Альтернативные источники энергии — описание

Автор: | 04.01.2018

Альтернативные источники энергии-описание / Alternative energy sources, a description of

Альтернативные источники энергии

В начале 2012 года ситуация с глобальной энергетикой обстоит так, что совершенно не нужно убеждать людей в необходимости строить и использовать альтернативные источники энергии. Большинство развитых стран уже используют такие источники. Короткая справка: альтернативные источники энергии – это приборы и оборудование, которые предназначены для улавливания и аккумулирования неисчерпаемой энергии нашей природной среды. Таких систем изобретено несколько видов, их возможно использовать как в масштабах производства, так и для отдельной семьи (дома), не причиняя вреда природе, и имя огромную экономическую выгоду. Сейчас мы рассмотрим применение некоторых источников альтернативной энергии, которые возможно применять именно в быту.

Тепловые насосы:

Тепловой насос предоставляет возможность применять низкотемпературную энергию различных природных сред на нужды нагрева воды и отопления помещения. Такой альтернативный источник энергии, для своей работы, не нуждается в применении топлива, практически не выделяет вредных выбросов и экономит около 80% энергии. Так как свою энергию тепловой насос получает из природной среды, оплачивать нужно лишь те 20%, которые используются для работы компрессора и циркуляционного насоса.

Обобщенный принцип действия теплового насоса основан на том том, что он передает тепловую энергию из источника с меньшей температурой к теплоносителю с более высокой температурой. Подобная технология аналогична обычному холодильнику. Основу теплового насоса составляет конденсатор, испаритель и компрессор, объединённые в общий контур, который заполняется хладагентом.

Рассмотрим, как работает такой насос более подробно:

  • Теплоноситель (антифриз, тосол, вода, воздух) протекает по проложенному в земле трубопроводу, при этом нагреваясь на несколько градусов. Проходя через испаритель насоса, теплоноситель выделяет тепло, полученное из земли, во внутренний контур конструкции, который заполнен хладогеном.
  • Хладаген переходит из жидкого в газообразное состояние, и поступает в компрессор, где при сжатии нагревается ещё больше. После этого горячий газ подается в конденсатор, где и происходит теплообмен между хладогеном и теплоносителем системы отопления, а затем к отопительным приборам помещения. Отдав тепловую энергию, хладоген возвращается в жидкое состояние. После этого через клапан он подается в испаритель, давление снижается, и описанный цикл повторяется. Из этого следует, что, тепловой насос можно использовать и как источник для нагрева воды для бытовых нужд и отопления, и как кондиционер.


Типы бытовых тепловых насосов

По принципу действия тепловые насосы делят на компрессионные (для полноценной работы насоса используется механическая энергия) и абсорбционные (источником энергии является тепло).

По источнику получения тепла делятся на:

  1. Геотермальные. Используется температура земли или подземных вод. Эти тепловые насосы бывают замкнутого и открытого типа. Замкнутого типа делятся на вертикальные (коллектор устанавливается вертикально в скважину), горизонтальные (коллектор укладывается кольцами в траншеях на глубине около 1,5 м от поверхности) и водные (прокладываются в водоёмах в слое не замерзающей воды);
  2. Воздушные. Здесь источником тепловой энергии является воздух в помещении или вне его (или и то и другое). Полученное тепло может передаваться горячему водоснабжению, бассейну, «тёплому полу», воздуху для прогрева помещения.
  3. Использующие вторичное тепло. Эффективен для применения в местах, где постоянно работают источники паразитарного тепла, требующие его использования.

По типу теплоносителя делятся на:

  • «грунт—антифриз», «грунт—воздух»,
  • «вода—антифриз»,
  • «вода—воздух»,
  • «воздух—антифриз»,
  • «воздух—воздух».

Оценка и перспективы:

Понятно что, главным преимуществом тепловых насосов является их способ получения энергии — это альтернативный источник энергии. Недостатком же в наше время является высокая цена для установки оборудования, и закупки элементов самой конструкции.

Ветрогенераторы:

Ветроэнергетика сегодня – одна из самых быстроразвивающихся и высокоэффективных отраслей альтернативной энергетики в мире. К 2012 году общая мощность всех существующих ветроэлектростанций на Земле составила 196,6 гигаВт. Использовать ветер как возобнавляемый источник энергии в наших странах очень выгодно, так как европейская часть материка обладает самым мощным ветровым потенциалом в мире.

