    2 фазных не бывает.

    Есть 1 фазные и 3 фазные !

    • Да может быть хоть N фазные, просто эти изобретатели считает что раз на линии 2 провода, то она обязательно 2-х фазная ( коих я лично в жизни не разу не видел )

    • Ну либо просто не пониают значения слова двухфазная линия

  • denf

    Что предлагаем мы: на передающей стороне трансформировать электрический ток в высокочастотный (условно высокочастотный – на деле частота не превышает 50 кГц)

    Как это сделать с минимальными потерями ?
    Каким прибором произвести 10 Мвт электроэнергии в ток с частотой 50 кГц ?

    С КПД хотя бы 90% или около того. А 1 Ггвт ?

  • denf

    >В резонансном режиме в линии достигается напряжение до 100 тысяч вольт, но токи ничтожны,

    А так как мощность по закону Ома это ток *напряжение то и мощность ничтожна.

    Смысл огород городить ?

    >поэтому потери на нагрев проводника в линии минимальны

    Потери связанны не с токами а с сопротивлением проводника.

    • Юлай Байчурин

      P=U^2*R

      • Dmitry

        В школу вместе с автором! Скоро класс наберется!

        • Юлай Байчурин

          / :)

  • denf

    Короче мошеники они.

    http://viesh.ru/?p=142

    БЕСХЛОРНАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ПОЛУЧЕНИЯ СОЛНЕЧНОГО КРЕМНИЯ

    Процесс изготовления ПКК включает следующие химические стадии:

    Si +ЗС2Н5ОН ®SiН(ОС2Н5)3+Н2

    4 SiH(OC2H5)3®SiH4 + 3Si(OC2H5)4

    SiH4®Si+2H

    Это бред сивой кобыли.Это я вам как химик говорю.

    Металлический кремний не реагирует с этанолом ни при каких условиях.

    Тетроэтокисилан так получить невозможно !!!

    Стребкова под суд ! А всю эту шаражку разогнать …

    Позор !!!

    • Cyclon-B
      • denf

        Да поразительно но реагирует …..

        Хотя странно металлический кремний довольно инертная субстанция.
        Хорошо реагирует только с активными реагентами типа фтора-хлора или металлами натрий магний.

        А тут со спиртами напрямую ….

  • прохожий

    позор куда смотрят редакторы

  • barster

    Подумал, что ошибся сайтом. И сюда они пролезли, ничем не остановить.

  • Николай Платонов

    «Москвичи Виктор Петрик и Дмитрий Стребков получили патент на наше славное космическое будущее, потому что, согласно их изобретению, решена проблема эффективной беспроводной передачи электроэнергии не только в атмосфере (на расстояния до 1 000 км), но и в вакууме, то есть за пределами Земли, к примеру, между космическими аппаратами и планетами, на расстояние до 1 млн км! Причем без использования каких бы то ни было дополнительных устройств вроде лазеров и ускорителей релятивистских пучков электронов. Сгенерированные в резонансном трансформаторе и усиленные по напряжению до 0,5–100 млн вольт высокочастотные электромагнитные колебания поступают в сформированный особым образом проводящий канал — и летят от источника к приемнику (патент РФ на изобретение №2 341 860)……»

    бу га га….. а я то думаю, что-то фамилие уж больно знакомое….

    • Сергей Глита

      Следует ожидать очередной инициативы от Единой России — чего нибудь вроде национальной программы «Чистая энергия».

    • denf
  • Andrew Poloyan

    Энергетика может быть какой угодно консервативной, но уж опубликовать популярно действующую схему, чтобы ее мог проверить любой школьник, кажется, сейчас не проблема? Почему бы не продемонстрировать работу принципа без вложений в постройку промышленной линии? Пусть сомневающиеся убедятся, они же первыми выстроятся со своими деньгами в очередь на разработку практических применений, когда увидят результат.

  • NIk

    да конечно…..возьмем и все оборвем. про технологии Теслы давно державы знали . только это был бы крах системы. там все на столько просто и возможно сделать самому что и власть не нужна бы была. она упростила саму себя . а это невозможно))). вот его и запретили. а сейчас все настолько все запущено….короче все до фени

    • Vovix S.

      Если «настолько просто», то эти технологии давно были бы:
      а) внедрены хоть где-нибудь на практике
      б) сохранены и скопированы много раз, или же в самом крайнем случае
      в) переоткрыты заново в обозримое время.
      Ибо сила науки, в отличие от всевозможного мистицизма, именно в том. что она работает достаточно «просто», чтобы не зависеть от:
      — личности конкретного ученого, даже «супер-гениального»;
      — попыток со стороны кого бы то ни было «запретить» те или иные открытия;
      — масштаба практических результатов тех или иных открытий для человеческого общества.

      Как только кто-либо заговаривает о «тотальном запрете» или «технологии настолько мощной, чтобы вызвать «крах всей системы»» — гоните его в шею: это один из наиболее надежных признаков псевдонаучной мифологии.

  • kue

    Требую схему для реализации на разводке по садовому тов-ву, а иначе пи…ж и провокация !

  • Кирилл Липин

    Комменты всю романтику обосрали.

  • Serg

    Компьютерра.. вы серьёзно?

  • StealzCat

    Когда я слышу фамилию «Тесла», мои руки сами тянутся к высоковольтным клещам

  • Sergey2006

    Я прочёл комментарии и был очень неприятно шокирован именно ими. Подавляющее большинство людей, оставивших эти комментарии до такой степени самоуверенны в правильности своих познаний, что даже не заметили фразы автора о том кто способен понять принцип работы системы. А всё очень просто — нормальными, более глубокими познаниями в физике распространения волн и реактивных токов обладают люди способные своими руками построить радиостанцию и правильную антенну к ней. Скажу в дополнение к статье, если вы так «круто» знаете все принципы электротехники, подавляющая часть бытовых приборов работает с равным успехом как с переменным током так и постоянным. Даже современные холодильники уже комплектуются инверторными преобразователями и только некоторым, устаревшим морально приборам, нужна частота 50 Гц., а электронике и 12 вольт в большинстве случаев достаточно. Надеюсь не нужно говорить, что вся эта электроника содержит внутри преобразователи с КПД в среднем 85 % и на выходе имеем постоянный ток. Многое в этом мире уже изменилось, и стало не таким как было, а вы просто бездумно повторяете заученные фразы с книжек.

    • sergeileonov1963

      Полностью поддерживаю Ваше мнение. Удивляет «зубоскаливание» комментаторов выше, которые дошли до того, что приплели даже как аргумент против ЕР (Единую Россию). В принципе, нет ничего удивительного в высокочастотной передаче энергии. Сейчас же никто не удивляются компактным высокочастотным трансформаторам вместо огромных трансформаторов на 50 Гц. Вопрос только в построении мощных и эффективных преобразователей частоты. Что касается демонстрации технологии, то полно их на Ютубе, например http://www.youtube.com/watch?v=OQd5veJoOic

Хостинг "ИТ-ГРАД"
© ООО "Компьютерра-Онлайн", 1997-2016
При цитировании и использовании любых материалов ссылка на "Компьютерру" обязательна.
«Партнер Рамблера» Почта защищена сервером "СПАМОРЕЗ" Хостинг "Fornex"