Меню:
Главная
Уважаемый Андрей Леонидович, сайт находится в разработке!
Альтернативная энергетика Поиск и применение альтернативных источников энергии позволит решить ряд важных для России проблем. Это позволит экономить небезграничные запасы топлива, сократить растущее загрязнение окружающей среды. Благотворно повлияет на энергетическую безопасность страны и даст энергетическую независимость отдельным ее районам. В настоящее время разработаны и применяются различные способы использования нетрадиционных источников энергии. Одним из основных способов получения энергии, является использование солнечной энергии, потому что ее много и она относится к возобновляемым энергоресурсам. Энергию солнца накапливают коллекторные поверхности, а затем ее преобразуют в электричество с помощью фотоэлектрических преобразователей. Электроэнергию от солнца можно также получить с помощью нагрева теплоносителя, который производит работу в том или ином термодинамическом цикле. Такой способ получения электроэнергии является наиболее безопасным для окружающей среды. Для получения электроэнергии можно использовать энергию ветра. Самым распространенным видом ветровых установок является турбина крыльчатого типа с горизонтальным валом. Их преимуществом считается возможность прямого соединения с генератором электрического тока без использования мультипликатора, что повышает их КПД. Карусельные ветродвигатели более тихоходны, в них используют многополюсные генераторы, которые не имеют широкого распространения. Наличие мультипликаторов существенно снижает их КПД. К преимуществам таких установок можно отнести простоту эксплуатации, возможность следить за ветром и отсутствие риска потерпеть аварию при сильных порывах ветра. Гидроэнергия считается одним из самых дешевых и чистых возобновляемых энергоресурсов. Успешно себя зарекомендовало использование бесплотинных микро-ГЭС для речек, речушек и даже ручьев. Они имеют небольшой размер и способны снабжать энергией небольшое крестьянское хозяйство. Использование волновой энергии также весьма перспективно. Источником энергии в этом случае являются океанские волны. Приливные ГЭС, использующие перепад уровней воды, имеют достаточно хорошие экономические показатели. Но размещение таких ГЭС возможно не везде, это является их основным недостатком. Получение электроэнергии возможно при использовании геотермальной энергии. Тепло выделяется вследствие радиоактивного распада веществ в земном ядре. Температура получается настолько высокой, что подземные воды нагреваются и превращаются в пар. Геотермальные ресурсы в основном сосредоточены в вулканических зонах. Геотермальная электростанция представляет собой систему, в которой геотермальный пар работает в паровой турбине, или с помощью него можно нагревать другую жидкость, которая будет работать в паровой турбине. Недостатком таких электростанций также является их географическое размещение. Обширный класс энергоресурсов представляет биомасса. Получение энергии в этом случае возможно посредством ее сжигания, газификации, пиролиза, биохимической переработки, анаэробного сбраживания. Для пополнения запасов биомассы было предложено выращивание быстрорастущих и других растений. При правильном ведении хозяйства такой энергоресурс может стать восполняемым. В качестве альтернативного источника энергии также выступает биогаз, получаемый из биореакторов путем переработки органических отходов. Получение электроэнергии из мусора может стать очень полезным способом с точки зрения защиты окружающей среды. В связи с надвигающимся энергетическим кризисом использование альтернативных источников энергии становится необходимым для любой страны. Возобновляемые источники энергии способны обеспечить будущие поколения экологически чистой энергией. Препятствием для развития этого направления в энергетике страны может стать отсутствие его стимулирования со стороны законодательства и недостаток финансирования.
Ветряная электростанция
Ветровая энергетика
Ветровые станции
Люди с давних времен использовали энергию ветра. Парусные суда, ветряные мельницы прямое тому доказательство. В наше время переоборудованная ветряная мельница вполне может вырабатывать электроэнергию, и неплохо это делает, судя по последним разработкам ученых.
Применение ветровых генераторов для производства электроэнергии успешно используют во всем мире. Существуют целые предприятия по производству оборудования для ветровых электростанций.
Энергию ветра в электрическую энергию превращают с помощью ветровых двигателей. Ветряки производят размером с многоэтажный дом с тремя огромными лопастями, потому что чем больше лопасть, тем легче ее вращать. Ветровые двигатели объединяют в ветровые энергетические станции. Мощность коммерчески используемых агрегатов составляет 5 МВт.
Используя энергию ветра необходимо учитывать его различные параметры. Помимо среднегодовой и максимальной скорости надо знать порывистость, плотность, турбулентность, температуру ветрового потока.
К преимуществам в использовании ветроэнергетической техники можно отнести сравнительно небольшие затраты на сооружение установок, непродолжительные сроки ввода в эксплуатацию, широкий диапазон использования энергии. Такие станции не требуют дорогостоящего топлива и практически не оказывают вредного воздействия на окружающую среду.