Принцип действия и материалы

Ветроэнергетика — возобновляемый вид энергии которая производится ветровыми генераторами, которые оборудуются на возвышенностях и открытых пространствах, не исключая водные. Производство и устройство механизма очень просты: ветер вращает ветровую турбину, которая в свою очередь передает свою энергию на вал, соединённый с редуктором, приводящими в действие электрогенератор. Для бытового использования достаточно «ветряка» мощностью до 100 КВт.

Современный ветрогенератор производиться из углепластика и стекловолокна. Отдельные детали конструкции оборудуются различными датчиками, для контроля работоспособности и износа электростанции, поэтому узлы и агрегаты можно менять загодя, не дожидаясь их выхода из строя. Бытовую ветроэлектростанцию можно изготовить из полимерных материалов, или можно изготовить твердых пород древесины.

Что нужно знать перед приобретением ветрогенератора:

Перед тем как приобретать ветрогенератор, нужно определить, насколько эффективно его наличие для той местности, где Вы планируете его установку. Есть определённые характеристики, исходя из которых необходимо расценивать действенность установки предоставленного восстанавливаемого источника энергии на определенной местности. Из кадастра ветроэнерго ресурсов необходимо найти, во-1-х, среднегодовую( v ср. год.) и среднемесячную( v ср. мес.) силу ветра на уровне ветроколеса( м/ с). Затем, время отключения ветряной станции (энерго затиший) в следствии мощных потоков ветра на том же уровне( t, час). Основные режимы ветростанции определяют три типа скорости ветра: малая, или пусковая( vmin), рабочая, т. е. та, при которой вырабатывается номинальная мощность( vh), и буревая, т. е. та, при которой ветроустановку нужно приостановить, чтобы предотвратить механические неисправности.

Для эффективной работы бытовых крыльчатых ветроэлектростанций с горизонтальной
осью вращения, являющеися самыми элементарными и наиболее распространёнными на
нынешний день, vmin = 2, 0-4, 0 м/ с, v cp. год.> 2, 0 м/ с. Нужно отметить, что для установки ветроэлектростанции высотой до 30 метров и максимальной мощностью до 75 кВт оформление никаких справок и документов не требуется. Касательно техники безопасности: настоятельно не рекомендуется установка оборудования на крышах помещений, так как от микровибраций возникают трещины приводящие к общей не надежности здания. Не стоит устанавливать ветряки вблизи дома т.к. есть возможность внезапного обрушения конструкции. Физически, для человека, электромагнитное поле, образующееся вблизи небольшого ветряка, не представляет угрозы.

Солнечные батареи:

В нашем климате этот вид альтернативного источника энергии будет достаточно выгоден. Особенно в южных и центральных областях Европы. Солнечные панели и коллекторы отлично вписываются в архитектуру строений.

Как добыть энергию из солнца?

Солнечные панели представляют собой несколько полупроводниковых фотоэлементов соединенных в одну электрическую систему, эта сборка преобразует солнечную энергию в постоянный электрический ток. Солнечная электростанция состоит из: солнечных панелей, аккумуляторных батарей, контроллера (реле) заряда-разряда, кабелей электропроводки и инвертора (при необходимости переменного тока).

Выпускаются солнечные панели из поликристаллического кремния с тёмной поверхностью. Полученную энергию можно сохранять в аккумуляторах — это очень актуально для наших широт. Солнечные панели могут быть совершенно разных размеров и используются в всевозможных областях: от детских игрушек до космической промышленности. Для использования в бытовых нуждах необходим расчёт параметров под конкретные цели использования той или иной солнечной электростанции.

В наше время солнечные батареи достаточно дороги, но в регионах с продолжительной среднегодовой инсоляцией такие конструкции окупаются в среднем за 1,5-2 года, но при этом нужно учитывать ,что срок службы солнечных панелей составляет 20 лет и более.

В современном мире технологии производства солнечных энергостанций развиваются очень быстро и эта отрасль альтернативной энергетики занимает вторые позиции после ветроэнергетики.

Зачем всё это нужно

О том что «зеленая энергия» важна для экологии уже написано много, я честно говоря считаю это правильным, нашим детям нужен здоровый воздух и чистая вода. Но лично для меня аспект экономической эффективности играет не меньшую роль при выборе энергоносителей. А еще большинство людей очень ценят личную свободу и независимость, собственные альтернативные энергоисточники могут ее предоставить. Добавим так же такой важный аспект как поощрение государством использование альтернативных источников энергии.



Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *