Воронежэнерго установил первые инновационные накопители энергии

Руководства в†’ BuildCraft4 [1.6.4] Часть 1. ЭнергияВ 

image

После долгих и упорных трудов в подземельях и шахтах, у Вас собралось достаточное количество ресурсов, чтобы заняться сборкой первых машин и транспортных сетей. На данном этапе игры главной целью станет создание и поддержка работы карьера, который обеспечит Вас всеми богатствами, хранящимися под землей. Времена, когда кирки нещадно рвались об камень канут в лету, и их заменят бездушные гигантские машины =) Для этого понадобиться обеспечить их энергией.

В первую очередь нужно запомнить, что для работы любых механизмов нужна энергия. В BuildCraft она условно называется Майнкрафт Джоули (Мдж, MJ – англ.). Чаще всего мощность двигателей или механизмов измеряется в количестве производимой или потребляемой энергии за 1 тик (или фрейм), 20 тиков равняются 1 реальной секунде (20t=1s). Иногда мощность измеряется по количеству энергии на одну выполненную операцию. Энергию производят двигатели: механический, двигатель Стирлинга и двигатель внутреннего сгорания (ДВС). Все они различаются по своей мощности, но имеют общее свойство нагреваться в зависимости от времени работы. Степень нагрева визуально можно увидеть по цвету работающих поршней (синий, зеленый, оранжевый и красный). Температура двигателей определяет их мощность и время работы за такт.

imageMechanical Engine (механический двигатель) – самый дешевый и самый маломощный генератор энергии (максимум 0.05MJ/t или 1MJ/s). Работает только от редстоун сигнала, не требует топливо. В отличии от двигателя Стирлингла и ДВС, механический двигатель является самым безопасным: в перегретом состоянии, не будучи подключенным к какому-либо приемщику энергии, он не взрывается. Последовательное подключение механических двигателей один за другим не увеличит их мощностей. Двигатели подключаются только напрямую к машинам, принимающим энергию MJ, игнорируют деревянную двигательную трубу. В Buildcraft4 механический двигатель стал заметно быстрее разогреваться.

Рецепт:

3 доски, стекло, поршень, 2 деревянные шестерни

4 палки

Мощности двигателя:

  • Синий – 0.01MJ/t (1MJ/5s)
  • Зеленый – 0.02MJ/t (1MJ/2.5s)
  • Оранжевый – 0.04MJ/t (1MJ/1.25s)
  • Красный – 0.08MJ/t (1MJ/0.625s)

Его применяют только для выкачивания предметов или жидкостей через деревянные трубы. Несколько разогретых механических двигателей могут обеспечить работу помпы или буровой установки, но не более того. Пока что он нам не пригодится, но в будущем с помощью механических двигателей можно наладить бесперебойные системы охлаждения для ДВС, а так же транспортировку и сортировку предметов.

Stirling Engine (двигатель Стирлинга, ранее называемый Паровой двигатель) – намного мощнее механического двигателя (1MJ/t или 20MJ/s), но для работы потребляет топливо, аналогичное топливу для каменной печи (доски, уголь, лава). При перегреве взрывается, если производит энергии больше, чем отдает. Запускается наличием редстоун сигнала. Может быть использован в качестве источника энергии для любых механизмов, включая карьер. Соединяется последовательно с друг другом для увеличения общей мощности. Может передавать энергию по двигательным трубам на расстояния, при этом никогда не перегревается если к трубам присоединен любой приемщик энергии.

Рецепт:

3 булыжника, стекло, поршень, 2 каменные шестерни

4 булыжника, деревянная шестерня

Двигатель Стирлинга является относительно дешевым в крафте, но его придется постоянно заправлять для продолжительной работы. Самый дешевый вариант – ведро лавы (время горения ~16минут, 20000 MJ). Еще одной особенностью двигателя является невозможность остановить процесс сгорания топлива, при этом не важно, выключите Вы его или нет. Т.е. залив ведро лавы и переплавив, например, всего пару слитков, оставшееся времяВ  топливо будет расходоваться впустую.

Combustion engine (двигатель внутреннего сгорания) – великий и ужасный ДВС, самый мощный генератор энергии в BuildCraft (макс 6MJ/t или 120MJ/s) и, в то же время,В  самый взрывоопасный. Включается редстоун сигналом. В зависимости от топлива (лава, нефть, дизельное топливо) имеет различную мощность на выходе, общее количество производимой энергии и скорость нагрева. Для полноценной работы нуждается в постоянном охлаждении водой, иначе перегрев грозит сильным взрывом, способным сломать 2 слоя камня. Такой двигатель предназначен для работы самых мощных машин, например, для карьера. При всех благоприятных условиях, температура двигателя будет расти до 100 градусов по Цельсию, затем останавливаться. Если ДВС отключить и запустить заново, должно пройти некоторое время: механизм остынет и заработает снова. Заправлять топливом и водой можно по жидкостным трубам или ведрами (открыв gui двигателя правой кнопкой мыши и поместив туда ведро с жидкостью, либо держа ведро в руке и кликнув ПКМ по двигателю). Взрыв ДВС происходит, когда температура достигает отметки 250 градусов.