В нашей стране к зонам ветровой активности относятся острова Северного Ледовитого океана от Кольского полуострова до Камчатки, районы Нижней и Средней Волги и Каспийского моря, побережье Охотского, Баренцева, Балтийского, Черного и Азовского морей. Такие зоны также есть в Карелии, на Алтае, в Туве, на Байкале. Осенью и зимой там наблюдается наиболее сильный ветер, именно в этот период существует наибольшая потребность в тепле и электричестве.
Эти районы не входят в число районов относящихся к центральному энергоснабжению, там будет целесообразно использовать ветровые электростанции для обеспечения их теплом и светом. В наше время уже успешно работают Маркинская ВЭС (АО «Ростовэнерго»), ВЭС на о. Беринга (АО «Камчатэнерго») и Куликовская ВЭС (АО «Янтарьэнерго»).
Недостаток финансирования приводит к тому, что станции приходится строить на импортном оборудовании, а это затрудняет их ремонт и обслуживание. В других странах на развитие ветровой энергетики выделяют немалые средства, дают субсидии и кредиты, снижают налоги, доплачивают за каждый кВт полученный таким способом.
В России существует много планов по строительству новых ВЭС в различных районах. Но отсутствие законодательной защиты и поддержки государства может привести к тому, что планы останутся только планами.
Солнечная электростанция
Солнечная энергетика
Солнечная электростанция
Получение электроэнергии от солнца давно применяется во всем мире. Главной задачей ученых на данный момент является необходимость так усовершенствовать имеющиеся технологии, чтобы как можно больше увеличить их КПД.
Солнечные электростанции преобразуют энергию солнечной радиации в электроэнергию. Они бывают двух видов:
1.фотоэлектрические - непосредственно преобразуют солнечную энергию в электроэнергию при помощи фотоэлектрического генератора
2.термодинамические - преобразуют солнечную энергию в тепловую, а потом в электрическую; мощность термодинамических солнечных электростанций выше, чем мощность фотоэлектрических станций
Фотоэлектрические солнечные электростанции
Главным элементом фотоэлектрических станций являются солнечные батареи. Они состоят из тонких пленок кремния или других полупроводниковых материалов и могут преобразовывать солнечную энергию в постоянный электрический ток.
Фотоэлектрические преобразователи отличаются надежностью, стабильностью, а срок их службы практически не ограничен. Они могут преобразовывать как прямой, так и рассеянный солнечный свет. Небольшая масса, простота обслуживания, модульный тип конструкции позволяет создавать установки любой мощности. К недостаткам солнечных батарей можно отнести высокую стоимость и низкий КПД.
Солнечные батареи используют для энергоснабжения автономных потребителей малой мощности, питания радионавигационной и маломощной радиоэлектронной аппаратуры, привода экспериментальных электромобилей и самолётов. Есть надежда, что в будущем им найдут применение в отоплении и электроснабжении жилых домов.
Термодинамические солнечные электростанции
В устройстве термодинамических солнечных электростанций используют теплообменные элементы с селективным светопоглощающим покрытием. Они способны поглощать до 97% попадающего на них солнечного света. Эти элементы даже за счет обычного солнечного освещения могут нагреваться до 200°С и более. С помощью них воду превращают в пар в обычных паровых котлах, что позволяет получить эффективный термодинамический цикл в паровой турбине. КПД солнечной паротурбинной установки может достигать 20%.
На основе этого эффекта была разработана конструкция аэростатной солнечной электростанции. Источником энергии в ней является баллон аэростата, заполненный водяным паром. Внешняя часть баллона пропускает солнечные лучи, а внутренняя покрыта селективным светопоглощающим покрытием, и позволяет нагревать содержимое баллона до 150-180°С. Полученный внутри пар будет иметь температуру 130-150°С, а давление такое же как атмосферное. Распыляя воду внутри баллона с перегретым паром, получают генерацию пара.
Пар из баллона отводится в паровую турбину посредством гибкого паропровода, а на выходе из турбины превращается в конденсаторе в воду. Из него воду с помощью насоса подают обратно в баллон. За счет пара накопленного за день, такая электростанция может работать и ночью. В течение суток мощность турбогенератора можно регулировать в соответствии с потребностями.
Главной проблемой является способ размещения солнечных аэростатных электростанций. Такие электростанции можно размещать над землей, над морем или в горах. В каждом случае есть свои плюсы и минусы. Здесь необходимо все учитывать и длину паропровода, и место размещения турбогенератора, и то, чтобы баллоны не мешали движению самолетов
Существуют и другие способы получения энергии от солнца, и если удастся решить все проблемы, то спрос на такую продукцию может быть практически неограничен. С помощью новых разработок можно будет решить проблемы энергоснабжения отсталых труднодоступных районов, сократить потребление топливных ресурсов в больших мегаполисах, защитить окружающую среду от излишнего загрязнения выбросами вредных веществ.
Архитектурное немецкое бюро © 2010 Все права защищены