head
электромонтаж, автономное энергоснабжение, системы безопасности, видеонаблюдение
Компания СОВРЕМЕННАЯ КРЕПОСТЬ. Электромонтаж, системы безопасности, автоматизация.
Санкт-Петербург и Ленинградская область.
OOOSK-SPB@yandex.ru OOOSK-COMMERCE@yandex.ru 7 (911) 844-94-50
электромонтаж, автономное энергоснабжение, системы безопасности, видеонаблюдение

Использование возобновляемых источников энергии для электроснабжения дома

Повышение тарифов на электроэнергию, рост стоимости подключения к электросети в России, борьба против парникового эффекта и защита окружающей среды в западных странах (по крайней мере они так говорят) - все это подталкивает людей к рассмотрению возобновляемых источников энергии для электроснабжения своего дома. Индустриальное производство электроэнергии также порождает немало проблем и постоянно служит объектом дискуссий о выборе энергетических стратегий в будущем. В этих условиях потребитель электроэнергии тоже играет важную роль и должен почувствовать свою ответственность, экономя электроэнергию и даже сам становясь производителем части электроэнергии, которую он потребляет. Это и есть самостоятельное генерирование электроэнергии в малых объемах. Оно может осуществляться различными способами и у частных лиц, и у мелких предприятий. Во всем мире государства поощряют индивидуальные или коллективные инициативы в этой сфере.

Источники электроэнергии

Способы получения электроэнергии довольно многочисленны. Большинство из них прямо или опосредованно основано на использовании энергии Солнца: его лучи подогревают атмосферу Земли, служат причиной ветров, течений, круговорота воды в природе... Солнечное тепло можно улавливать непосредственно для получения горячей воды в гигиенических целях (солнечные водонагреватели). Солнечный свет может быть преобразован в электроэнергию благодаря фотогальваническим элементам. Энергию ветра можно трансформировать в электроэнергию благодаря принципу динамомашины и винта.
Микрогидравлические установки позволяют использовать силу движущейся и падающей воды. Вода, падающая с некоторой высоты на лопасти водяного колеса, способна вращать турбину, производящую электроэнергию.
Дрова, используемые в виде топлива, также могут выступать источником возобновляемой энергии. Деревья представляют собой природные резервы углерода. Сжигание деревьев, срубленных в лесах при регулируемой вырубке и возобновлении лесов, не приводит к возникновению парникового эффекта, поскольку оно входит в естественный цикл (растущие деревья поглощают углерод из атмосферы).
В результате выделения метана из отходов получается биогаз. Все тела из биологических веществ выделяют газ при своем распаде. Этот газ можно улавливать, чтобы производить пар, то есть теплоту, или электроэнергию.
Геотермические установки позволяют использовать энергию, накопленную в земле благодаря солнечному излучению, дождям или ветрам, или использовать тепловую энергию недр Земли.

Преобразование первичной энергии

Это процесс производства тепловой энергии в электрическую на основе первичной энергии, которая может быть возобновляемой и невозобновляемой. Существуют различные варианты подобного генерирования электроэнергии, предлагаемые частным лицам. Влияние на окружающую среду такого генератора зависит от того, каковы источники первичной энергии. Используемые в настоящее время малые генераторы представляют собой топливные элементы, использующие в качестве топлива водород. В результате их функционирования единственным отходом является вода. Потребитель не загрязняет окружающую среду, чего, однако, нельзя сказать об индустриальном производстве водорода (начальной стадии цикла). Генераторы, используемые в индивидуальных домах, имеют мощность начиная от 1 кВт. Они могут быть переносными или устанавливаться стационарно в виде настенного котла. Достаточно вовремя перезаряжать их водородные блоки. Теоретически такие генераторы могут функционировать на дровах или на биогазе, но частным лицам трудно применять такого рода установки.

Фотогальванические установки, использующие солнечную энергию

Полупроводники позволяют непосредственно преобразовывать световую энергию в электричество. Этот неистощимый источник энергии может эксплуатироваться где угодно благодаря фотогальваническим панелям. Существует три типа фотогальванических элементов.
1. Монокристаллические элементы - это фотоэлементы, сделанные на основе кристаллов кремния, объединенных в один кристалл. Производительность монокристаллических элементов составляет от 12 до 16%, но их производство весьма сложно и требует больших затрат энергии.
2. Поликристаллические элементы изготавливаются на основе блока кристаллов кремния в виде множества кристаллов. Средняя производительность поликристаллических элементов колеблется от 11 до 13%, и затраты на их производство несколько ниже, чем монокристаллических элементов.
3. Модули без ячеек (аморфные) состоят из очень тонких слоев кремния, нанесенных на поверхность из стекла, гибкого пластика или металла. Вначале производительность таких элементов была более низкой (от 6 до 10%), но технология их выпуска быстро прогрессировала. Затраты на их производство гораздо ниже, и они имеют множество преимуществ. Такие фотогальванические панели могут быть включены в стандартные покрытия крыши (например, оцинкованные покрытия большой длины типа «Тиссен Солартек ®»). Они легкие, могут изготавливаться любых размеров, устойчивы к ультрафиолетовому излучению и антиотражающие.
Панели из тонких слоев кремния обеспечивают лучшую производительность, чем другие фотогальванические элементы, когда солнечное излучение слабое, а свет рассеянный, поскольку каждый слой поглощает свою часть светового спектра.
Солнечные батареи (панели) могут быть установлены на земле, на специальной мачте или на крыше. Они могут быть также включены в элементы кровли, например, в виде черепиц, цинковых пластин или мансардных окон.
Угол наклона и направленность (ориентированность относительно сторон света) панелей имеют очень большое значение, так как непосредственно влияют на количество получаемой электроэнергии. Наиболее высокой производительности достигают панели, направленные на Юг под углом 30°. Мощность фотогальванических панелей измеряется в ваттах пика солнечной амплитуды, то есть это теоретически максимальная мощность, которой они могут достичь при данных условиях солнечного излучения. Величины максимальной мощности колеблются в зависимости от среднего уровня солнечного излучения в регионе и возможной пасмурной погоды. Например, во Франции установка из нескольких панелей общей площадью 10 м2 дает мощность в 1 кВт при
пике солнечной амплитуды и обеспечивает производство электроэнергии 1000 кВт*ч в год.
Цены на солнечные батареи регулярно снижаются, однако нельзя рассчитывать на полное обеспечение жилища электроэнергией с помощью лишь одних солнечных панелей. Этот тип питания может быть предназначен только для слабых потребителей электроэнергии (освещение, холодильник и т. д.).