Рецепт:

3 слитка железа, стекло, поршень, 2 железные шестерни

4 слитка железа, каменная шестерня

Топливо для ДВС:

  • Лава – мощность 1MJ/t, время работы 20’000t (~16min), количество энергии 20’000MJ.
  • Нефть – мощность 3MJ/t, время работы 20’000t (~16min), количество энергии 60’000MJ.
  • Дизельное топливо – мощность 6MJ/t, время работы 100’000t (~83min), количество энергии 600’000В MJ.

Итак, допустим Вы все же остановились на выборе двигателя Стирлинга. Где его можно применить? В соответствии с нашей стратегией развития, нужно выполнить все условия для начала работы будущего карьера, одно из которых – подготовить энергетическую базу. Карьер, безусловно, лучше запитывать ДВС’ами, а чтобы двигатели работали максимально эффективно, им нужно дизельное топливо. Дизельное топливо производит нефтеперерабатывающая установка. Конечно же еще придется найти сам источник нефти. Выглядит он так:

Или так:

Как правило, под фонтанами нефти вниз идет колодец, на дне которого находится огромный пузырь с “черным золотом”. В таких местах нужно ставить помпы и выкачивать все до нуля. Чаще всего нефть встречается в пустынных биомах, иногда можно встретить и в открытом океане. Затопленных нефтью подземелий лично мне встретить не удавалось, потому смею предположить, что жидкость всегда образуется на поверхности и видна невооруженным глазом. Пока достаточно набрать пару-тройку ведер нефти, вернутся в убежище и приступить к созданию нефтеперерабатывающей установки. Крафт вовсе не дешевый, так что запасайтесь терпением, ресурсами и алмазами =)

В Refinery (нефтеперерабатывающая установка) – машина для переработки нефти в дизельное топливо, соотношением 1:1. Заливать нефть можно как ведрами (держа в руке и кликнув правой кнопкой мыши по установке), так и подводкой труб. Откачка готовой продукции производится только деревянной жидкостной трубой с подключенным двигателем (лучше механическим). В установке имеются 3 отсека, два из которых будут заполняться нефтью, и один – дизельным топливом. Размещение жидкостных труб для входа и выхода не имеет значения: заливаться всегда будет только нефть и откачиваться только топливо. Когда работа запущена, по бокам установки движутся ползунки со светоиндикаторами: красные означают, что работа стоит; сине-зеленые – средняя скорость; зеленые – максимальная скорость работы. Для максимальной скорости необходима мощность 6MJ/t.

Рецепт:

2 красных факела, 3 цистерны, алмазная шестерня

4 алмаза, золотая шестерня

4 золотых слитка, железная шестерня

8 стекол

Для переработки 1 ведра нефти в топливо потребуется 10’000MJ, поэтому лучше сделать еще несколько дешевых двигателей Стирлинга, присоединить их к одной двигательной трубе, запитывающую установку. Итак, у Вас есть 4 двигателя иВ  установка. Что нужно еще? Потребуются деревянная двигательная труба.

Wooden Kinesis Pipe (деревянная двигательная труба) – служит только для извлечения из двигателей энергии для последующей передачи по трубам к потребителям. С версии Buildcraft 3.7.1 к деревянной двигательной трубе стало возможным подключать сразу несколько двигателей, таким образом делая схемы намного компактнее. Максимальная пропускная способность этой трубы составляет 32MJ/t, т.е. можно без проблем подключить 5 ДВС (5 сторон на вход и 1 на выход). Не соединяется с другой деревянной двигательной трубой.

Рецепт:

Красная пыль, деревянная транспортная труба

2 доски, стекло

Теперь соединяем двигатели и трубу вместе. Я собрал схему у стены, повесив по рычагу между двумя парами двигателей (один рычаг будет включать сразу 2 двигателя).

От деревянной трубы нужно сделать выход энергии для передачи ее к нефтеперерабатывающей установке. Для этого подойдет дешевая булыжниковая двигательная труба.

Cobblestone Kinesis Pipe (булыжниковая двигательная труба) – служит для передачи энергии на расстояния. Максимальная пропускная способность 8MJ/t. С версии Buildcraft 4.0+ потери энергии на каждом блоке трубы убраны, а сами двигательные трубы теперь различаются только по максимальной пропускной способности.

Рецепт:

Красная пыль, булыжниковая транспортная труба

2 булыжника, стекло

Соединяем трубу и нефтеперерабатывающую установку:

Осталось сделать систему откачивания готовой продукции. Потребуется механический двигатель, деревянная и булыжниковая жидкостные трубы, бак. Займемся этим.

Wooden Fluid Pipe (деревянная жидкостная труба) – служит для перекачивания жидкостей из контейнеров с емкостями для жидкостей. Не может перекачивать жидкость из открытых источников, не соединяется с другой деревянной жидкостной трубой. Для работы требует энергию.

Рецепт:

Уплотнитель для труб, деревянная транспортная труба.

Зеленый краситель (добывается обжиганием кактуса в печи)

Cobblestone Fluid Pipe (булыжниковая жидкостная труба) – служит для передачи жидкости, имеет небольшую пропускную способность в 10mB/t (1ведро за 5 секунд). Для охлаждения ДВС она точно не подойдет, но выкачивать жидкости в малых объемах не составит проблем. Не соединяется с каменной жидкостной трубой.

