Перевести страницу

Статьи

Подписаться на RSS

Популярные теги Все теги

Преимущества солнечных электростанций


Солнце является самым мощным и самым недорогим источником энергии. И, тем не менее, большинство людей не используют возможности солнечной энергии, предпочитая ежемесячно оплачивать счета за электроэнергию, которые регулярно растут.


Всем, кто еще надеется, что рост цен на электроэнергию стабилизируется, важно осознать тот факт, что при истощении запасов ископаемых источников энергии и увеличении расходов на их добычу и переработку, цены на электроэнергию будут регулярно расти, и вместе с ценами будет расти ваша экономическая зависимость.

Ответом на современные вызовы энергетического кризиса может стать альтернативная энергия, и чем быстрее мы начнем использовать солнечную энергию, тем более эффективным будет наш экономический результат.

Чтобы помочь пользователям центральной энергосистемы увидеть и понять свои собственные экономические интересы от работы собственной солнечной электростанции, приведем далеко неполный список преимуществ солнечной энергии, который будем регулярно пополнять.

1. Безграничная энергия

Хорошо известно, что солнечной энергии вокруг вашего дома и вашего участка земли в изобилии, ее намного больше, чем запасов нефти, угля или газа. Вам нужна только собственная солнечная станция, преобразующая солнечный свет в электричество, и эта станция будет производить для вас электроэнергию из солнечного света, источник, которого фактически неисчерпаем.

Поскольку ископаемые виды топлива истощаются, и цены, соответственно, растут, солнечный свет стал экономически более выгодным источником для производства электроэнергии. Именно поэтому, выгодно строить собственные солнечные станции, инвестируя в свою независимость, экономическую свободу и будущее своих детей.

Размер инвестиций в семейную солнечную станцию значительно меньше, чем вы заплатите в течение следующих 5-6 лет по счетам за электричество, в то время, как солнечные модули, преобразующие солнечную энергию в электричество, могут работать в течение 25 и более лет.

2. Солнечная энергия всегда и везде

Количество солнечного света может варьироваться в зависимости от географического положения, погоды, времени года и многих других факторов, прямо или косвенно влияющих на выработку электроэнергии. Но пока есть солнечный свет, даже небольшого его количества достаточно для фотоэлектрических модулей, чтобы производить электричество.

Солнечная станция может работать практически везде. И поскольку солнечные станции не загрязняют окружающую среду, не производят шум и другие опасные для жизни человека последствия, их можно строить в жилых районах, на крышах домов и промышленных зданий. Размещение солнечной электростанции рядом с потребителями электроэнергии позволяет более эффективно и экономично передавать энергию на небольшие расстояния.

3. Солнечная свобода


Представьте себе, что Вы независимы от центральной энергосистемы и состояния ее инфраструктуры, от экономических потрясений, поставщика электроэнергии и его управленческих решений, от технических ошибок и многих других проблем, за которые сейчас вам приходится платить. Вы больше не платите за подключение и обслуживание электросети, и не оплачиваете ежемесячные счета за электроэнергию. Вы независимы и самодостаточны, и это современная реальность, в которой нужно начинать жить.

Кроме того, использование солнечных станций даст вам свободу выбора, например, земли под строительство нового дома или собственной фермы, поскольку стоимость земли без энергетической инфраструктуры в десятки раз дешевле «электрифицированной» земли. Вы также сможете купить или построить дом для семейного отдыха подальше от людей и машин со всеми городскими удобствами, или создать свой мобильный офис. Теперь у вас есть солнце, есть энергия, есть свобода.

4. Солнечный свет бесплатно

Солнце является бесплатным источником энергии для всех жителей нашей планеты. Никто не может запретить нам пользоваться солнечным светом, в отличие от ископаемых источников, которыми владеет небольшая группа лиц, от решений которых зависят ваши собственные экономические результаты. Вы хотите продолжить оплачивать ваши счета или воспользуетесь бесплатной солнечной энергией?

Чтобы овладеть безграничной солнечной энергией, необходимы средства на производство и установку вашей солнечной станции. Это не потраченные деньги, а инвестиции в вашу собственную станцию, которая сразу начнет производить электрическую энергию, и никто больше не будет отправлять вам счета за свет и электричество. Сделайте Ваш первый шаг – начните с маленькой станции, в соответствии с вашими возможностями.

5. Солнце экономит деньги

Используя собственную солнечную электроэнергию, мы экономим деньги. А сэкономленные деньги - тоже самое, что заработанные деньги. Таким образом, через 4-5 лет вы сможете вернуть инвестированные в солнечную станцию средства и приумножите ваш капиталл.

6. Солнце зарабатывает деньги

Благодаря энергетической стратегии и спланированной тарифной политике, во многих европейских странах граждане могут строить собственные электростанции и продавать электроэнергию в общественную сеть. Греция – одно из лучших мест в Европе для строительства солнечных электростанций, здесь законодательно созданы благоприятные условия для иностранных инвесторов. Сегодня каждый инвестор или бизнесмен, независимо от страны проживания, имеет возможность выгодно инвестировать в европейский бизнес.

7. Абсолютно чистая энергия

Солнечный свет является экологически чистым и безопасным источником энергии в отличие от ископаемых видов топлива и атомной энергии. К сожалению, большинство людей нейтрально относятся к вопросам экологии. Тем не менее, хорошо известно, что в процессе производства энергии из нефти, газа или угля, в атмосферу Земли выбрасываются миллионы тонн ядовитых веществ, парниковых газов, канцерогенов и углекислоты. Из-за экологических преступлений люди умирают в расцвете своих творческих и профессиональных возможностей или становятся инвалидами, общество деградирует, появляются новые неизлечимые болезни, смертность превышает рождаемость, продолжительность жизни остается невысокой и жизнь в крупных промышленных городах становится особенно опасной.

Солнечная энергия приносит жизнь нашей планете – растениям, животным, человеку – и не существует источника энергии, более чистого и безопасного для человека, чем солнечный свет. Это, пожалуй, самое важное преимущество солнечной энергии перед остальными.

8. Экономическая эффективность солнечной энергии

Существует мнение, что солнечные станции все еще дороги относительно стоимости электроэнергии. И пока специалисты спорят, предприимчивые люди строят собственные солнечные станции. Их практический опыт показывает, что система окупает себя в течение 4-5 лет за счет продажи электроэнергии в общественную сеть, или за счет экономии денег за счет сокращения или полного отказа от потребления электроэнергии из сети. И если цены на ископаемые энергоносители – уголь, газ, нефть и ядерное топливо – продолжат расти, то солнечная энергия станет еще более рентабельной.

После запуска электростанции в работу, она начинает возвращать вам вложенные в нее средства, и после нескольких лет работы, результатом инвестиций в солнечную станцию станет получение прибыли. Сравните сумму оплаченных вами счетов за электроэнергию за последние 2–3 года с размером предполагаемых инвестиций в солнечную станцию. Возможно, вклад в собственную солнечную станцию покажется вам намного выгоднее ежемесячных выплат, тем более, что срок окупаемости солнечных систем становится все короче и короче.

9. Проблема глобального потепления

Ученые всего мира давно бьют тревогу о влиянии глобального потепления на здоровье человека. Содержание в атмосфере парниковых газов, образующихся в результате хозяйственной деятельности человека, неизменно возрастает. Среди парниковых газов наибольшее воздействие на климат оказывает углекислый газ, его источник – ископаемое топливо – уголь, нефть, газ. Одним из самых важных преимуществ использования солнечной энергии, является отсутствие выбросов в атмосферу Земли углекислого газа, метана и других опасных для жизни веществ при производстве солнечной электроэнергии.


Обращаем внимание, что изложенные выше преимущества учитывают только выгоды, получаемые от производства собственной электроэнергии. При рассмотрении других возможностей солнца – например, использования солнечных тепловых установок, систем отопления и нагрева воды, солнечного освещения, и целого ряда других солнечных систем – преимуществ окажется еще больше.


Источник: http://bekar-europe.ru

Потенциал солнечной энергетики в России

О солнечной энергии


В современной мировой практике к возобновляемым источникам энергии (ВИЭ) — относят: гидро, солнечную, ветровую, геотермальную, гидравлическую энергии, энергию морских течений, волн, приливов, температурного градиента морской воды, разности температур между воздушной массой и океаном, тепла Земли, биомассу животного, растительного и бытового происхождения.


Солнечная энергетика по многим прогнозам является одной из самых перспективных отраслей возобновляемой энергетики. Развитие солнечной энергетики также связано с масштабными программами поддержки возобновляемой энергетики, реализуемыми в развитых странах Европы, США, Японии.


Количество солнечной энергии, поступающей на Землю, превышает энергию всех мировых запасов нефти, газа, угля и других энергетических ресурсов, в т.ч. возобновляемых. Использование всего лишь 0,0125% солнечной энергии могло бы обеспечить все сегодняшние потребности мировой энергетики, а использование 0,5% - полностью покрыть потребности в будущем.


Потенциал солнечной энергии настолько велик, что, по существующим оценкам, солнечной энергии, поступающей на Землю каждую минуту, достаточно для того, чтобы удовлетворить текущие глобальные потребности человечества в энергии в течение года.



Потребление энергии в Эксаджоулях. (1 ЭДж = 278 млрд кВт*ч, 100 ЭДж = Годовое потребление США)

Источник: German Advisory Council


По сравнению с другими видами производства электроэнергии за счет возобновляемых источников, солнечная энергетика обладает наибольшим потенциалом долгосрочного роста.


В течение последнего десятилетия на рынке фотовольтаики наблюдался активный рост. В частности, в прошлом году, кумулятивная установленная мощность солнечной генерации достигла около 40 ГВт во всем мире, при этом только в 2010 году было установлено около 17 ГВт.


Фотовольтаика уже стала полностью конкурентоспособной частью системы электроснабжения в Европейском союзе (ЕС) и с каждым годом всё более важной частью энергетического баланса по всему миру.



Кумулятивный объём установленных фотоэлектрических мощностей на начало 2011 г.

Источник: EPIA


Россия располагает колоссальным потенциалом практически по всем возобновляемым источникам энергии (ВИЭ), в том числе по фотовольтаике. В России есть довольно много районов, где среднегодовой приход солнечной радиации составляет 4–5 кВт*ч на квадратный метр в день (этот показатель соизмерим с югом Германии и севером Испании – странах-лидерах по внедрению фотоэлектрических систем).


Небходимо отметить, что высокий уровень инсоляции в России наблюдаются не только на Северном Кавказе, но еще и на Дальнем Востоке, а также юге Сибири.



Insolar_map_Russia.png


Потенциал солнечной энергетики в России


Источник:  http://www.hevelsolar.com

Солнечный удар. Как и почему бум гелиоэнергетики все-таки добрался до России

Мастер осматривает солнечные батареи на Кош-Агачской солнечной электростанции в Республике Алтай. Станция запущена в эксплуатацию 4 сентября 2014 года

Фото: Александр Кряжев / РИА Новости

_______________________________________________________________


Несмотря на резкое снижение цен на нефть, 2014 год принес бурно развивающейся солнечной энергетике очередной рекорд роста. Более того, произошло совершенно фантастическое наращивание солнечных мощностей и в России, почти четверть века практически игнорировавшей настоящую революцию в этом секторе экономики. Что случилось?


И что позволило гелиоэнергетике игнорировать объективно неблагоприятные факторы и развиваться, несмотря на экономические проблемы? «Лента.ру» попыталась в этом разобраться.


Почему в мире продолжается солнечный бум


В минувшем году мощность солнечной энергетики по всему миру выросла со 138 до 185 гигаватт. С учетом того, что общая мощность мировой энергетики — около 6000 гигаватт, доля солнечных электростанций (СЭС) уже превысила 3 процента.


В 2010 году суммарная мощность СЭС была всего 70 гигаватт. То есть за несколько лет гелиоэнергетика выросла более чем в 2,5 раза и ее объем продолжает увеличиваться, несмотря на повсеместное снижение субсидирования «зеленых» киловатт.


Причины этого очевидны: быстрое технологическое совершенствование солнечных батарей на глазах снизило их стоимость в пять раз за пять лет, при этом КПД лучших массовых образцов увеличился с 15 до 20 процентов. В США, например, цена киловатт-часа упала с 32,3 цента в 2009 году до всего 7,2 цента в 2014-м. Солнечные киловатты стали дешевле тех, что производятся на угольных электростанциях, до сей поры считавшихся основным сектором американской энергетики.


СЭС в Альпах

Фото: ILIOTEC Solar GmbH


Подчеркнем: речь идет о ценах без учета субсидий, иными словами, не о «зеленой» моде, базирующейся на освоении государственных средств, как это еще недавно было в Европе, а о вполне выгодном бизнесе. Только в первой половине 2014 года полмиллиона домовладельцев и коммерческих потребителей в США установили у себя солнечные батареи. Впервые в истории этой страны солнечных мощностей было введено больше, чем всех остальных вместе взятых (53 процента).


В Международном энергетическом агентстве считают, что к 2020 году стоимость солнечной энергии сократится еще на 25 процентов, что сделает солнечную энергию дешевле газовой. Прогноз может оказаться даже чересчур осторожным: ведь пока в массовом сегменте не представлены перовскитные солнечные батареи. А именно с их помощью в Корейском институте химической технологии в конце прошлого года удалось достичь КПД в 18 процентов — впервые сравняв его с эффективностью серийных кремниевых фотоэлементов.


При этом стоимость перовскитных аналогов существенно ниже, и в ряде фундаментальных работ по ним отмечается, что КПД таких систем может быть существенно увеличен — до 30 процентов в ближайшие 5—10 лет. В настоящий момент единственное серьезное препятствие на пути внедрения перовскитов в индустрию — их недостаточно высокая устойчивость по отношению к нагреву и ультрафиолетовому излучению. Однако новые образцы в лабораториях уже достигли живучести, достаточной для 25 лет эксплуатации.


Солнечная панель с пленкой из галогенида перовскита

Фото: Boshu Zhang, Wong Choon Lim Glenn & Mingzhen Liu / phys.org


Не только с перовскитами связаны надежды солнечной энергетики. Американская First Solar завершает строительство двух крупнейших СЭС общей мощностью 1,1 гигаватт, использующих панели из теллурида кадмия (CdTe) — единственной фотоэлементной технологии (кроме кремниевой), в больших масштабах присутствующей на рынке.


Эти батареи намного тоньше обычных. С одной стороны, у них меньше КПД (17 процентов против 20 у кремниевых): малая толщина позволяет части света «проскочить» через панель. С другой — у них очень низкая энергоемкость и стоимость. Если кремниевый фотоэлемент в среднем возвращает энергию, ушедшую на его производство, за два года, то CdTe—панели делают это за 9—11 месяцев! Соответственно, и стоят они всего 570 долларов за киловатт мощности. Даже с учетом затрат на установку для крупных станций цена не превышает 900 долларов за киловатт установленной мощности, что примерно в полтора ниже, чем у ТЭС, и существенно меньше, чем у кремниевых решений.


Туманные воспоминания из школьного курса химии справедливо подсказывают: и теллур, и кадмий весьма ядовиты. В панелях они надежно защищены спецстеклом, и шанс попадания этих элементов из пустынных электростанций в питьевую воду ничтожно мал. Однако, действительно, имеется одна экологически неприятная черта: перелетные птицы принимают поляризованный свет, отраженный батареями, за водную поверхность и разбиваются, пытаясь «приводниться».


Несколько хуже дела у другой многообещающей технологии — концентрирующих СЭС, нагревающих зеркалами воду в башне, где разогретый теплоноситель вращает турбины (как на ТЭС). Такие станции в США оказались недешевыми — энергия у них пока в 1,5-2 раза дороже, чем у новых фотоэлементных проектов. Зато они способны вырабатывать электричество за счет накопленного тепла в вечерние и ночные часы (до 6-8 часов после захода Солнца). Проблема в том, что пока такие станции строятся гораздо реже фотоэлементных, что не позволяет наладить массовое и дешевое производство их компонентов. Да и оптимизация технологии еще далеко не завершена.


Синтез фотоэлемента и аккумулятора

Фото: The Ohio State University


Интересно, что в конце 2014 года исследователи из Университета штат Огайо представили солнечную батарею, тоже способную вырабатывать электричество после заката. Это фотоэлектрохимическая ячейка Гретцеля с добавлением небольшого количества лития и двуокиси титана (дешевые титановые белила).


Днем она накапливает электроны, полученные от фотонов солнечного света, восстанавливая пероксид лития, находящийся внутри батареи. Ночью, когда литий восстановлен до чистого, устройство забирает из системы электроны, вновь окисляя металл до пероксида лития. В обычной панели это было бы невозможно, поскольку полупроводники в ней представляют собой сплошную твердую преграду, не пропускающую воздух внутрь.


Поэтому здесь внешнюю поверхность сделали в виде сетки с ячейкой в 200 микрон, пропускающей воздух и останавливающей частицы пыли. Ну а в качестве полупроводника используется окисленное железо, больше известное как ржавчина. Пока КПД устройства не превышает 10 процентов, но, как отмечают исследователи, ячейки Гретцеля в последние годы показывают рост КПД, обгоняющий обычные панели, и теоретически предел их эффективности не ниже 33 процентов.


Такие панели можно использовать в автономных энергосистемах без батарей, зарядка которых требует до одной пятой вырабатываемой энергии.


Что это значит для нас


Определенно, несмотря на резкий рост солнечной энергетики, в ближайшее десятилетие она не вызовет резкого обрушения цен на углеводороды. Пик ее выработки по-прежнему приходится на летний полдень, в то время как пик энергопотребления — на зимний вечер. А значит, до создания крупных накопительных мощностей фотоэлементам не превысить 20 процентов от среднегодовой генерации энергосистемы.


Тем не менее, по данным немецкого Института Фраунгофера, Германия за 11 месяцев 2014 года произвела из газа всего 29 миллиардов киловатт-часов (на 18 процентов меньше, чем в 2013-м), а вот солнечных киловатт-часов — 32,5 миллиардов (на 7 процентов больше).


Иными словами, 2014—й — первый для немцев год, когда Солнце опередило газ как источник электричества, сократив потребление метана. Поскольку солнечные электростанции там вводят в больших объемах, чем какие-либо иные, очевидно, что Германия, один из крупнейших потребителей российского газа, и впредь продолжит линию на выдавливание углеводородных энергоносителей. Полностью вытеснить газ фотоэлементам пока нереально, однако потребность в нем снизится ощутимо.


А с учетом того, что Китай даже опережает Европу в развитии гелиоэнергетики, простая переброска нашего газа с Запада на Восток вряд ли компенсирует такие потери.


Переломный момент


Как ни парадоксально, гелиоэнергетика в нашей стране также сделала резкий рывок вперед — хотя до 2014 года Россия не ввела в строй и нескольких солнечных мегаватт. Что же послужило причиной?


И тут не обошлось без крымского фактора: австрийская Activ Solar построила на полуострове СЭС едва ли не на 200 мегаватт. Увы, они работали по европейской схеме, то есть за счет колоссального субсидирования посредством «зеленого» тарифа, в районе 46 центов за киловатт-час. При новых властях владельцы станций отказывались продавать электричество дешевле, из-за чего некоторое время все СЭС в Крыму были вообще отсоединены от сети.


Однако ближе к осени ограничения в поступлении электроэнергии с Украины заставили крымские власти усилить давление на владельцев, и в декабре 2014 года крымские гелиоэлектростанции стали выдавать до 135 мегаватт мощности. Летом они могут генерировать намного больше, так что всего в 2014 году крымское наследие увеличило российские солнечные мощности в полсотни раз.


Конечно, станции эти строились еще на Украине и к сознательным усилиям российских игроков гелиорынка отношения не имеют. Но это вовсе не значит, что у нас их нет. В сентябре 2014 года российский «Хевел» («Ренова» — 51 процент акций, «Роснано» – 49) впервые в истории России ввел СЭС мощностью 5 мегаватт.


Несмотря на смехотворность этой цифры в сравнении с достижениями немцев или китайцев, для нас это переломный момент.


Поле кремниевых панелей на солнечной электростанции в селе Родниковое, Крым

Фото: Тарас Литвиненко / РИА Новости


Почему мы так долго ждали? Все просто: свойственные нашим банкам высокие процентные ставки по кредитам ранее делали проекты такого рода нерентабельными. Постановление правительства от 28 мая 2013 года ввело новый режим стимулирования возобновляемой энергетики. Теперь сроки окупаемости проектов сократились до 15 лет. В итоге в 2014 году в конкурсах по строительству СЭС приняли участие сразу несколько компаний, среди которых одна («Хевел») располагает собственным производством солнечных батарей.


В эксклюзивном комментарии «Ленте.ру» генеральный директор «Хевела» Игорь Ахмеров сообщил, что весной этого года в Оренбургской области откроется Переволоцкая СЭС (5 мегаватт), а всего в 2015 году компания введет 25 мегаватт как в азиатской, так и в европейской части страны. На 2016 год запланированы еще 84 мегаватт, а всего до 2018 года — 254 мегаватт, что существенно превысит крымские объемы.


Обеспечивать этот рывок предстоит построенному «Хевелом» Новочебоксарскому заводу, выпускающему солнечные батареи из российского кремния. Пока, по словам Ахмерова, даже несмотря на местную ресурсную базу, до 60 процентов стоимости новочебоксарских фотоэлементов приходится на импортные компоненты: особо чистые газы, спецстекла для защиты фотоэлементов и прочее.


Программа локализации предусматривает переход на российских поставщиков в этих отраслях, что позволит в ближайшее время заменить до 80 процентов ввозимых компонентов на отечественные аналоги.


Электростанция под Симферополем

Фото: Виктор Коротаев / «Коммерсантъ»

___________________________________________________________


Конкуренты «Хевела», импортирующие солнечные батареи, такими грандиозными планами пока похвастаться не могут. Компания «Евросиб», которая еще в 2014 году планировала ввести 5-мегаваттную СЭС в Абакане, до сих пор не закончила даже этот проект, перспективы других запланированных ею СЭС в настоящее время недостаточно ясны.


Солнце за тучами: технологическая гонка и кредитный голод


Разумеется, не все солнечно и для «Хевела». Как и любой игрок гелиоэнергетического рынка, компания подвергается сильнейшему давлению своего рода закона Мура — все новых и новых технологий, постоянно возникающих в этой области.


В тот момент, когда компания приобретала швейцарское оборудование для завода в Новочебоксарске, это была передовая технология и создаваемые ею тонкопленочные микроморфные фотоэлементы позволяли получать больше энергии даже от рассеянного солнечного света, да и напряжение с каждой панели было во много раз выше. Увы, как часто случается в отраслях, работающих на переднем крае научно-технического прогресса, за несколько лет технология устарела. КПД производимых по ней фотоэлементов — примерно 10 процентов, в то время как лучшие современные серийные образцы показывают 20 процентов.


В «Хевеле» решили разрабатывать свои технологии. Для этого был организован Научно-технический центр при Физико-технологическом институте им. Иоффе. И в конце декабря 2014 года ученые продемонстрировали возможность выпуска гетероструктурных солнечных батарей с КПД 20% на уже установленном в Новочебоксарске оборудовании. Такие фотоэлементы делают не напылением на стеклянную подложку, как у нынешней продукции «Хевела», а созданием p-n переходов непосредственно на поликристаллической кремниевой подложке.


В случае успеха инновации «Хевел» сможет активно экспортировать свою продукцию на внешние рынки. Как отмечает гендиректор, именно экспорт является главной стратегической целью предприятия.

Оптимизм по поводу российской солнечной энергетики разделяют и за пределами нашей страны. Летом прошлого года «Солар системс», компания китайского происхождения, выиграла конкурсы на строительство в России в 2016-2018 годах СЭС на 175 мегаватт, что близко к планам «Хевела».


В соответствии с конкурсными требованиями к локализации (70 процентов в 2016-2018 годах) компания планирует строительство собственного завода в Татарстане, рассчитанного на выпуск фотоэлементов мощностью 100 мегаватт ежегодно.


Московская остановка общественного транспорта

Фото: Сергей Михеев / «Коммерсантъ»

__________________________________________________________


Теоретически «Солар системс» находится в менее выгодных условиях, чем «Хевел», импортировавший оборудование до девальвации конца прошлого года. С другой стороны, есть и у китайцев очевидно сильные стороны: представители компании заявляют, что кредиты как на строительство завода, так и на возведение СЭС будут брать в КНР под приемлемые проценты.


Разумеется, отечественная солнечная энергетика тоже страдает от нынешнего кризиса экономики. «В наших проектах нет маржи, способной выдержать ставку кредитования в 17 процентов и выше», — подчеркивает глава «Хевела». Остается надеяться, что ЦБ все же сделает выбор между ставкой и реальным сектором в пользу последнего.


Источник: http://lenta.ru/


Как превратить ваш автомобиль в рабочее место на солнечной энергии

Как превратить ваш автомобиль в рабочее место на солнечной энергии. Facepla.net последние новости экологии


Раньше, если вы хотели заполучить солнечную панель, вам необходимо было купить одну из огромных, неуклюжих и, ко всему прочему, дорогих штук, которые было реально проблематично установить. Но времена изменились, благодаря таким компаниям как Voltaic Systems, являющихся вдохновителями нового поколения доступных, надежных и мобильных солнечных панелей.


Когда компания узнала, что Тафлин Лэйлин, путешественница и экологический активист из США, собирается переоборудовать свой Ford Transit Connect XL в самодостаточное и эффективное рабочее место, Voltaic Systems великодушно подарила ей пару 17-ти Ваттных солнечных панелей вместе с универсальной портативной батареей V72, которая может заряжать мобильные телефоны, планшеты и даже ноутбуки в дали от источников питания.


Тафлин установила батареи на крышу своего автомобиля, превратив его в экологичный повседневный автомобиль совмещенный с рабочим местом. И самое интересное, не пришлось сверлить ни единого отверстия в крыше автомобиле для установки панелей.


По началу Тафлин сомневалась в реальности самостоятельной установки, однако ее деверь из Колорадо помог ей с возникшими затруднениями.


Как превратить ваш автомобиль в рабочее место на солнечной энергии


Материалы, необходимые для автомобиля – рабочего места на солнечной энергии:


- Набор 17 Ваттных солнечных панелей (в данном случае это Voltaic System);
- Магниты для солнечных панелей;
- Прямые руки;
- Немного смекалки.


Шаг 1. Собрать материалы


Соберите вместе все материалы, необходимые для установки.


Как превратить ваш автомобиль в рабочее место на солнечной энергии


Шаг 2. Присоедините магниты


Присоедините мощные неодимовые магниты, идущие в комплекте с солнечными панелями, на обратную сторону каждой панели. Это удержит панели на крыше автомобиля когда он припаркован, позволяя осуществлять работу, находясь внутри автомобиля – например присодинившись у сети интернет при помощи модильного телефона и ретранслировать сигнал на ноутбук, осуществлять удаленные операции, при этом обеспечивая устройства энергией. Перед движением батареи просто снимаются с крыши.


Как превратить ваш автомобиль в рабочее место на солнечной энергии


Шаг 3. Проложить провода


Проложите провода с крыши автомобиля через дверной проем – уплотнение не даст проводу переломиться - для подключения батареи к солнечным элементам. Батарея очень удобно размещается в любом месте внутри, не занимая много места, заряжаясь от солнечных панелей.


Как превратить ваш автомобиль в рабочее место на солнечной энергии


Шаг 4. Подключитесь!


Подключите ваши устройства к батарее и они готовы к работе.


Как превратить ваш автомобиль в рабочее место на солнечной энергии


Один раз, когда Тафлин обучалась постройке экологичных домов в Гесерии, Калифорния, ей понадобилось срочно уехать по срочным делам и она случайно забыла одну из панелей на крыше автомобиля. Через час, когда она вернулась, проехав со скоростью 100 км/ч, то обнаружила, что панель все еще находится на крыше. Мы не рекомендуем вам повторять то же самое, однако это показывает, что сила магнитов достаточна даже для таких экстремальных условий.


Для того, чтобы полностью зарядить батарею понадобится около 6 часов прямого солнечного света – один час сонечного света позволит проработать вашему ноутбуку примерно один час. Это, естественно, зависит от интенсивности солнца, но две панели и две батареи будет более чем достаточно для полноценной работы в течение 10 часов. Отказаться от централизованной энергосети еще никогда не было настолько легко.


ВИДЕО: http://es-energysolar.ru/video#video-354219


Источник: http://www.facepla.net/


Альтернативная энергия — наше будущее

Экологические глобальные проблемы человечества прямо или косвенно связаны с энергетическими ресурсами биосферы: изменение климата обусловлено сжиганием огромных масс органического топлива; радиоактивное загрязнение связано со строительством ядерных станций; тепловые электростанции вносят максимально негативный вклад в проблемы усиления парникового эффекта и кислотных дождей.




Мировая энергетика сегодня стоит на пороге грандиозных перемен. Исторически ХХ век был эпохой ископаемого топлива. Уголь, который в начале века прочно утвердился в виде основного вида топлива, с появлением автомобиля потеснился, дав место нефти. Однако окончательно нефть заменила уголь лишь в 1967 году. А в последние десятилетия ХХ века, по мере того, как росла озабоченность загрязнением воздуха в городах потеплением, все более популярным становился газ.


С началом нового столетия наступает закат эры ископаемого топлива. В последнее время наблюдается отказ от угля, самого загрязняющего и климатически неблагоприятного вида топлива, к нефти, а затем к природному газу — самому экологически чистому виду топлива.


Быстрый рост народонаселения и масштабов социально-экономического развития обусловили значительные темпы прироста энергопотребления.


Энергопотребление в мире быстро растет.

С удвоением численности народонаселения количество потребляемой энергии увеличилось в 50 раз. По прогнозам МИРЭС, к 2020 году энергопотребление возрастет еще в 1,5 раза.1 Общемировые запасы условного топлива (в пересчете на нефть) составляют 4,5 триллиона баррелей.


По прогнозам, при сохранении современного потребления запасов традиционных энергетических ресурсов должно хватить примерно на 100 лет. Кроме того, исследованиями последних лет подтверждено: на океаническом дне находятся огромные запасы нефти, газа. В Бразилии обнаружили и уже добывают нефть на глубинах 2-3 тысяч метров.


Российскими океанологами также обнаружена в Арктике одна из самых богатых в мире по запасам нефтегазовая зона (Штокманское месторождение). Поэтому есть все основания утверждать: в реально прогнозируемом будущем для нужд человечества должно хватить промышленных энергетических и сырьевых ресурсов.


Следует отметить, что из общего объема мировых энергоресурсов рационально используется лишь одна треть, — две трети теряются в процессе производственно-хозяйственной деятельности и социокультурной деятельности.


Наибольшие энергетические потери связываются с деятельностью транспорта, с коммунальной сферой, с бытовым потреблением. Поэтому одним из важнейших элементов энергетической стратегии в 21 веке рассматривается процесс энергосбережения и рационализации энергопотребления. Более того, энерго- и ресурсосбережение выступают на уровне современных технологических решений в качестве дополнительного источника естественных ресурсов.


При современном уровне добычи угля, нефти, газа, производстве электроэнергии, при рациональных экономических структурах можно было бы увеличить эффективность потребления электроэнергии почти вдвое. Очевидны преимущества энергосберегающих вариантов и в сфере безопасности. Негативные экологические последствия минимальны.

Огромен и экономический эффект: затраты на энергосбережение в 2-4 раза меньше по сравнению с затратами на производств о энергии.


К резервам надо добавить огромные возможности по увеличению добычи энергоресурсов за счет совершенствования технологий. Сейчас в земле остается, например, около 70% нефти за счет несовершенства технологий нефтедобывающей промышленности. Столь же значительные резервы кроются в увеличении глубины переработки сырья.


Другая сфера, в которой таятся большие возможности для экономии энергии — это разработка более экономичных автомобилей. Среднедневной расход бензина на одного жителя США достиг 5 литров. Если этот норматив распространится на весь мир, то потребуется увеличить производство автомобильного топлива в 10 раз. Сегодня мировой парк автомобилей превысил 900 миллионов единиц и через 20 лет может достичь 1,5 миллиардов.


Необходимо добиваться эффективного использования любых источников энергии. Этого требует и экономика, и охрана окружающей среды. Иногда простые меры могут дать впечатляющие результаты. В Бангкоке по решению городских властей в один из дней в 9 часов вечера все главные телеканалы попросили зрителей выключить ненужные электроприборы и освещение. Снижение электропотребления было равнозначно закрытию двух средних по мощности электростанций, работающих на угле.


В настоящее время настала ситуация, когда человечество вынуждено обратиться к экологически чистым и возобновляемым источникам энергии. К так называемым альтернативным источникам энергии относятся: тепло Земли, геотермальная энергия Солнца, в том числе энергия ветра, морских волн, тепла морей и океанов, а так же малая гидроэнергетика — морские приливы и отливы, биогазовые и другие преобразователи энергии. С 2004 года вклад возобновляемых источников энергии удвоился.


Почти в 70 странах производство энергии при помощи возобновляемых источников растет. Международное Энергетическое агентство призывает правительства всячески поощрять развитие альтернативных источников энергии. По оценкам МЭА сейчас возобновляемые источники энергии вырабатывают 3,4% глобального производства энергии.


Быстрее всего в мире развиваются ветровые и солнечные технологии. Солнечное излучение приносит энергии в 3 тысячи раз больше, чем человечество потребляет на данный момент. И хотя человечество использует только небольшую часть этого энергетического потока, эксперты уверены, что через 20-30 лет по мере снижения стоимости солнечных элементов, этот источник станет конкурентоспособным.


В 1990-2005 годах цены на фотоэлементы снижались в среднем на 4% в год. Если в 1985 году все установленные мощности мира составляли 21 МВт (мегаватт), то за один только 2006 год было установлено 1744 МВт, что на 19% больше, чем в 2005 году.


Когда установленные мощности фотоэлементов в мире удваивается, цена электричества, производимого солнечной энергетикой, падает на 20-30%. Несомненно, гелиоэнергетика будет играть все более заметную роль в перспективном мировом энергоснабжении.


Вторым после солнца перспективным источником электричества является ветроэнергетика. По данным Глобального совета по ветроэнергетике, мощность построенных в 2009 году ветряных электростанций превышает мощность 25 крупных ядерных реакторов.


Лидером развития ветроэнергетики стал Китай, который обогнал по вводу генераторов США и Евросоюза.

В 2009 году в Китае ветряные электростанции вырабатывали 1,3% суммарной выработки электроэнергии в стране. Португалия и Испания в отдельные дни 2007 года из энергии ветра выработали около 20% электроэнергии.

*(Википедия) Ветроэнергетика укрепляла свои позиции в течение всего прошлого года, даже, несмотря на кризис. Причина ветряного бума — экологическая чистота, относительно низкая себестоимость и быстрота в монтаже ветряков.


Наиболее стабильным источником может служить геотермальная энергия — энергия внутренних областей Земли. Геотермальная энергия поступает непосредственно из недр нашей планеты в результате радиоактивного распада и действия сил гравитации. Эффективно использовать геотермальную энергию можно только в том случае, когда она имеется относительно недалеко от земной поверхности, то есть в тех местах, где есть горячие источники, гейзеры и вулканы. Этот спрятанный в недрах Земли источник можно использовать для получения тепла и электричества.


Чтобы извлечь тепло, горячая вода или пар обычно выкачиваются на поверхность, а затем вновь закачиваются в недра. Извлекаемая геотермальная энергия может использоваться для обогрева помещений, как это делается, например, в Исландии, где таким образом обогревается 85% зданий.6 Большинство стран только сейчас приступают к разработке своих геотермальных ресурсов. Однако некоторые страны настолько богаты этим видом энергии, что на ней могла бы работать вся их экономика.


Использование в качестве топлива биомассы, получаемой на основе отходов сельскохозяйственного и промышленного производства, а также бытовой деятельности, является новым явлением в масштабной энергетике. Биомассу можно рассматривать как одну из форм накопления и преобразования солнечной энергии.


Одно из важнейших направлений биоэнергетики — переработка отходов сельскохозяйственного производства. Выход на новый уровень технико-энергетических решений ведет к замене традиционного сжигания биомассы воздействием на нее с помощью микробиологических, термических методов. В целом ферментация органических отходов может удовлетворить немалую часть энергетических потребностей населения.


Биоэнергетические установки, снимая часть энергетического дефицита в сельскохозяйственных районах, в сфере мелкой промышленной деятельности, в быту, могут стать существенным элементом в системе региональной энергетической стратегии. Так, использование биомассы широко применяется в Финляндии. Многие финские целлюлозно-бумажные комбинаты имеют собственные котельные для производства тепла и электроэнергии из древесных отходов и растворов целлюлозного производства.


В результате научно-технического прогресса создаются предпосылки для более конструктивного использования ресурсов Мирового океана, возможности которого пока реализуются в ограниченной степени. Перспективы использования энергопотенциала океана огромны. Устройства, использующие энергию волн, уже эксплуатируются в Японии, в Великобритании и в Норвегии.


В последние годы все большие надежды возлагают на водородную энергетику, хотя дешевых методов получения водорода пока нет.


Таким образом, в результате десятилетий исследования и развития альтернативной энергетики, сформировались условия для завоевания технологиями возобновляемой энергетики рыночного пространства. Финансирование этой отрасли растет и формируется гарантированный рынок технологий. По данным доклада «Новый глобальный зеленый курс» в сектор возобновляемых источников энергии планируется инвестировать 630 миллиардов долларов, что позволит к 2030 году создать 20 миллионов новых рабочих мест.


Вряд ли сейчас целесообразно выделение какого-либо энергетического ресурса в качестве наиболее перспективного источника энергетического обеспечения общества.


В обществе появилось твердое убеждение в том, что в будущем балансе как возобновляемых, так и невозобновляемых энергетических ресурсов доминирующая доля должна принадлежать таким формам и методам энергетического обеспечения, которые удовлетворяют экологическим требованиям.

Источник: http://green-dom.info/


Солнечный вакуумный коллектор: классификация

Солнечный вакуумный коллектор имеет значительно меньшие тепловые потери в окружающую среду, поскольку вакуум является идеальным теплоизолятором. Однако достаточно сложно сделать вакуум (Разреженный воздух с давлением меньшим атмосферного.


Как правило, в промышленности значение давления не должно превышать 300 мбар.) и удержать его в солнечном коллекторе со временем эксплуатации. В плоских коллекторах проблематично добиться герметичности для удержания вакуума из-за большого объема и конструкции корпуса. Так же существует проблема прогиба стекла. Для решения проблемы используют дополнительные опорные стойки, которые приводят к дополнительному затенению.


Плоский вакуумный солнечный коллектор



Солнечный вакуумный плоский коллектор


























Трубчатая форма в виде колбы наиболее оптимальна для создания и удержания вакуума. Именно поэтому наибольшее распространение в бытовом секторе получили вакуумные трубчатые коллекторы. Существует несколько типов трубчатых коллекторов различных по своим конструктивным особенностям, вследствие чего у различных вакуумных коллекторов могут быть различные эксплуатационные характеристики, целевое использование и эффективности.


Наиболее распространенные солнечные вакуумные трубчатые коллекторы можно классифицировать по двум основным конструктивным особенностям стеклянных трубок и теплового канала, используемых в качестве

абсорбера солнечного коллектора:


  • по типу стеклянной трубки (коаксиальная, перьевая);
  • по типу теплового канала (тепловая трубка «Heat pipe», прямоточная);


Рассмотрим классификацию по типу стеклянной трубки.


Существует два основных типа конструкции стеклянной трубки:


  • коаксиальная трубка;
  • перьевая трубка.

Коаксиальная трубка фактически является термосом, представляет собой двойную стеклянную колбу, в пространстве между трубками откачан воздух (создан вакуум). На стенке внутренней трубки нанесено поглощающее покрытие, поэтому передача тепла происходит от самой стеклянной колбы.




Вакуумная коаксиальная колба


Перьевая трубка представляет собой одностенную стеклянную колбу. Вакуум в данной трубке находится в пространстве теплового канала, в данных трубках часть теплового канала и абсорбера интегрирована внутри самой колбы.



Примеры перьевых трубок


По типу теплового канала солнечные вакуумные трубчатые коллекторы можно разделить на два типа:


  • тепловой канал типа «Heat pipe»;
  • прямоточный тепловой канал;

Солнечный вакуумный коллектор с трубкой типа «Heat pipe» так же известны под названием тепловая труба, занимает большую часть рынка солнечных коллекторов. Принцип работы тепловой трубки основан на том, что в закрытых трубках из теплопроводящего металла (меди или алюминия) находится легкоиспаряющаяся жидкость, перенос тепла происходит за счёт того, что жидкость нагреваясь под действием солнечного излучения, испаряется на нижней части трубки, поглощая теплоту испарения и конденсируется в верхней части (теплосборнике), а затем снова перетекает вниз и процесс повторяется.

Теплоноситель через поглотитель отбирает выделяемое тепло.



Схема работы тепловой трубки в вакуумном солнечном коллекторе



Конструктивная особенность солнечного коллектора с тепловой трубкой


В вакуумных трубчатых солнечных коллекторах с прямоточным каналом, теплоноситель непосредственно протекает и нагревается в каждой из трубок коллектора.



Конструктивная особенность солнечного коллектора с прямоточным тепловым каналом


Различные типы тепловых каналов могут сочетаться с различными типами вакуумных колб.

Рассмотрим более подробно возможные конфигурации солнечных вакуумных коллекторов

Вакуумная коаксиальная трубка может сочетаться с тепловым каналом типа «Heat pipe».

Данный солнечный вакуумный коллектор является наиболее распространенным ввиду своей дешевизны и простоты замены поврежденных трубок.



Вакуумная коаксиальная трубка в сочетании с тепловым каналом "Heat pipe"


1-внешняя стеклянная колба, 2-высокоселективное поглощающее покрытие, 3-алюминиевое оребрение, 4-вакуумная прослойка, 5-тепловой канал с легкоиспаряющейся жидкостью, 6-внутренняя стеклянная колба.

Эти коллекторы имеет довольно сложный процесс передачи тепла.


Тепло передается несколько раз, от стекла к алюминиевому оребрению затем от алюминия к самой тепловой трубке и только потом передается теплоносителю гелиосистемы. Поэтому в сочетании с круглой формой абсорбирующей поверхности эффективность солнечного коллектора этого типа невысока. Показатели максимального КПД (оптического КПД "η₀") коллектора до 65%.


Коаксиальная вакуумная трубка так же может быть использована для коллектора с прямоточным тепловым каналом. Данный тип солнечного вакуумного коллектора получил название коллектор с «U»-образной трубкой.



Вакуумная коаксиальная трубка с прямоточным тепловым каналом


1-внешняя стеклянная колба, 2-высокоселективное поглощающее покрытие, 3-алюминиевая вставка, 4-тепловой канал с теплоносителем, 5-вакуумная прослойка, 6-внутренняя стеклянная колба.


В данных типах коллекторов, за счет уменьшения количества теплопередач (теплота от алюминиевого слоя передается сразу трубкам, в которых циркулирует теплоноситель гелиосистемы), максимальный КПД может составлять для некоторых моделей до 76%. Недостатком может являться то, что при определенном характере повреждения замены может потребовать весь солнечный коллектор, а не только колба.


Перьевая трубка так же может сочетаться с тепловым каналом «Heat pipe».



Перьевая трубка с тепловым каналом типа "Heat pipe"


1-стеклянная колба, 2-вакуумная прослойка, 3-медный абсорбер с высокоселективным покрытием, 4-тепловой канал с легкоиспаряющейся жидкостью.


Данные солнечные вакуумные трубчатые коллекторы имеют более высокие оптические характеристики, чем коллекторы с коаксиальной трубкой. У некоторых производителей значение максимального КПД достигают 77%. Этому способствуют некоторые конструктивные особенности: плоский абсорбер с непосредственной передачей теплоты к тепловой трубке, а так же один слой стекла, что значительно уменьшает отражение солнечного излучения. Так же удобным является процесс замены поврежденных трубок, не требующий замены всего коллектора и сливания теплоносителя всей гелиосистемы.


Наиболее эффективным сочетанием является перьевая трубка и прямоточный тепловой канал.



Перьевая трубка с прямоточным тепловым каналом


1-стеклянная колба, 2-вакуумная прослойка, 3-медный абсорбер с высокоселективным покрытием, 4- внутренний тепловой канал с теплоносителем (подающий), 5-наружный тепловой канал с теплоносителем (нагреваемый).



Схема циркуляции теплоносителя в вакуумном коллекторе с перьевой трубкой и прямоточным тепловым каналом


Такой солнечный вакуумный коллектор имеет максимальный КПД до 80%. При замене поврежденных трубок требуется сливать теплоноситель всей гелиосистемы. Так же эти коллекторы обладают довольно высокой ценой.


Источник: http://solarsoul.net/

Возобновляемые источники энергии в регионах Российской Федерации: проблемы и перспективы

О.С. Попель, председатель Научного совета РАН по нетрадиционным возобновляемым источникам энергии, заведующий Лабораторией возобновляемых источников энергии и энергоснабжения Объединенного института высоких температур РАН, член Экспертного совета Координационного совета Президиума Генерального совета Всероссийской политической партии «ЕДИНАЯ РОССИЯ» по вопросам энергосбережения и повышения энергетической эффективности.


Введение


Сегодня возобновляемые источники энергии (ВИЭ) привлекают все большее внимание, как простых людей, так и руководств многих государств, международных организаций. На заседаниях Большой восьмерки (двадцатки) в последнее время регулярно обсуждаются нарастающие проблемы энергетики и экологии, решение которых в мировом масштабе в будущем не представляется возможным без широкого использования экологически чистых ВИЭ.


Как ни печально, но следует признать, что в отличие от многих других стран в России ясной и последовательной государственной политики в области ВИЭ пока не сформулировано. Политические декларации о важности ВИЭ пока не подкреплены необходимым набором законодательных актов и нормативных документов, стимулирующих использование ВИЭ и определяющих «правила игры» для инвесторов и потребителей «зеленой энергии». Отношение к ВИЭ в России полярное.


Есть энтузиасты, которые настаивают на том, что ВИЭ нам нужно использовать как можно шире уже прямо сейчас, а есть пессимисты, в основном из среды топливно-энергетического комплекса, которые утверждают, что для России, являющейся энергетической державой с огромными запасами органических топлив, ВИЭ малоперспективны, в обозримом будущем не смогут внести заметный вклад в энергобаланс страны и поэтому ими всерьез заниматься пока не следует.


В своей статье я хотел бы постараться объективно осветить проблему, дать общую картину, что происходит с возобновляемыми источниками энергии в мире и обосновать, насколько они актуальны для России.


Возобновляемые источники включают широкий спектр источников энергии и технологий их преобразования в полезные для человека виды (электричество, тепло, холод, печные и моторные топлива и т.п.). Большая часть ВИЭ имеют солнечное происхождение (само солнечное излучение, ветер, водные потоки, биомасса). К «не солнечным» относятся геотермальная энергия, морские приливы, сбросное тепло антропогенного происхождения и др. Отмечу, что все известные источники в той или и иной степени могут претендовать на то, чтобы найти эффективное применение в том или ином секторе экономики.


1


Стимулы развития ВИЭ в мире


Основными стимулами развития возобновляемых источников в мире являются следующие обостряющиеся со временем проблемы, стоящие перед человечеством:

  • 1. Как обеспечить возрастающие энергетические потребности быстро растущего населения мира? В начале ХХI века мировое потребление энергии превысило 500 ЭДж/год (1 ЭДж = 1018 Дж) или около 12 млрд тн.э./год. По различным прогнозам уже к 2020г. мировое энергопотребление возрастет более чем в полтора раза, в первую очередь, за счет развивающихся стран (рост населения с одновременным повышением удельного в расчете на 1 человека потребления энергии). В условиях постепенного истощения дешевых запасов органического топлива возможность полного и с приемлемыми затратами удовлетворения растущих энергетических потребностей вызывает серьезные опасения. Ядерная энергетика после ряда серьезных аварий на АЭС пока не вызывает доверия общественности, да и ее полноценное развитие возможно лишь при переходе на новые типы реакторов-размножителей, обеспечивающих воспроизводство ядерного топлива, что сопряжено с необходимостью освоения новых технологий и определенными дополнительными рисками. Термоядерная энергетика пока не вышла из стадии фундаментальных исследований, и сроки ее возможного промышленного освоения пока не предсказуемы. В этой ситуации ставка на расширение масштабов использования ВИЭ, ресурсы которых по сравнению с обозримыми энергетическими потребностями человечества практически неограниченны, несмотря на повышенные затраты, представляется вполне оправданной.
  • 2. Как обеспечить энергетическую безопасность стран и регионов, сильно зависящих от импорта энергоресурсов? Эта проблема стоит еще более остро и актуально, чем предыдущая. Мир довольно жестко поделен на страны экспортеры и импортеры энергоресурсов. Месторождения органических топлив и урана по миру распределены крайне «несправедливо», что вызывает экономические и политические кризисы и создает напряженность в мире. ВИЭ распределены по странам мира более или менее равномерно и доступны в том или ином виде и количестве в любой географической точке, что обусловливает их дополнительную привлекательность.
  • 3. Как обеспечить экологическую безопасность? Масштабы современной энергетики пока еще малы в рамках природного энергетического баланса: потребление энергии человечеством составляет всего около 2/10000 суммарного поступления энергии солнечного излучения на поверхность Земли. Вместе с тем, в сравнении с энергией, идущей на процессы фотосинтеза (около 40 ТВт), мировая энергетика соизмерима и, по оценкам, достигает около 20% от нее, что указывает на принципиальную возможность заметного глобального влияния энергетики на биосферу. Энергетика ответственна примерно за 50% всех вредных антропогенных выбросов в окружающую среду, в том числе парниковых газов. Не вызывает сомнений, что ВИЭ более экологически безопасны, чем традиционные источники.

Немаловажными аргументами в пользу развития ВИЭ являются также:

  • забота о будущих поколениях: энергетика - крайне инерционная сфера экономики, продвижение новых энергетических технологий занимает десятки лет, необходима диверсификация первичных источников энергии, в том числе за счет разумного использования ВИЭ;
  • многие технологии энергетического использования ВИЭ уже подтвердили свою состоятельность и за последнее десятилетие продемонстрировали существенное улучшение технико-экономических показателей. Удельные капитальные затраты на создание энергоустановок на ВИЭ и стоимость генерируемой ими энергии приблизились к аналогичным показателям традиционных энергоустановок, и в ряде случаев использование ВИЭ в некоторых регионах и практических приложениях стало вполне конкурентоспособным.


Недостатки ВИЭ


Справедливости ради необходимо отметить, что ВИЭ имеют как массу достоинств, так и существенные недостатки. К недостаткам, прежде всего, относится то, что ВИЭ характеризуются, как правило, небольшой плотностью энергетических потоков: солнечное излучение - менее 1 кВт на 1 м2, ветер при скорости 10 м/с и поток воды при скорости 1 м/с - около 500 Вт на 1 м2. В то время как в современных энергетических устройствах, мы имеем потоки, измеряемые сотнями киловатт, а иногда и мегаваттами на 1 м2.


Сбор, преобразование и управление энергетическими потоками малой плотности, в ряде случаев имеющих суточную, сезонную и погодную нестабильность, требуют значительных затрат на создание приемников, преобразователей, аккумуляторов, регуляторов и т.п. Высокие начальные капитальные затраты, правда, в большинстве случаев компенсируются низкими эксплуатационными издержками.


Важно подчеркнуть, что использование ВИЭ оказывается целесообразным, как правило, лишь в оптимальном сочетании с мерами повышения энергоэффективности: например, бессмысленно устанавливать дорогие солнечные системы отопления или тепловые насосы на дом с высокими тепловыми потерями, неразумно с помощью фотоэлектрических преобразователей обеспечивать питание электроприборов с низким КПД, например, систем освещения с лампами накаливания.


2


Практика использования ВИЭ в мире


Каковы масштабы практического использования ВИЭ в мире? Имеющиеся данные позволяют утверждать, что в мире наблюдается бум возобновляемой энергетики.


Установленная мощность электрогенерирующих установок на нетрадиционных ВИЭ (без крупных ГЭС) к концу 2008 г. достигла 280 ГВт, а в 2010 г. превысила мощность всех атомных электростанций - 340 ГВт. Суммарная мощность 150 тыс. ВЭУ в составе сетевых ветростанций на конец 2009 г. составила 159 ГВт. За 2009 г. в эксплуатацию было введено 39 ГВт ВЭУ, их установленная мощность по сравнению с концом 2008 г. (120 ГВт) выросла на 32%. Выработка ими электроэнергии в 2009 г. достигла 324 ТВт×ч.


Суммарная мощность действующих в мире фотоэлектрических преобразователей (ФЭП) к концу 2009 г. достигла 21,3 ГВт, причем в 2009 г. в эксплуатацию было введено более 7 ГВт, а прирост продаж ФЭП на мировом рынке за год составил более 50%. Годовая выработка ими электроэнергии в 2009 г. составила 23,9 ТВт×ч.


Суммарная мощность энергоустановок на биомассе в 2009 г. достигла 60 ГВт, а годовая выработка электроэнергии более 300 ТВт×ч.


Мощность геотермальных электростанций превысила 10,7 ГВт, а выработка ими электроэнергии 62 ТВт×ч/год.

Суммарная тепловая мощность установок солнечного теплоснабжения в 2008 г. достигла 145 ГВт (более 180 млн м2 солнечных коллекторов), солнечное горячее водоснабжение имеет более 60 млн домов в мире, ежегодные темпы роста более 15%.


Производство биотоплив (этанол и биодизель) в 2008 г. превысило 79 млрд литров в год (около 5% от ежегодного мирового потребления бензина, биоэтанол - 67, биодизель - 12 млрд литров в год. По сравнению с 2004 г. производство биодизеля возросло в 6 раз, а биоэтанола удвоилось).


В 30 странах мира действует более 2 млн тепловых насосов, суммарной тепловой мощностью более 30 ГВт, утилизирующих природное и сбросное тепло и обеспечивающих тепло- и холодоснабжение зданий.


В настоящее время около 100 стран имеют специальные государственные программы освоения ВИЭ и на государственном уровне утвержденные индикативные показатели их развития на среднесрочную и долгосрочную перспективу. Большинство стран ставят своей целью добиться вклада ВИЭ в энергобаланс страны на уровне не менее 15-20% к 2020 г., а страны Европейского Союза - до 40% к 2040 г. Приоритетное развитие ВИЭ с темпами роста в десятки процентов в год осуществляется при мощной государственной законодательной, финансовой и политической поддержке.



ВИЭ в России


Что же происходит в России? Нужно ли в России форсировать развитие использования ВИЭ?


С точки зрения макроэкономических показателей, Россия, казалось бы, с избытком обеспечена традиционными энергоресурсами. Анализ энергобаланса показывает, то из всех добываемых в стране энергоресурсов около 2/3 экспортируется за рубеж. 45% - в натуральном виде, еще около 13% - в виде энергоемкой продукции низкого передела (металл, удобрения и т.п.), около 6% - приходится на энергию, затрачиваемую на транспорт энергоресурсов и указанной продукции по территории России за рубеж. Что касается нефти, то сегодня 80% всей добываемой в стране нефти экспортируется. Утвержденная Энергетическая стратегия России на период до 2030 г. фактически предусматривает лишь незначительное относительное снижение экспорта энергоресурсов. Экспортная ориентация во многом обусловлена тем, что нефтегазовый комплекс страны обеспечивает около 17% российского ВВП и более 40% доходов консолидированного бюджета, и отказаться от таких доходов крайне сложно. Возникает, однако, вопрос: насколько такая политика дальновидна и стратегически обоснована?


Успокаивает, видимо, то что, по имеющимся оценкам, Россия занимает 1 место по запасам природного газа (23% мировых запасов), 2 место по запасам угля (19% мировых запасов), 5-7 место по запасам нефти (4-5% мировых запасов). На Россию приходится 8% мировой добычи природного урана. Однако и в России легкодоступные месторождения относительно дешевых энергоресурсов быстро истощаются, а разведка и освоение новых месторождений требует огромных затрат. Очевидно, что энергетическая политика страны уже в ближайшее время потребует серьезной коррекции в сторону более рачительного использования энергоресурсов.


С точки зрения международных обязательств России по экологии в стране пока все обстоит благополучно. Резкое падение производства в 1990-2000 гг. привело почти к 40% сокращению выбросов СО2 в атмосферу.

Оценки показывают, что даже без принятия специальных мер к 2030 г. объемы выбросов не достигнут уровня 1990 г., и проявлять особого беспокойства по этому поводу не требуется.


Приведенные данные, казалось бы, на стороне пессимистов: возобновляемые источники энергии для России при макроэкономическом анализе представляются не актуальными.


Однако давайте теперь посмотрим на Россию, немного с других позиций: с позиций регионов страны и конкретных потребителей энергии.


Факты говорят о том, что:

  • 2/3 территории страны с населением около 20 млн человек находится вне сетей централизованного энергоснабжения. Это - районы страны с наиболее высокими ценами и тарифами на топливо и энергию (10-20руб./кВт и выше);
  • большая часть регионов страны реально энергодефицитны, нуждаются в завозе топлива и поставке энергии. Для них столь же актуально решение проблемы региональной энергетической безопасности, как и для стран-импортеров энергоресурсов;
  • в нашей стране, являющейся газовой державой, газифицировано лишь около 50% городских и около 35% сельских населенных пунктов. Здесь используется уголь, нефтепродукты, являющиеся источниками локального загрязнения окружающей среды;
  • в условиях постоянного роста тарифов и цен на энергию и топливо, растущих затрат на подключение к сетям централизованного энергоснабжения автономная энергетика в стране развивается опережающими темпами: ввод за последние 10 лет дизельных и бензогенераторов единичной мощностью до 100кВт превысил ввод крупных электростанций. Потребители энергии стремятся обеспечить себя собственными источниками электроэнергии и тепла, что, как правило, ведет к снижению эффективности использования топлива по сравнению с комбинированным производством электроэнергии и тепла на ТЭЦ и снижению эффективности всей энергетики страны.


Технико-экономические оценки показывают, что именно районы с децентрализованным и автономным энергоснабжением являются наиболее привлекательными для эффективного использования нетрадиционных возобновляемых источников энергии.


Необходимо проведение целенаправленных исследований и разработок в обоснование эффективности практического использования ВИЭ в конкретных условиях с учетом реальных климатических условий и особенностей потребителей. Крайне важно при поддержке региональных властей создание сети демонстрационных объектов, наглядно показывающих преимущества использования ВИЭ и служащих центрами развития бизнеса в этом секторе энергетики.


Вклад нетрадиционных ВИЭ (без крупных ГЭС) в энергобаланс России пока не превышает 1%. Принятые в последнее время государственные решения предписывают довести вклад ВИЭ к 2020 г. до 4,5%, что потребует ввода энергоустановок на ВИЭ суммарной мощностью 20-25 ГВт. Однако эти решения пока не подкреплены должным образом законодательством и нормативными актами, не приняты принципиальные решения о стимулировании развития ВИЭ, что делает проблематичным выполнение принятых решений.


Россия существенно отстает от ведущих стран по разработке и освоению технологий использования ВИЭ. Тем не менее, имеются примеры реализации успешных проектов в этой области. Это относится к созданию нескольких геотермальных станций на Камчатке, ввод которых позволил существенно сократить объемы завоза дизельного топлива в этот регион. Частный бизнес осуществил «прорыв» в освоении производства древесных пеллет из отходов деревопереработки. Россия вошла в число мировых лидеров по объему производства пеллет (более 2 млн т в год). К сожалению, они производятся преимущественно для экспорта в европейские страны, внутри страны эффективное их использование пока сдерживается административными и экономическими барьерами. Имеются определенные успехи в создании приливных энергоустановок с использованием оригинальных отечественных разработок. Ряд компаний уделяют большое внимание освоению технологий масштабного производства фотоэлектрических преобразователей, но, опять же, с ориентацией преимущественно на экспорт.


Выводы и предложения


Итак, несмотря на то, что Россия, безусловно, лучше, чем любая другая страна в мире, обеспечена собственными запасами традиционных топливно-энергетических ресурсов, развитие возобновляемых источников энергии является крайне важным стратегическим направлением будущей энергетики. Необходимость ускоренного развития ВИЭ уже сегодня в России обусловлено как потребностями в обеспечении энергетической безопасности регионов страны находящихся вне систем централизованного энергоснабжения, где многие технологии использования ВИЭ достигли уровня конкурентоспособности, так и потребностями создания надежного задела в инновационном развитии энергетики страны для будущих поколений.


Если в автономной энергетике многие технологии использования ВИЭ уже сегодня могут быть вполне конкурентоспособными, то в централизованной энергетике требуется реализация мер государственной экономической поддержки по аналогии с другими странами. В этой сфере крайне важно ускорение принятия предусмотренных распоряжениями Правительства нормативных документов, стимулирующих развитие ВИЭ.


  • Ускоренное развитие ВИЭ в России необходимо рассматривать как важный фактор модернизации экономики, в том числе связанной с развитием инновационных производств, разработкой новых инновационных технологий, развитием малого и среднего бизнеса, созданием новых рабочих мест, улучшением социальных условий, улучшением экологии и т.п.

Государство должно быть заинтересованным в развитии ВИЭ и активно содействовать развитию этого нового направления в энергетике, прежде всего, путем создания стимулов для бизнеса. При этом участие государства в развитии ВИЭ не должно стать благотворительностью за счет налогоплательщика, а государственным бизнесом. Каждый затраченный бюджетный рубль на поддержку ВИЭ должен стать окупаемым, он, как показывают оценки и опыт других стран, может и должен приносить прибыль в бюджет в результате развития бизнеса.


Источник: http://www.energosovet.ru

Современная история энергосбережения

Современная история энергосбережения


Современную историю энергосбережения можно разбить на 5 этапов: 1965 г., 1973-1991 г.г., 1991-2003 г.г., 2003-2008 г.г. и 2009 г. — по настоящее время. Рассмотрим подробнее каждый из них.


Первый этап или предпосылки для зарождения современной истории энергосбережения


Если не принимать в расчет попыток ограничения потребления энергии после Второй мировой войны, то первый, хоть и несовершенный закон Великобритании, регламентирующий теплотехнические характеристики ограждающих конструкций зданий был принят в 1965 году. Примерно в это же время в СССР на съездах КПСС обсуждалось о необходимости снижения удельных энергозатрат на единицу продукции, однако дельных мер предпринято не было ни у нас, ни в других странах.


Второй этап современной истории энергосбережения


Старт второго этапа современной истории энергосбережения (1973-1991) связан с арабо-израильским конфликтом, известным как «Война Судного Дня», нефтяным эмбарго и резким ростом цен на нефть и газ.


После настоящей паники из-за роста цен на бензин, многокилометровых очередей на бензоколонках в Европе и США, неконтролируемого роста стоимости электрической и тепловой энергии, а в ряде случаев, с длительными перебоями их подачи, в большинстве развитых государств были приняты решения о следующем:


  • разработке специальных программ по экономии ресурсов и энергии;
  • выделении громадных бюджетных средств на проведение научно-исследовательских и конструкторских разработок в области использования нетрадиционных источников энергии;
  • снижении энергопотребления в различных отраслях промышленности;
  • разработке законодательных инициатив, обеспечивающих снижение потребления энергетических ресурсов, что стало самым главным (как выяснилось позже) на этом этапе. Новые законы были, конечно, несовершенны и в дальнейшем не раз корректировались.



В то время ученые вели активные поиски альтернативных источников энергии, разрабатывали конструкции солнечных батарей, ветряных, приливных и геотермальных электростанций, тепловых насосов для использования энергии земли, экспериментировали с биотопливом; активизировались работы по атомной энергетике, разрабатывались различные технологии энергосбережения. К сожалению, большинство работ, начатых в те годы, со временем показали недостаточную эффективность и сверхдолгую окупаемость из-за несовершенных материалов и технологий, имевшихся тогда в распоряжении. Со временем цены на нефть очень быстро стали снижаться и, в конце концов, крупные правительственные дотации на разработку альтернативных и нетрадиционных энергетических ресурсов к середине 80-х годов прошлого века стали сильно сокращаться.


Однако, нефтяной кризис 1973 г. заставил пересмотреть дальнейшие приоритеты развития энергетики и её несовершенства, связанные с использованием углеводородного топлива, и определил наиболее перспективные направления дальнейшей работы. Некоторые исследования продолжились и после прекращения государственной поддержки — частный бизнес понял дальнесрочную перспективность некоторых обнаруженных в те годы подходов и продолжил финансирование многих программ.


На основе всех исследований была разработана целостная идеология экономии энергии. Практика показала со всей очевидностью, что для успешного решения проблем энергосбережения необходим комплексный подход к решению этой задачи; улучшение какого-то одного, отдельно взятого элемента не позволит кардинально снизить энергопотребление, а порой даже может привести и к дискредитации самой идеи энергосбережения. Через десятилетия это подтвердилось на примере массовой кампании по внедрению в РФ энергосберегающих источников света. Да, они без сомнения лучше, эффективнее, чем обычные лампы накаливания. Но они пока значительно дороже, есть трудности с их утилизацией. Кроме того, никто пока не посчитал, какую долю вносили старые лампы в энергобаланс зданий в зимний период.


Важным событием стало и создание крупных исследовательских центров в Европе и США, а также очень динамичных и мобильных команд соответствующих специалистов. В составе знаменитой лаборатории «Lawrence Berkeley National» (LBNL) был организован отдел по энергосбережению в строительстве, основанный Артуром Розенфельдом, который впоследствии будет удостоен Международной премии «Глобальная энергия», являющейся аналогом Нобелевской премией в области энергетики.


LBNL и некоторые специалисты Европы были причастны к самому прорывному достижению 70-80-х годов XX века в оконной отрасли — разработке магнетронного нанесения теплоотражающих покрытий на большеформатные листовые стекла, которые станут неотъемлемым элементом энергосберегающих светопрозрачных конструкций.


За 80-е годы был достигнут значительный прогресс в энергосберегающих технологиях. В этот период стали широко использоваться тепловые насосы, а ветровые генераторы стали совершенно обыденными устройствами в Европе, Японии и США. Появились также современные и очень конкурентоспособные солнечные элементы, специалисты повсеместно взялись за строительство энергоэффективных зданий («пассивных» домов и домов с нулевым потреблением энергии), впервые массово начали заниматься санацией зданий старой постройки для доведения их до современных требований по энергосбережению.


Также в качестве одного из энергосберегающих мероприятий в зданиях, которое в дальнейшем будет применяться во многих странах, стоит упомянуть инициативу правительств Скандинавских стран, заменявших у граждан за счёт государства старые неэффективные окна на стеклопакеты.


Третий этап современной истории энергосбережения


После начала знаменитой операции США против Ирака «Буря в пустыне» в 1991 году практически стартовал и новый энергетический кризис и начался третий этап истории энергосбережения. Стоимость нефти на некоторое время опять резко выросла и вновь возникла потребность в поисках новых способов экономии энергии.


Практически одновременно с возникновением нового энергетического кризиса в США появился второй в истории комплексный документ «Energy Act 1992″, определивший основные проблемы в энергосбережении и направления их решения. Этот объемный документ разрабатывался ведущими американскими специалистами и Министерством энергетики США еще с середины 80-х годов XX века. «Energy Act 1992″ стал определяющим для развития новых технологий в области энергосбережения и использования альтернативных и нетрадиционных источников энергии более чем на 10 лет. Здесь следует отметить следующие моменты:


  • конгрессом США были выделены на обеспечение энергосбережения, значительное снижение энергопотребления несколько миллиардов долларов;
  • впервые был сделан упор на создание действенной системы субсидий и льгот для потребителей, выполняющих требования по энергосбережению, на законодательном уровне;
  • была запущена программа перспективных стандартов и других нормативов, направленных на экономию энергии во всех отраслях, включая, строительство и производство строительных материалов, основанная на стандартах производительности, ориентированных на экономию энергии;
  • были выделены очень большие средства на публичное продвижение программы энергосбережения и разъяснение ее целей потребителям;
  • были определены первоочередные цели, обеспечение которых было подготовлено в 80-е годы, и внедрение их могло бы быть достаточно быстрым. Среди них были в частности:
  • замена традиционных ламп накаливания на энергосберегающие;
  • замена традиционных окон на светопрозрачные конструкции со стеклопакетами с теплоотражающими стеклами;
  • внедрение новых типов холодильников с эффективными агрегатами;
  • было признано необходимым повсеместное внедрение маркировки энергосберегающей продукции, указывающей потребителю ее реальные характеристики и ожидаемый уровень экономии энергии;
  • был дан старт созданию ряда профессиональных государственных объединений, разрабатывающих новые методы оценки материалов и конструкций, одна из которых — «Совет по оценке светопрозрачных конструкций» (National Fenestration Rating Council);
  • были обозначены цели по разработке и строительству (с дальнейшим полномасштабным мониторингом результатов) пилотных проектов энергоэффективных зданий различного назначения в разных климатических регионах страны;
  • были выделены средства на создание компьютерных методов оценки характеристик и эффективности различных конструкций.


В то время в Германии возникла и другая проблема, требующая быстрого решения. При объединении Германии в структуру жилищно-коммунального комплекса страны влилось множество зданий в восточной части страны, которые были построены по советским проектам («хрущевки»). Проведенный в начале 90-х годов комплексный мониторинг показал, что средний расход энергии на отопление, горячее водоснабжение, освещение и другие бытовые нужды в старых зданиях составлял около 280 кВт час/м2год, из них только на отопление не менее 220 кВт час/м2год. В условиях достаточно мягкого климата в Германии и постоянного роста стоимости энергоносителей это было признано совершенно нерациональным.


Жителям Восточной Германии правительство пообещало в кратчайший срок обеспечить такой же уровень жизни, как у граждан Западной Германии. Для решения одной из главных задач в этом направлении возможно было или снести все эти здания, или произвести их реконструкцию.


В 1995г. был издан федеральным закон, в соответствии с которым новые здания должны строиться с удельным расходом энергии на отопление не выше 100 кВт час/м2/год, остальные затраты были ограничены еще на уровне 60 кВт час/м2год. Для существующих зданий был определен период в 7 лет, в течение которого они или должны быть доведены до установленного уровня энергозатрат, или должны быть снесены, в случае невозможности или нецелесообразности реконструкции. Если же положения упомянутого закона не будут выполнены, то собственнику в несколько раз увеличивали коммунальные платежи, налагали огромные штрафы, увеличивали обязательные страховочные взносы, снижали залоговую стоимость и т.д.


Также в федеральном законе были предусмотрены: финансовые вливания со стороны государства, налоговые льготы собственникам, федеральные субсидии на использование современных материалов и технологий и другие поощрения. Многие специалисты, воспользовавшиеся этим законом, построили действительно энергоэффективные собственные дома за очень небольшие деньги.


Тем временем во Франции был разработан документ RT 2000 «Индивидуальные дома без систем кондиционирования воздуха». В соответствии с ним необходимо набрать 20 баллов по следующим разделам:


  • теплоизоляция перекрытий, стен и кровли (от 2 до 5 баллов);
  • наличие тепловых мостиков в конструкции здания (от 0 до 4 баллов);
  • тип оконных конструкций (от 1 до 3 баллов);
  • системы вентиляции (от 1 до 4 баллов);
  • системы отопления и горячего водоснабжения (от 1 до 6 баллов).


В документе приведены указания по балльной оценке различных технических решений. Дополнительно учитываются также местоположение и ориентация здания по приведенной в указанных Технических рекомендациях методике. Только если в сумме набираются 20 баллов, то проект может быть утвержден. В указанном документе все требования представлены достаточно наглядно и обеспечивают использование эффективных конструкций с гарантированным выполнением требований по экономии энергии.


Т.е. можно применять дорогие и очень эффективные окна, можешь сэкономить, например, на теплоизоляции перекрытий. И нет никакой поэлементной догмы, что демонстрирует справедливый и грамотный подход к проектированию энергоэффективных зданий не только для Европы, но и РФ, что также позволяет частично снизить коррупцию в строительной сфере.


Подобные документы успешно применяются во многих странах, что помогло в формировании «зеленых» стандартов строительства.


В оконной отрасли на этом этапе произошло следующее:


  • современные светопрозрачные конструкции стали необходимым атрибутом при строительстве и реконструкции;
  • практически во всех развитых странах, кроме государств с жарким климатом (Испании, Италии), окна из ПВХ-профиля со стеклопакетами стали преобладающей на рынке продукцией. Особенно, когда в ПВХ профилях были заменены свинцовые добавки на более экологичные;
  • в этот период современные оконные технологии пришли и утвердились в РФ и в Китае, а к концу его по объему производства светопрозрачных конструкций Китай вышел на первую, а РФ — на третью позицию в мире;
  • во всем мире произошел «бум» в строительстве высотных зданий, фасадные конструкции которых оборудуются светопрозрачными панелями с энергосберегающим стеклом;
  • вернулись и стали активно развиваться проекты зданий с максимальным использованием естественного освещения и активной солнцезащиты, что позволяет снизить в значительной степени нагрузки на системы отопления и кондиционирования воздуха в зданиях различного назначения;
  • активизировались попытки совмещения фасадных конструкций зданий с солнечными элементами для выработки дополнительной энергии, используемой в дальнейшем для внутреннего и внешнего электроснабжения;
  • были практически решены проблемы вентиляции помещений, которые возникали в зданиях различного назначения при их оборудовании современными, как правило, герметичными окнами.

Этот этап продолжался вплоть до 2003 года и отмечен значительно более интересными результатами с точки зрения внедрения новых энергосберегающих технологий.


Четвёртый этап современной истории энергосбережения


Начало четвёртого этапа современной истории энергосбережения в 2003 г. связано не только с военной операцией США в Ираке и Афганистане и последовавшим увеличением стоимости углеводородов, но и с осознанием того факта, что климат планеты достаточно серьезно меняется. А в глобальном потеплении виноваты, в значительной степени, деятельность человека и неконтролируемый выброс двуокиси углерода.


В этот период отмечались значительные успехи в разработке и запуске в массовое производство новых материалов, позволяющих более эффективно использовать солнечную и иные возобновляемые виды энергии. В частности, в Юго-Восточной Азии (Таиланд, Тайвань) было начато производство тонкопленочных солнечных элементов, КПД которых выше традиционных кремниевых, а стоимость существенно ниже. Это предопределило «взрывной» характер роста применения фотоэлектрических систем.


В апреле 2004 года юридически заработал подписанный в декабре 1997 г. «Киотский протокол». В этом документе государства взяли на себя обязательства по ограничению выбросов парниковых газов, способствующих повышению температуры на планете, в атмосферу. Также были установлены соответствующие квоты и разработаны основные принципы рынка вредных выбросов: развитые страны, обеспечивающие подавляющее производство СО2, имеют возможность покупать определенное количество выбросов у стран, которые имеют «свободные», невыработанные объемы СО2. Однако, только после ратификации данного документа РФ в начале 2004 г., эти важные межправительственные соглашения смогли начать действовать реально. Киотский протокол до сих пор не ратифицирован США, Китаем и некоторыми другими странами, где объемы выброса в атмосферу парниковых газов значительно превышают установленные для них квоты.



Тем не менее, в связи с тем, что Европа заинтересована в улучшении экологической ситуации на планете, Киотский протокол сыграл очень важную роль в дальнейших шагах Евросоюза в деле энергосбережения. На данном этапе был разработан консолидированный документ 27 стран Евросоюза, известный под условным названием «Программа 20-20-20″, который был принят Европейским Парламентом 17 декабря 2008 г.


В 2004г. Конгресс США, провозгласив выполнение основных положений, принял новый документ «Energy Act 2004″, а также разработал «Дорожные карты» (Road Map) для различных отраслей промышленности. Такие документы имеются практически во всех промышленных отраслях и определяют краткосрочные и среднесрочные конкретные цели энергосбережения. Программа «Energy Act 2004″ очень эффективно работает и, несмотря на рост промышленности в США, энергопотребление в целом по стране практически не изменилось по сравнению с 1990г.


Стоит отметить, и в Евросоюзе, и в США налажена необычайно четкая координация различных мероприятий по энергосбережению не только между странами, но и между отраслями промышленности. Энергосбережение действительно становится основой экономики, и поддерживается большинством граждан стран, несмотря на то, что некоторые новые технологии сегодня все еще значительно дороже традиционных. Подтверждением сказанного является то, что в последние годы во многих странах появляются различные проекты «пассивных» зданий не только малоэтажных, но и высотных, выше 100 м. В них собраны многие достижения и открытия последних лет.


Оконные фирмы также не оказались в стороне. Начиная с 2005 г. большинство ведущих фирм все больше используют энергосберегающие технологии в своей продукции (солнечные элементы в качестве жалюзи или межэтажных заполнений) и представляют осуществленные проекты новых зданий с минимальным расходом энергии на их эксплуатацию.


В этот же период ужесточились наказания за нерациональное энергопотребление и увеличились поощрения за рациональное.


Пятый этап или энергосбережение в наши дни


В целом пятый период новейшей истории энергосбережения не сильно отличался от предыдущего. Однако, для РФ этот этап можно считать качественно новым, поскольку мы предприняли первые попытки для реального, а не формального развития энергосбережения, хоть и с опозданием на несколько десятков лет. После принятия Федерального закона №261 «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности» в декабре 2009г., нескольких заседаний Государственного совета, посвященных этому вопросу, соответствующих Постановлений Правительства РФ в январе 2011г. и начала реализации федеральных и региональных программ по энергосбережению.


Применительно к странам Западной Европы пятый период характеризуется тем, что только в 2009 г. реально начала действовать «Программа 20-20-20″, которая была принята Европейским Парламентом ещё 17 декабря 2008г. Свою лепту также внесли события, случившиеся после аварии на АЭС «Фукусима-1″ в Японии в марте 2011г.


Источник: http://greenevolution.ru

Принцип работы солнечных батарей для отопления частного дома

Самая затратная статья при эксплуатации собственного дома – расходы на отопление.

Возможно ли их снизить?

Да, если максимально задействовать бесплатную энергию природных источников. Даже в средней полосе России с одного квадратного метра за год можно получить до 1300 кВт∙ч солнечной энергии, которая может быть использована практически для любых хозяйственных нужд.


Принцип работы и преимущества


Солнечные батареи представляют собой генератор электрической энергии, основанный на фотоэлектрических реакциях. Их КПД довольно невысок – от 15 до 30 %, а мощность одного модуля составляет 50-300 Вт. Современные батареи эффективно производят энергию даже при средней облачности. Несколько солнечных элементов соединяют в цепи для обеспечения дома необходимым количеством электроэнергии. Служит система из солнечных батарей более 25 лет, а затраты на ее сооружение окупаются уже за 3-4 года.


solnechnye-batarei


Чаще всего солнечные батареи устанавливаются на крыше дома, поэтому не расходуется дополнительно полезная площадь внутри дома. Суммарная площадь поверхности солнечных батарей для отопления дома площадью 100-120 кв. м в средней полосе составляет порядка 30 кв. м. Однако все равно необходимо предусмотреть изолированное место в доме, где будет установлено электрическое распределительное оборудование и аккумуляторы, электроэнергия из которых будет использоваться в темное время суток и при пасмурной погоде.



princip-raboty-solnechnyh-batarei




Система отопления, использующая электроэнергию солнечного света, чаще бывает электрической, хотя возможны варианты и водяной системы отопления, подключенной к электрическому котлу. Электрическая система предпочтительнее, так как использование солнечной энергии эффективнее при небольшом нагреве больших площадей, таких как теплый пол. Также она более гибкая в настройке, и менять температуру в зависимости от погоды на улице или от количества человек в помещении – проще. Монтаж электрического отопления проще и быстрее, дополнительное преимущество – отсутствие громоздких радиаторов под окнами и труб.


solnechnye-batarei1


Недостатки и способы их устранения


Обычный дом тратит на отопление около 74% всей расходуемой энергии, в то время как энегоэффективный – 45-55%.

Достигается это за счет тщательной термоизоляции и исключению мест утечки тепла. Не получится сэкономить на солнечном отоплении, если стены не утеплены, а в окнах и дверях – щели. Перед установкой отопления от солнечных батарей необходимо утеплить стены, крышу, пол, позаботиться о герметизации окон.


В большинстве регионов Росси при достаточном общегодовом количестве солнечных дней распределены они крайне неравномерно. Зимой пасмурные периоды и снегопады могут длиться неделями, не говоря уже о том, что световой день значительно сокращается. Для безопасности необходимо иметь резервную отопительную систему в виде котла или возможность переключать систему отопления на получение энергии из централизованной электросети. Тем не менее, использование солнечных батарей для отопления осенью и весной вполне оправдано и позволяет снизить общие расходы на обогрев.


Большинство владельцев домов от установки солнечных батарей удерживает их высокая стоимость. За систему мощностью 20-25 кВт, при помощи которой можно отапливать дом средних размеров, придется заплатить более 800 тыс. рублей. Окупит себя такая система при текущих тарифах на электроэнергию за 3 года, если же дом дополнительно в холодные месяцы придется отапливать природным газом, то срок окупаемости увеличивается.

За солнечными батареями придется ухаживать. Периодически 2-3 раза в год их необходимо очищать от грязи и пыли, так как при загрязнении поверхности их эффективность резко снижается.


solar_system


Проект системы


Об установке солнечных батарей лучше подумать еще на стадии проектирования дома, так как располагаться они должны на южном скате крыши, причем оптимальный угол ее наклона – от 30 до 45 градусов в зависимости от региона. Специально спроектированные под использование солнечной энергии дома имеют ассиметричную или односкатную крышу, на которой можно расположить большое количество солнечных элементов.



Если ориентация дома и форма крыши не позволяют эффективно закрепить солнечные батареи, то можно смонтировать на крыше или стенах специальные каркасы для их крепежа. Солнечные батареи также могут располагаться на стойках вне дома.


Помимо самих модулей солнечных батарей и конструкций для их крепежа для подключения к системе отопления понадобятся:


  • устройство отбора мощности от батарей,
  • контроллер для солнечных батарей,
  • первичный преобразователь,
  • аккумуляторы и контроллер, при помощи которого отслеживается оставшийся в них заряд, автоматически происходит переключение на централизованную электросеть при падении уровня заряда ниже критического предела,
  • преобразователь электрического тока из постоянного в переменный,
  • комплект проводов.


Оптимально, если электрическая система обогрева дома, работающая от солнечной энергии, будет оснащена термостатом и регуляторами температуры в каждой комнате. Детальный проект и смету лучше проводить совместно с опытным электриком. Ему же стоит поручить работу по подключению солнечных батарей, чтобы не повредить их, а также вся проводку в доме.


Принимать решение об установки системы отопления, работающей от солнечных батарей необходимо отталкиваясь от доступности других источников энергии в населенном пункте и их стоимости.