Солнечные панели генерируют постоянный ток напряжением от 12 до 24 В, который можно аккумулировать в батареях для его потребления, например, по ночам. Постоянный ток, генерируемый фотогальваническими панелями, преобразуется в переменный с помощью инвертора и затем поступает потребителям электроэнергии. Существуют инверторы мощностью от 150 Вт, которые преобразуют постоянный ток в переменный напряжением 230 В, частотой 50 Гц, то есть соответствующий номинальному току электрической сети. Производительность инверторов достаточно высока, она составляет около 90%.

Использование энергии ветра и воды

Энергия ветра экологически чиста и доступна практически повсеместно. Каждый может установить генератор электричества на основе энергии ветра (ветрогенератор) на своем участке.
Вообще ветровые установки вызывают мало проблем; разве что только шум, который издают лопасти при движении, может стать проблемой, в особенности когда речь идет о больших ветровых энергоустановках, звуки работы которых могут доноситься на расстояние более чем 150 м. Ветровая энергоустановка на вид кажется простым механизмом, но на самом деле требует использования высоких технологий из-за тех трудностей, с которыми она сталкивается в процессе своей работы (сильные порывы ветра, изменение направления ветра, ураганы), поэтому не рекомендуется пытаться сделать такую установку самим. Выбор небольших ветровых установок на рынке ограничен, но существует немало моделей мощностью от 400 Вт с диаметром лопастей 1,15 м. Ветровые установки должны размещаться на специальных мачтах, которые можно складывать для технического ухода за установкой в случае необходимости.
Для того чтобы исправить недостатки классических ветровых установок с горизонтальной осью, были разработаны ветровые установки с вертикальной осью. Форма их лопастей сконструирована таким образом, что позволяет обеспечить производство электроэнергии лаже в экстремальных климатических условиях: электроэнергия начинает вырабатываться уже со скорости ветра 2—3 м/с, тогда как у классических установок - только с 4—5 м/с. Между тем обычно даже внутри континента, в местах, удаленных от открытых пространств, ветер со скоростью 3 м/с дует в среднем 100 дней в году.
Направление ветра для этого типа ветровых установок не имеет никакого значения, они начинают крутиться, откуда бы ветер ни дул. Кроме того, они не содержат в своей конструкции хрупких механизмов, достаточно лишь смазывать отдельные узлы раз в 3—4 месяца. В целом они являются, таким образом, наиболее производительными, поскольку используют даже самый слабый ветер и не страдают от сильных порывов ветра и изменения его направления. Они, правда, стоят гораздо дороже, но рынок ветровых энергоустановок развивается, и цены, бывшие высокими вначале, имеют тенденцию к снижению.

После ветра рассмотрим еще одну силу природы - воду. Гидроэлектростанции с плотинами используют энергию падающей воды в больших объемах. На основе того же принципа можно использовать ту же энергию воды в гораздо более скромных размерах благодаря малым гидроэлектростанциям, которые предназначены для установки на небольших ручьях. Идея заключается в том, чтобы создать водозабор на ручье или в водоеме и направить воду в трубопровод малой гидроэлектростанции, расположенной значительно ниже
уровня водозабора. Чем больше высота и расход воды, тем больше количество произведенной электроэнергии. Так, при высоте падения воды в 20 м и расходе воды 10 л /с можно достичь мощности в 1 кВт, то есть 24 кВт*ч в день!
Существует два типа малых гидроэлектростанций: турбины Пелтона, рассчитанные на высоту падения воды от 20 до 180 м и расход от 0,5 до 100 л/с, и турбины Банки с пересекающимися струями для высоты падения воды от 7 до 60 м и расхода 20—100 л/с. В гидроэлектростанции обычно интегрированы системы регулирования, которые непосредственно дают ток напряжением 230 В и частотой 50 Гц. Если количество генерированной электроэнергии превышает потребности, то она может быть отведена в коммунальную электрическую сеть. Ручная регулировка позволяет регулировать расход воды, чтобы в работе турбины можно было учитывать соответствующие сезонные колебания водного потока.

Контакты

Вакансии

+7 (911) 844-94-50

OOOSK-SPB@yandex.ru
OOOSK-COMMERCE@yandex.ru

Партнеры

Сатьи

Рейтинг@Mail.ru Яндекс.Метрика