Рецепт:

Булыжниковая транспортная труба, уплотнитель для труб

Когда все будет готово, заправляйте двигатели, наполните нефтью установку, подключите жидкостные трубы от завода с деревянной на входе и к баку с булыжниковой на выходе. Не забудьте установить механический двигатель для откачивания топлива, ну и, конечно же, запустить рычаги. Выглядит все примерно так:

Поздравляю! Ваша первая система готова! Наладив производство топлива Вы выбрали хороший темп развития. Очень скоро паровые машины заменят белые и блестящие ДВС, а Ваше убежище вдоль и поперек переплетут трубопровода с различными функциями.

Продолжение следует!

В Дополнение к статье

Вы можете скачать готовый клиент Minecraft 1.6.4 (для Win7 x64) с установленным Buildcraft4 и несколькими вспомогательными модами.

В Инструкция по установке клиента

1. Убедитесь, что у вас установлен Java Runtime Environment для вашей ОС. 2. Распакуйте содержимое архива по адресу: C:UsersВаш_профильAppDataRoaming. 3. Запустите лаунчер из директории C:UsersВаш_профильAppDataRoaming.minecraftminecraft launcherMinecraft Launcher.exe

В Настройка лаунчера

При первом запуске введите желаемый ник персонажа (лучше латиницей) и нажмите кнопку ‘Play’.

Далее видим менюшку. Подтверждаем игру еще раз нажатием ‘Play’:

Кнопка ‘Edit Profile’ позволит внести некоторые дополнительные настройки для запуска клиента, например, можно увеличить количество выделяемой оперативной памяти для игры:

Если вы не знаете, что делаете, ничего менять не нужно.

В Полный список установленных модов

Индустрия:

  • Buildcraft 4.2.1 – думаю, в представлении уже не нуждается =)

Интерактивные моды:

  • ArmorStatusHUD 1.15 – отображает текущее состояние брони.
  • BackTools 2.0.0 – за спиной Стива теперь висят инструменты.
  • DamageIndicators 2.9.1.7 – показывает количество нанесенного урона.
  • InventoryTweaks 1.56-b77 – позволяет сортировать инвентарь и сундуки одним нажатием клавиши R.
  • JourneyMap 3.0.0 – глобальная карта мира Minecraft. Подробности можно узнать здесь.
  • LightLeveOverlay 0.23 – нажатием клавиши F9 можно узнать уровень освещения на каждом блоке вокруг игрока. Красные значения – потенциально пригодные места для спауна монстров.
  • NotEnoughItems 1.6.1.8В  и его дополения – отображает все рецепты прямо в игре: наводим курсор на какой-либо предмет и жмем R.
  • OptiFine_1.6.4_HD_U_C7 – оптимизация графики и улучшение FPS.
  • ReiMinimap 3.4_01 – карта-радар. Зайти в настройки меню можно нажатием клавиши M.
  • StatusEffectHUD 1.19 – отображает все эфекты и заклинания, наложенные на игрока.
  • Waila 1.4.2 – показывает к какому моду принадлежит какой-либо блок + короткие технические характеристики (для некоторых машин, например).

Ядра и модули:

  • bspkrsCore 5.0
  • CodeChickenCore 0.9.0.7
  • CodeChickenLib 1.0.0.36
  • iChunUtil 2.4.0
  • Forge 9.11.1.953

​ Основной целью Applied Energistics 2 является хранение ресурсов и автоматизация различных игровых процессов.

Основы

АЕ 2 добавляет в генерацию мира кристаллы истинного кварца. Они бывает двух видов: -Кристалл истинного кварца. -Заряженный кристалл истинного кварца. Причем заряженный истинный кварц будет попадаться намного реже. Но его можно получить зарядив истинный кварц в заряднике, для создания которого нам необходимо найти минимум 1 заряженный кварц. Это наша основная цель на данный момент. Метеориты. Следующая наша цель – поиск метеоритов. Нам надо найти 4 различных пресса: – Логический пресс для высекателя. – Инженерный пресс для высекателя. – Вычислительный пресс для высекателя. – Кремниевый пресс для высекателя. Они спрятаны внутри метеорита в небесном сундуке. Они нам нужны для создания процессоров, которые пригодятся в дальнейшем при создании МЭ сети. Метеориты встречаются как на поверхности, так и под землей. Во втором случае их труднее обнаружить. Надземный метеорит. Облегчить поиск нам поможет метеоритный компас. Стрелка компаса показывает на ближайший метеорит. Как только вы окажетесь в чанке с метеоритом, стрелка компаса начнет вращаться. Внутри каждого метеорита спрятан небесный сундук. Небесный сундук внутри метеорита. После того как мы нашли 1 заряженный кристалл истинного кварца. Мы можем создать 2 изменчивых кристалла. Именно столько нам нужно для создания зарядника. Для изготовления изменчивого кристалла нужно бросить в воду: -1 заряженный кристалл истинного кварца. -1 кварц нижнего мира. -1 красную пыль. После этого вы получите: -2 изменчивых кристалла. Теперь можем приступить к созданию зарядника. Зарядник может быть как частью МЭ сети, так и работать на энергии IC exp.Провода подключать либо сверху либо снизу. Также он может работать от деревянной рукоятки. Рукоятка присоединяется к заряднику сверху. Чтобы зарядить кристалл покрутите его около 8 раз. Чтобы зарядить кристалл в заряднике, подключенном к МЭ сети или работающем на энергии IC, нужно кликнуть по заряднику ПКМ, держа в руках кристалл истинного кварца. Через пару секунд он зарядится и вы сможете забрать уже заряженный кристалл. Теперь когда мы научились заряжать кристаллы и нашли все 4 пресса, приступим к созданию МЭ сети.

Создание простейшей МЭ сети.

Для нормальной МЭ сети нам нужен МЭ контроллер. Но сначала мы должны построить простейшую МЭ сеть. Она нам нужна для создания чистых кристаллов и создания процессоров. МЭ сеть без контроллера используется в основном в начале игры. Главным её недостатком является, то что в такой сети может быть не более 8 устройств. Для её создания нам понадобится приемщик энергии. Он преобразует поступающую в него энергию в АЕ энергию. Именно она нужна для МЭ приборов. Установим ЭХО (IC exp) и подадим от него энергию в приемщик энергии. Сделаем парочку стеклянных кабелей. Они нам понадобятся для подключения механизмов МЭ сети. Готово. Приступим к созданию чистых кристаллов. Именно здесь нам пригодится только что созданная МЭ сеть. Всего существует 3 вида чистых кристаллов: Чистый кристалл кварца нижнего мира. Чистый кристалл истинного кварца. Чистый изменчивый кристалл. Для их изготовления нужно кинуть семена в воду. Семя кварца нижнего мира. Семя истинного кварца.Изменчивое семя.​ Так как кристаллы сами по себе растут очень долго, сделаем парочку ускорителей роста кристаллов. И подключим их к нашей сети. Готово. Приступим к созданию процессоров. Высекатель. Процесс создания процессоров полностью проходит в высекателе. Высекатель работает на АЕ энергии, поэтому его также подключаем к нашей МЭ сети. Вычислительный процессор.Инженерный процессор.Логический процессор.Отпечатанный кремний.​ Теперь когда у нас все готово приступим к созданию МЭ контроллера. МЭ контроллер – сердце МЭ Сети. МЭ сеть с МЭ контроллером поддерживает значительно больше устройств. Каждая сторона МЭ контроллера способна взаимодействовать с 8 устройствами или же с 32, все зависит от того какой кабель вы используете.

  • МЭ контроллер может являться как одиночным блоком, так и многоблочной структурой.
  • Нельзя иметь два МЭ контроллера в одной МЭ Сети.
  • Максимальный размер МЭ контроллера 7*7*7.
  • МЭ контроллер принимает любой вид энергии и преобразует её в АЕ энергию без участия приёмщика энергии.

Пример многоблочного контроллера максимальных размеров. Теперь, когда у нас есть МЭ контроллер заменим им приёмщик энергии. Так как у нас появился МЭ контроллер нам будет полезно узнать про все виды кабеля. В АЕ существует 5 видов кабелей. Они предназначены для подключения устройств К МЭ сети. Решайте сами какой вы хотите использовать. Кварцевое оптическое волокно. Уникальный вид кабеля предназначен для передачи энергии между МЭ сетями, не передает МЭ сигнал.Не может являться связующим кабелем между МЭ устройствами. МЭ стеклянный кабель. Самый простой вид кабеля, с помощью него можно подключить до 8 устройств. Может быть покрашен. МЭ закрытый кабель. Ничем не отличается от предыдущего вида кабеля. МЭ умный кабель. Этот вид кабеля визуально показывает сколько устройств подключено к нему. В остальном он полностью идентичен МЭ стеклянному кабелю. МЭ плотный кабель. Единственный вид кабеля который может поддерживать 32 устройства, а в остальном полностью идентичен МЭ умному кабелю. Небольшой совет как можно подключать МЭ устройства не затратив большого количества МЭ плотного кабеля. От контроллера отходит 32 канальный кабель, затем он разветвляется на четыре 8-ми канальных кабеля. Подключать устройства уже надо к 8-ми канальным кабелям.

Сетевое хранилище

Одной из основных идей мода является хранение ресурсов в сети. Внедрим же эту технологию в нашу МЭ сеть. Для этого нам понадобится: МЭ накопитель – может хранить в себе до 10 МЭ ячеек хранения. МЭ Ячейка хранения. Является хранилищем для ресурсов. Существует 4 вариации ячеек хранения: 1 К МЭ Ячейка хранения. Может вмещать 1024 байт памяти. Максимальное количество различных предметов 63. 4 К МЭ Ячейка хранения. Может вмещать 4096 байт памяти. Максимальное количество различных предметов 63. 16 К МЭ Ячейка хранения. Может вмещать 16384 байт памяти. Максимальное количество различных предметов 63. 64 К МЭ Ячейка хранения. Может вмещать 65536 байт памяти. Максимальное количество различных предметов 63. Советую взять 10 ячеек на 1К байт. Так как обычно у нас в игре большое разнообразие ресурсов. 10 ячеек позволят нам хранить около 650 стаков при условии что у нас в сети 630 различных предметов. МЭ терминал – устройство, предоставляющее доступ к сетевому хранилищу МЭ Сети. Предметы попав в МЭ терминал записываются на МЭ ячейку. Извлекаются они так же с помощью МЭ терминала. Улучшенной версией МЭ терминала является МЭ терминал создания. Он имеет встроенную сетку крафта с доступом к сетевому хранилищу МЭ Сети. Подключим МЭ накопитель и закинем в него 10 заранее сделанных 1 К МЭ ячеек хранения. Также подключим к сети МЭ терминал. Итак. К концу гайда:

  • Мы научились заряжать кварц.
  • Мы научились изготавливать изменчивые кристаллы.
  • Мы научились выращивать чистые кристаллы.
  • Мы научились делать процессоры.
  • И создали свою небольшую МЭ сеть способную способную хранить приличное количество ресурсов.

Безусловно это лишь малая часть мода, в следующей части я расскажу про автоматизацию машин, покажу как заставить МЭ сеть самостоятельно крафтить вам предметы.

Энергия — новый элемент геймплея, добавляемый модом Industrial Craft. Энергия вырабатывается несколькими видами генераторов, на ней работают многие устройства и инструменты.

Энергия

Изначально, энергия запасена тем или иным образом в окружающем мире. Генераторы превращают эту энергию в электричество. Энергия, в том числе электрическая, измеряется в еЭ, единицах Энергии (англ. EU, Energy Unit). Близкими по смыслу единицами из жизни являются киловатт-час (кВт·ч) и Джоуль (Дж). Энергия извлекается из топлива или окружающей среды генераторами и может накапливаться в устройствах и инструментах, некоторые из которых могут отдавать её снова, некоторые — расходуют на работу.

Мощность и пакеты

Мощность, производная энергии по времени, характеризует количество энергии, производимой, передаваемой или потребляемой за определённое время. Измеряется в еЭ/ф, единицах Энергии за фрейм (англ. EU/t, Energy Unit per tick), где фрейм, или такт — внутриигровая единица времени, равная 1/20 секунды (50 мс). Аналог еЭ/ф в реальной жизни — Ватт (Вт). В игре энергия вырабатывается и передаётся пакетами, имеющими определённый размер в еЭ. Каждый фрейм происходит следующее:

  • Генераторы и энергохранилища посылают пакеты, равные их выходной мощности;
  • Провода проверяют пакеты на предмет возможности их провести, и взрываются, если хотя бы один из пакетов превышает допустимый размер;
  • Понижающие трансформаторы получают пакет, делят его на пакеты меньшего размера и отправляют все меньшие пакеты сразу;
  • Повышающие трансформаторы получают пакет и, если накоплено достаточно еЭ, передают дальше большой пакет, иначе продолжают копить;
  • Устройства и энергохранилища получают пакеты и отправляют их на совершение работы или во внутреннее хранилище, если размер пакета входит в рабочий диапазон, если пакет больше — взрываются.

Количество пакетов и их суммарный размер никак не ограничиваются. Таким образом, общее количество передаваемой и принимаемой энергии может быть много больше максимально допустимого размера пакета. Так, например, три бат-бокса, питающие через один медный провод дробитель, передают в сумме 96 еЭ/ф, но ни провод, ни дробитель не взорвутся, поскольку энергия будет передана тремя пакетами по 32 еЭ каждый, по одному с каждого бат-бокса.

Зачастую, размер пакетов, особенно максимально допустимый, называют напряжением, однако с физической точки зрения это название некорректно.

Практическое применение проводов

Задача: минимизировать потери энергии, минимизировать расход ценных ресурсов (в первую очередь, алмазов). Резина, несмотря на хлопотность её получения, к ценным ресурсам не относится; посему не изолированные провода из рассмотрения исключены. Вам понадобится много резины, так что заведите себе рощу из десятка гевей, поставьте рядом сундук, в него – инструмент и собирайте урожай каждый раз, когда проходите мимо.

Название Описание макс. напряжение, еЭ на пакет потери за каждый блок, еЭ на пакет без потерь, блоков потери при передаче на N блоков при максимальном напряжении,В %
10 35 50 100 500
Низковольтный провод Не может быть использован ни для чего, кроме подключения ветро-, гидро- или солнечных генераторов. 5 0,025 39 20% 40%
Изолированный медный провод Применяется для запитывания мастерских до тех пор, пока вы не захотите использовать больше 5 ускорителей.[1] 32 0,2 4 6,3% 21,9% 31,3% 62,5%
Золотой провод двойной изоляции Применяется для запитывания мастерских (индукционная печь+все остальные машины с 1 апгрейдом-трансформаторов и 6-7 ускорителяими) если только вы не купаетесь в алмазах. 128 0,4 2 3,1% 10,9% 15,6% 31,3%
Высоковольтный провод тройной изоляции Если вам нужно передать энергию за горизонт и у вас нет лишнего стека алмазов — высоковольтный провод тройной изоляции ваш друг. Не забудьте принести резину. Если у вас вообще нет алмазов — вам придётся применять его в режиме пакетов по 512 еЭ, см следующую строчку. Если у вас есть очень много алмазов — лучше сделайте стекловолокно. Если у вас есть два алмаза — сделайте пару трансформатор высокого напряжения поставьте их на концах своей линии электропередач. 2048 0,8 1 0,4% 1,4% 2,0% 3,9% 19,5%
Высоковольтный провод тройной изоляции в режиме 512 еЭ Параметры при неиспользовании трансформаторов высокого напряжения 512 0,8 1 1,6% 5,5% 7,8% 14,6% 78,1%
Стекловолокно Лучший выбор. Если, конечно, вы можете тратить по алмазу на 4 метра линии. 512 0,025 39 0,2% 0,4% 2,3%