Источник: http://better-house.ru ("СОВЕТЫ ПО РЕМОНТУ И СТРОИТЕЛЬСТВУ")

АЛЬТЕРНАТИВНЫЕ ИСТОЧНИКИ

Альтернативные источники питания позволяют заменить обычные инженерные коммуникации в Вашем доме на иные источники более экологичные и экономичные в денежном плане, а автономные коммуникации, в свою очередь, сделают Вас независимым от центральных коммуникаций и все это реализовать, для Вас, смогут наши специалисты, которые неоднократно выполняли свою работу. Альтернативные источники питанияАвтономные коммуникации и альтернативные источники питания электроснабжения

Существует несколько эффективных автономных коммуникаций и альтернативных источников электроэнергии таких как:


  • Энергия солнца;
  • Энергия ветра;
  • Энергия воды;
  • Энергия биомассы;
  • Электрогенератор


Благодаря энергии солнца, ветра и воды сегодня можно обеспечить электричеством довольно большие жилые помещения и даже целый населенный пункт.




Энергия солнца

Бытует мнение, что солнечная энергия может эффективно использоваться только в южных странах, а Россия после распада Советского Союза является скорее северной страной, где солнечного излучения недостаточно и использовать его нецелесообразно. Но с момента появления первой солнечной батареи (1954 год) прошло более полувека, с тех пор сделано множество открытий в этой области, технология заметно усовершенствовалась.


Последние исследования и разработки специалистов Института высоких температур Российской академии наук (ИВТ РАН) показали, что использовать фотоэлектрические источники питания в России можно и нужно. Плюсы использования солнечных батарей очевидны. Прежде всего, для запуска солнечной батареи не нужны дополнительные источники электроэнергии: чтобы солнечная батарея начала функционировать, достаточно только солнечного излучения. Топливо для солнечной батареи неиссякаемо. Во всяком случае, пока светит солнце! Фотоэлектрические установки удобны для транспортировки и монтажа, так как имеют малый вес. Специалисты также отмечают надежность современных солнечных батарей, способных работать очень долго практически в любых климатических зонах.


Фотоэлектрические автономные источники питания обычно состоят из целого ряда солнечных батарей, расположенных на плоскости. Электрический ток возникает при попадании солнечных лучей на фотоэлементы — в фотоэлектрическом генераторе. Наиболее эффективны генераторы, основанные на возбуждении электродвижущей силы (ЭДС) на границе между проводником и светочувствительным полупроводником или между разнородными проводниками. Наибольшее распространение получили солнечные фотоэлектрические установки на основе кремния трех видов: монокристаллического (наиболее высокий кпд), поликристаллического и аморфного.

Энергия ветра

Ветроэнергетические установки являются на сегодняшний день основным способом преобразования ветровой энергии в электрическую. Установка по преобразованию энергии ветра в электрический ток выглядит, как ветровая турбина с горизонтальным валом, на котором установлено рабочее колесо с различным числом лопастей — обычно их 2-3. Многолопастные колеса применяются в малых установках, предназначенных для работы при невысоких скоростях ветра. Турбина и электрогенератор размещаются в гондоле, установленной на верху мачты. Для автономного питания используются так называемые малые ветроэнергетические установки — мощностью до 100 кВт. Сфера их применения во многом совпадает с фотопреобразователями.


Подобные ветроустановки часто работают совместно с дизельгенераторами. Активно ведутся инновационные разработки в области ветро-солнечных установок. Считается, что ветро-солнечные электрогенераторы способны обеспечить более равномерную выработку электроэнергии — при солнечной погоде ветер слабеет, а при пасмурной — наоборот, усиливается.

Энергия воды

Энергия воды используется в установках двух типов. Это, в первую очередь, приливные электростанции, чей принцип работы основан на перепаде уровней «полной» и «малой» воды во время прилива и отлива. Основное их преимущество состоит в том, что выработка электроэнергии носит предсказуемый плановый характер и практически не зависит от изменений погоды. Вторым типом «водных» электростанций являются речные. Автономные источники электропитания, в основном, устанавливаются на малых реках.


В последние годы достигнут значительный технический прогресс в разработке автономных гидроагрегатов. Новейшее оборудование полностью автоматизировано и не требует постоянного присутствия обслуживающего персонала, а также отличается повышенным сроком службы в сравнении с традиционными источниками электроэнергии — ресурс работы подобных установок до 40 лет.


Помимо использования малых рек, одной из инноваций применения автономных гидроэлектростанций является их установка в питьевых водопроводах и технологических водотоках предприятий, на промышленных и канализационных стоках. Автономные гидроэлектростанции обычно устанавливают вместо гасителей давления.

Энергия биомассы

Биомасса -это органические вещества растительного и животного происхождения. Энергия, содержащаяся в биомассе, может конвертироваться в технически удобные виды топлива или энергии несколькими путями. С помощью получения растительных углеводородов, к примеру, можно получить рапсовое масло, добавляемое к дизельному топливу.


Термохимическая обработка (прямое сжигание, пиролиз, газификация, сжижение, фест-пиролиз) дает прямую конверсию в топливо. И третий путь, применяемый исключительно к жидкой биомассе, — биотехнологическая конверсия. На выходе можно получить низкоатомные спирты, жирные кислоты и биогаз.


Среди биохимических технологий переработки жидких органических отходов наиболее широкое применение во многих странах мира получила технология анаэробного (в отсутствии атмосферного кислорода) разложения органического сырья с получением биогаза, состоящего на 55-60 % из метана. Вырабатываемый биогаз используется не только в качестве топлива для электрогенераторов последнего поколения, но и в двигателях внутреннего сгорания — для производства электрической и механической энергии.

Электрогенератор

Использование электрогенератора подразумевает наличия склада топлива (танка, наливника), питающий трубопроводов, а так же питающей и распределительной электросети и необходимой автоматики, позволяющей включать генератор при росте электрической нагрузки и переключиться на иной источник (аккумулятор) в случае снижения нагрузки. Грамотные инженерные решения помогут существенно снизить расход топлива.

Автономные коммуникации и альтернативные источники питания водоснабжения

К автономным коммуникациям и альтернативным источникам питания водоснабжения относятся:


  • Скважины;
  • Колодцы;


Скважины

Для подъема воды с глубин более 15м, обычно применяют скважины. Водоносный слой, из которого производится добыча воды может быть песчаным или известковым. Известковые слои находятся глубже песчаных. Поэтому производство работ по устройству таких скважин обходится дороже. Но вода, добываемая из них гораздо чище.


В скважинах, сделанных на песок, вода может быть загрязненной и срок службы их обычно не более 6-7лет. По истечении этого времени водоприемник засоряется илом и песком. Производительность падает и скважина становится непригодной. Технические и стоимостные показатели скважины на известняк зависят от метода бурения.


Самый лучший способ бурения следующий, первая обсадная колонна ставится на известняк большего диаметра, чем обычно. Затем скважина бурится. В колонну, после бурения вставляется эксплуатационная колонна, изготовленная из пищевого пластика с перфорацией внизу. Пустоты, между колоннами заполняются, отборным, мелким гравием в нижней части и компактонитовой глиной в верхней части. Компактонитовая глина при намокании начинает набухать и перекрывает все возможные трещины, предотвращая перетекание загрязненной воды, из верхних слоев. Тем самым достигается необходимая герметичность.

Колодцы

Колодец является самым древним из известных человечеству источников водоснабжения. В наше высокотехнологичное время рытье колодцев, это, как правило, процесс ручной работы. Мастеров устройства колодцев ценят очень высоко. После того, как колодец выкопан и обустроен, необходимо проверить воду на соответствие химических показателей.


Колодец можно сделать деревянным. Тогда его шахту складывают из бревен диаметром 12-18 см. Бревна берутся от деревьев, обладающих плотной структурой и устойчивостью к повышенной влажности, такие как дуб и осина.


Можно выполнить шахту колодца из разнообразного штучного материала – кирпича, бетонных блоков, бута. Складывать такой колодец должен только профессионал, к тому же это очень трудоемкий процесс.
Самым распространенным и быстрым способом строительства шахты колодца является ее складывание из железобетонных колец. Такой способ позволяет строить колодцы большой глубины, до 30 метров. Кроме того, кольца отличаются стойкостью к размыванию водой, поэтому срок эксплуатации таких колодцев составляет 50 лет.

Автономные коммуникации и альтернативные источники питания теплоснабжения

К автономным коммуникациям и альтернативным источникам питания теплоснабжения относятся:


  • Энергия солнца (солнечный коллектор);
  • Энергия земли (тепловой насос);
  • Отопительные котлы.


Энергия солнца (солнечные коллекторы)

Солнечный коллектор поглощает световую энергию солнца, преобразуя ее в тепло. Тепло накапливается под стеклянной панелью в пластине-поглотителе (абсорбере) и нагревает жидкость-теплоноситель, которая в свою очередь греет бак с водой. Солнечная радиация улавливается поверхностью коллектора, поэтому чем больше площадь поверхности, тем больше тепла может накопить коллектор. Особая конструкция коллектора обеспечивает теплоизоляцию, предотвращая потери тепла. А правильное проектирование и установка позволяют коллектору улавливать максимум солнечного света.


Солнечные коллекторы могут применяться практически для любых хозяйственных нужд, где требуется тепло:


  • для подогрева открытых и закрытых бассейнов;
  • для автономного горячего водоснабжения;
  • для полного или дежурного отопления жилых помещений и так далее.


Солнечные коллекторы позволяют экономить на отоплении, так как вода в них нагревается бесплатным солнечным теплом, а не электричеством.

Энергия земли (тепловые насосы)

Тепловой насос основан на сборе тепла из природы, окружающей здание, и передаче собранного тепла в систему отопления (или горячего водоснабжения) здания.


В зависимости от используемого источника, тепловые насосы подразделяются на воздушные и геотермальные. Геотермальные используют в качестве источника тепла грунт или водоём. Они более эффективны и экономичны по сравнению с воздушными.


Тепловой насос работает приблизительно так: солнце нагревает поверхность земли (или воздух, или воду), из недр земли к поверхности также поступает тепло. Несмотря на то, что перепады атмосферной температуры довольно значительны в зависимости от времени года, всего в нескольких метрах под земной поверхностью температура почвы сохраняется относительно постоянной. Температура грунта теплее температуры воздуха в зимнее время и прохладнее атмосферной в летнее время. Для сбора тепла теплоноситель (незамерзающая жидкость) протекает по трубе, расположенной в почве или водоеме возле здания, к тепловому насосу.


Тепловой насос, подобно холодильнику, отбирает тепло и, соответственно, охлаждает жидкость приблизительно на 5°С. Отобранные тепловым насосом градусы отдаются системе отопления или на подогрев горячей воды или бассейна. Жидкость снова течет по трубе в грунте или воде, восстанавливает свою температуру, и снова поступает к тепловому насосу.

Отопительные котлы


Отопительные котлы бывают различных типов: газовые, дизельные, твердотопливные. В качестве топлива может применяться газ, дизельное топливо или твердое топливо (в том числе и пеллеты).


Газовый котел удобен и надежен, но по сравнению с остальными дороговат (дорог не сам котел, а автономная емкость с запасом газа и её обслуживание).


Дизельный котел работает на жидком или газообразном топливе. Они не особо требовательны в эксплуатации, хороши в любой сезон, хорошо переживают морозы и до момента загустения топлива работают на все 100% своей мощности. Работают они и на солярке, которая достаточно дешевая и доступная. Для её хранения нужен специальный бак, который присоединяется к дизельному котлу отопления.


Чаще всего дизельные котлы бывают напольными, так как обладают большой мощностью. Поэтому больше подходят для отопления больших площадей, например, коттеджей с площадью 400-500 кв.м. Однако и это не предел: мощность отдельных приборов может составлять 1000 кВт, тогда отапливаемая площадь составит 9-10 тысяч кв.м.


Твердотопливный пеллетный котел работает на специальных деревянных гранулах – пеллетах. Котельная при этом состоит из самого котла, горелки, а так же так называемого бункера для засыпки гранул. Удобством подобной котельной является возможность долгого автономного горения.

Как видно, существует большое количество альтернативных источников питания инженерных коммуникаций. 

Источник: http://ikns.ru

  • 1
  • 2