Примечания

‘Industrial Craft’ Minecraft

Комментарии:

В  В 

Штангисты знают, что поднять вес мало — важно его удержать. Сколько бы мы ни произвели чистой — или любой другой — энергии, от нее будет мало толка, если мы не умеем ее хранить. Но что способно накапливать гигаватт- и тераватт-часы, а в нужный момент за секунды отдать их в сеть? Только что-нибудь по‑настоящему серьезное. Водохранилища и поезда, бетонные поплавки и даже лифты-многотонники, разработанные в Новосибирске. О них мы и поговорим, вспомнив по пути школьную физику.

image

Профессор из Беркли Дэвид Каммен считает электросети самой сложной машиной, которую когда-либо создавало человечество: В«Она самая большая, самая дорогая, включает больше всего компонентов и при этом элегантно проста. В ее основе лежит единственный принцип — приток энергии должен постоянно равняться оттокуВ». Система работает как ресторан быстрого питания: сколько заказано блюд, столько и приготовлено, лишнее приходится выбрасывать. Между тем потребление электроэнергии меняется постоянно и довольно ощутимо.

Взглянув на графики, легко заметить, что нагрузка на сеть следует суточным и недельным циклам и повышена во время зимних холодов. Работа солнечных электростанций с этими периодами согласуется плохо: излучение есть именно тогда, когда его энергия меньше всего нужна, — днем. А ярче всего солнце светит летом. Производство электроэнергии ветряными станциями тоже подчиняется погодным условиям. Реакторы АЭС нельзя подстраивать под нужды потребителей: они выдают постоянное количество энергии, так как должны функционировать в стабильном режиме. Регулировать подачу тока в сеть приходится, меняя объемы сжигаемого топлива на газовых и угольных ТЭС. Энергосеть постоянно балансирует между выработкой электростанций и нуждами потребителей.

image

Если бы тепловые электростанции не приходилось регулировать и они могли работать всегда в оптимальном режиме, их ресурс был бы выше, а стоимость и потребление топлива — ниже. Но для этого сеть должна иметь запас энергии, который накапливался бы в периоды избыточного производства и отдавался на пиках потребления. Ну а если уж мы хотим вовсе отказаться от углеводородов и использовать только чистое электричество возобновляемых источников, то без средств для накопления энергии и стабилизации ее подачи в сеть никак не обойтись… Есть идеи?

Варианты очевидные

Электросети начали проектировать больше века назад с учетом технологий того времени, и сегодня даже в самых развитых странах они нуждаются в модернизации, в том числе во введении В«амортизирующегоВ» компонента, накопителей соответствующей мощности. Пока что такими проектами не могут похвастаться даже США: по данным за 2017 год, все имевшиеся в стране промышленные накопители имели мощность лишь около 24,2 ГВт, тогда как генерирующие мощности составили 1081 ГВт. Текущие возможности России в области накопления — чуть больше 2 ГВт, а всего мира — 175,8 ГВт.

image

Почасовое потребление в Великобритании в течение одного зимнего и одного летнего месяцев 2009 года. Максимум потребления пришелся на шесть часов январского утра (58,9 ГВт), минимум — на теплый субботний вечер в июле (22,3 ГВт), разница более чем вдвое.

Почти весь этот объем приходится на гидроаккумулирующие электростанции (ГАЭС). Самая большая в России Загорская ГАЭС имеет мощность 1,2 ГВт, а самая мощная в мире работает в Вирджинии. Станция Bath County мощностью 3 ГВт и высотой 380 м способна накачивать воду в верхний резервуар и спускать в нижний со скоростью около 50 тыс. т в минуту. Такие накопители превращают электричество в потенциальную энергию воды и вырабатывают его обратно с потерями лишь 30%. Однако их недостатки вполне очевидны: водохранилища требуют сложного рельефа, обширной и часто нужной площади и связаны с неизбежными потерями на испарение.

Сегодня больше 98% мировых мощностей накопителей приходится на ГАЭС, а из оставшегося количества около трети используется в химических аккумуляторах. Прежде всего, это обычные литий-ионные батареи: крошечные размеры ионов лития делают их отличными носителями заряда, позволяя добиться высокой плотности энергии. По оценке Джорджа Крабтри из Аргоннской национальной лаборатории министерства энергетики США, литий-ионным аккумуляторам для широкого применения необходимо стать как минимум впятеро более емкими и на столько же более дешевыми. Но даже в этом случае они останутся токсичными и взрывоопасными.

Некоторых их недостатков лишены альтернативные проекты: сегодня создан целый В«зоопаркВ» электрохимических элементов. Например, аккумуляторы профессора Дональда Садоуэя на основе жидких металлических электродов и расплава соли требуют для работы высоких температур, зато они безопасны и намного дешевле литий-ионных. Однако любые батареи со временем неизбежно деградируют и уже лет через десять потребуют серьезных и регулярных вложений в обновление… Что нам остается, помимо этого?

image

Школьная физика

Инженеры любят простые и остроумные решения, и многие проекты накопителей основаны на довольно простой физике. Базовые формулы, позволяющие оценить энергию таких систем, проходят еще в средней школе. Скажем, вращательная кинетическая энергия пропорциональна массе и квадрату скорости, что позволяет сохранять электрическую энергию во вращении тяжелого маховика. Такие накопители отличаются великолепной управляемостью и надежностью, они используются на транспорте и даже в космосе. Однако самые мощные из них способны обеспечить разве что небольшую электростанцию, стабилизируя выдачу тока, и эффективны лишь на небольших промежутках времени — не больше четверти часа.

Из той же школьной физики мы помним, что энергия идеального газа пропорциональна его давлению, что дает возможность накопить ее в виде сжатого воздуха. Емкостью для него могут служить герметичные цистерны, как у 9-мегаваттного накопителя Next Gen CAES на одной из электростанций в Нью-Йорке, штольни заброшенных шахт или естественные пещеры-каверны. На том же принципе разницы давлений работает предложенный немецкими инженерами концепт ORES. Полые бетонные емкости погружаются на дно и подключаются к офшорной электростанции: избыток энергии они накапливают, закачивая внутрь воду, а при необходимости она под давлением сжатого внутри воздуха выбрасывается наружу, запуская генератор.

image

Баланс на масштабах от секунд до недель

Накопители энергии, работающие на разных принципах, имеют свои преимущества и недостатки, и могут подходить для различных задач. Одни оптимальны в поддержке электростанций, другие — на этапе передачи и распределения энергии, третьи — для крупных потребителей, четвертые — для конечных пользователей, в их домах и мобильных гаджетах.

Пригодится нам и энергия тепловая: например, концерн Siemens уже сооружает для одной из ветряных электростанций под Гамбургом накопитель, запасающий энергию в тепле 100 тонн камня. Избыток выработки будет направляться на их нагрев, чтобы затем груз, остывая, превращал воду в пар, вращающий турбину генератора. Впрочем, чаще энергию градиента температуры используют для накопителей энергии на солнечных электростанциях. Зеркала концентраторов фокусируют свет, раскаляя теплоноситель (обычно расплавленный солевой раствор), который продолжает отдавать тепло и днем, и ночью, когда солнце уже не светит, — в полном согласии с изученными в школе началами термодинамики.

Еще ближе нам элементарная формула потенциальной энергии тела в поле тяжести Земли: E = mgh (где m — масса груза, h — высота его подъема, g — ускорение свободного падения). Именно в таком виде запасают ее мощные и надежные ГАЭС или проект немецкой компании Heindl Energy, поднимающий водным столбом внутри цилиндра цельный гранитный поршень диаметром до 250 м. Потенциальную энергию накапливают и тяжелые железнодорожные составы проекта ARES, которые буксируют бетонные грузы вверх и вырабатывают ток, когда спускаются с ними. Но для всего этого нужно иметь наготове холм высотой в несколько сотен метров и — как в случае с ГАЭС — большую площадь под строительство… Есть ли другие возможности?

image

Гравитационный накопитель

Проект профессора Эдварда Хейндля обещает мощность до 8 ГВт — этого достаточно для того, чтобы обеспечивать энергией 2 млн потребителей в течение суток.

Вариант почти невероятный

Накопитель в новосибирском Академгородке много места не занимает. За самым обыкновенным забором стоит новенькое здание размером с пятиэтажку — шоу-рум, в котором размещен действующий прототип твердотельной аккумулирующей электростанции (ТАЭС) высотой 20 м и мощностью 10 кВт. Внутри здания вдоль стен расположены две узкие ячейки ТАЭС шириной около 2 м и длиной около 12.

Принцип работы их основан на накоплении потенциальной энергии: двигатель потребляет электроэнергию из сети и с помощью каната поднимает наполненные грунтом полимерные мешки. Они крепятся наверху и в любой момент готовы начать спуск, вращая вал генератора. По словам основателя проекта В«ЭнергозапасВ» Андрея Брызгалова, инженеры изучили почти сотню идей для промышленных накопителей энергии, но не нашли подходящего варианта и создали собственный.

image

Твердотельный накопитель

Полномасштабная ТАЭС будет достигать 300 м в высоту и сможет накапливать до 10 ГВтВ·ч. При грузообороте до 14 млн т в сутки она будет производить на грунт давление до 4 кг/см2 — меньше, чем обычная пятиэтажка. Расчетный срок службы: 50 лет.

В самом деле, Россия — страна богатая, но не рельефом. В«Это практически ровный стол, — рассказывает Андрей Брызгалов, — возводить ГАЭС можно лишь в отдельных районах, остальное — равнинная плоскостьВ». В отличие от водохранилища, ТАЭС можно установить где угодно: для строительства не требуется водохранилищ и естественного перепада высот. Мешки заполняются местным грунтом, который добывают при строительстве фундамента, а строить можно в чистом поле, которого в России достаточно.

Оптимальная мощность ТАЭС при высоте 300 м будет порядка 1 ГВт, а емкость определяется площадью накопителя и при застройке 1 кмВІ составит 10 ГВтВ·ч, то есть станция займет примерно в пять раз меньше места, чем аналогичная ГАЭС. Тысячи специальных многошахтных лифтов, снабженных системой рекуперации, будут перемещать за сутки около 15 млн т груза. В«Ежедневный грузооборот одной такой ТАЭС будет всемеро больше, чем у крупнейшего мирового порта, Шанхайского, — объясняет Андрей Брызгалов. — Вы представляете себе уровень задачи?В» Неудивительно, что дальше начинается физика уже отнюдь не школьного уровня.

В«Мы не можем позволить себе строить сразу 300-метровую башню, — говорит Андрей Брызгалов, — это по меньшей мере легкомысленно. Поэтому мы делаем конструкцию минимальных размеров, при которых она обладает свойствами полноразмерной ТАЭСВ». Как только проект получит господдержку в рамках Национальной технологической инициативы, в В«ЭнергозапасеВ» приступят к работе. Возведение 80-метровой башни мощностью более 3 МВт позволит испытать строительные решения, которые на данный момент прошли только модельные испытания на многоядерных компьютерных кластерах.

Сложная наука

В самом деле, какой бы простой ни была высотная конструкция, ей предстоит столкнуться с опасностью землетрясений и нагрузкой ветра. Но вместо обычных решений с применением все более мощных и тяжелых несущих элементов из стали и бетона ТАЭС использует массу инженерных находок. Для борьбы с ветром ее окружат защитной В«юбкойВ», которая раскинется на ширину примерно в четверть радиуса самой станции. Она будет превращать горизонтальное давление ветра в вертикальную нагрузку, на которую рассчитана конструкция. В«Это позволяет значительно сократить расходы на металл, который применяют для компенсации изгибных нагрузок, снизить себестоимость ТАЭС и тем самым поднять ее конкурентоспособностьВ», — объясняют разработчики.

Сейсмические колебания демпфирует сама конструкция — матрица вертикальных колонн, к каждой четверке которых подвешено до девяти 40-тонных грузов. « любой конкретный момент перемещается лишь небольшое количество груза, остальное действует как отвес, подавляя раскачивание. Несмотря на огромную массу, даже благодаря ей мы получили самое сейсмостойкое здание в мире, — уверяет Андрей Брызгалов, — причем практически без дополнительных расходовВ». Легкая, простая, лишенная перекрытий, такая башня будет в несколько раз дешевле обычного здания тех же размеров.

image

Несмотря на внешнюю простоту, разработка накопителя потребовала не только знаний сложной физики и материаловедения, но даже аэродинамики и программирования. В«Возьмите, например, провод, — объясняет Андрей Брызгалов. — Ни один не выдержит десятки миллионов циклов сгибания-разгибания, а мы рассчитываем на полвека бесперебойной работы. Поэтому передача энергии между подвижными частями ТАЭС будет реализована без проводовВ». Накопитель ТАЭС буквально нашпигован новыми технологиями, и десятки инженерных находок уже запатентованы.

Матричные преобразователи частоты тока позволяют мягко и точно управлять работой моторов и сглаживать выдачу энергии. Сложный алгоритм автоматически координирует параллельную работу нескольких тележек-подъемников и требует лишь удаленного присмотра со стороны оператора. В«У нас есть специалисты десятков направлений, — говорит Андрей Брызгалов, — и все они работают, не ожидая моментального результата и окупаемости проекта в ближайшие 2в€’3 года. При этом создано решение, равного которому нет нигде в мире. Теперь его можно лишь повторить, но сделать такое с нуля было возможно только в России, только в Сибири, где есть такие людиВ».

Впрочем, без уверенности в том, что проект рано или поздно станет прибыльным, ничего бы не состоялось. В«Проблема российской энергосистемы — избыток мощностей, — продолжает Андрей Брызгалов. — Исторически сложилось так, что мы генерируем больше, чем надо, и это позволяет немало экспортировать, но и создает серьезный запрос на аккумулирующие мощностиВ». По оценкам Navigant Research, к 2025 году этот рынок будет расти средними темпами в 60% ежегодно и достигнет 80 млрд долларов. Возможно, эти деньги преобразуют типичный российский пейзаж, и где-то у горизонта обычной бесконечной плоскости появятся и станут привычными гигантские гравитационные накопители.

Статья В«Накопители: очевидные и невероятныеВ» опубликована в журнале В«Популярная механикаВ» (№4, Апрель 2018).

Оцените статью
Рейтинг автора
4,8
Материал подготовил
Максим Коновалов
Наш эксперт
Написано статей
127
А как считаете Вы?
Напишите в комментариях, что вы думаете – согласны
ли со статьей или есть что добавить?
Добавить комментарий