Jelenleg minden kontinensen folynak kutatások a napenergia felhasználásával kapcsolatban. 2020-ra az ország energiaszükségletének 10-30%-át, 2010-ben 3%-át tervezik napelemes telepítésekkel kielégíteni. Nemzeti fejlesztési programok napenergia 68 országban fogadják el.

A napsugárzás eléri külső határok a Föld légkörét, évente 5,6 106 EJ energiát hordoz (P = 17 milliárd kW). Ennek az energiának mintegy 65%-a a felszín felmelegítésére, a párolgási-ülepedési ciklusra, a fotoszintézisre, valamint a hullámok képződésére, a lég- és óceáni áramlatokra, valamint a szélre fordítódik, a napenergia 35%-a visszaverődik. A Föld felszínét elérő napenergia áramlása 9 ezerszer nagyobb, mint a világon jelenleg szerves üzemanyagok és urán felhasználásával előállított teljes energia.

A napenergiának számos előnye van. Mindenhol elérhető, gyakorlatilag kimeríthetetlen és korlátlan ideig elérhető ugyanabban a formában. hosszú időszak idő. Ahhoz, hogy 2100-ban fedezze energiaszükségletét, az emberiségnek a Földre eső napenergia kevesebb, mint 0,1%-át, vagyis a sivatagra eső napenergia negyvened részét kell felhasználnia. A napenergia azonban alacsony fluxussűrűségű (800-1000 W/m2), intenzitása a nap folyamán változik, évszaktól függ stb. Mind a beeső, mind a szórt napenergia közvetlen fajtája. Közvetett típusok A napenergia magában foglalja a szél, a hullámok, az árapály, az óceán termikus gradienseit, a vízenergiát és a fotoszintetikus energiát.

Hagyományosan a napenergia felhasználásának négy területe különböztethető meg: termikus, fotovoltaikus, biológiai és vegyi. A hőtechnikai irány (napelemes hőellátás) a hűtőközegek, például víz, hagyományos vagy koncentrált fűtésén alapul. napsugarak speciális gyűjtőberendezésekben. Ez a módszer már elkezdett gyakorlati alkalmazásra találni az USA-ban, Japánban, déli régiók hazánkban a sótalanításra és melegvíz előállítására, épületek téli fűtésére, nyáron hűtésére, különféle termékek és anyagok szárítására, hőátalakítók táplálására, stb. Mai hatásfokkal is. napkollektorok gazdaságilag megvalósíthatónak bizonyulhat az 56. szélességi körön (kb. Moszkva szélessége). Sok figyelem Sok ország a fotovoltaikus felhasználási módra összpontosít elektromos energia.

Az elmúlt 10-20 év során a félvezetők fizikája és kémiája terén tett felfedezések jelentős előrelépéshez vezettek itt. Ezek alapján fotoelektromos átalakítókat hoztak létre - napelemeket, amelyeket ma már széles körben használnak űrhajók. Az akkumulátor hatékonysága 12-15%, a laboratóriumi mintákon ezt jelentősen sikerült elérni legjobb eredményeket (28 - 29 %).

Elméleti kutatás következtetésekhez vezetett az együttható elérésének alapvető lehetőségéről hasznos akció, közel 90%. A félvezető konverterek földi energiában való elterjedését azonban hátráltatja még mindig magas költségük (a napelemes áramtermelés költsége magasabb, mint hagyományos módokon). Ebből következően az egyik fő irány itt az olcsóbb konverterek fejlesztése, például film és szerves félvezetők felhasználásával, és kevesebb drága technológiák termelésüket.

Az USA-ban, Olaszországban és Japánban, ahol geotermikus hőerőműveket építettek, meglehetősen intenzíven fejlődik a termálvizekre (forró földalatti) alapuló geotermikus energia. Oroszországban nagy geotermikus energiaforrások állnak rendelkezésre Kamcsatkán, Szahalinban és a Kuril-szigeteken, kisebbek pedig a Kaukázusban. A geotermikus energia a mezőgazdaságban (üvegházak fűtése) és az önkormányzati (melegvízellátás) gazdaságokban használható. Dagesztán, Ingusföld, Krasznodar és Sztavropol területek egyes települései, valamint Kamcsatka csatlakoznak a geotermikus vízellátáshoz.

Az óceánok hatalmas potenciált tartalmaznak a vízoszlop mélyén lévő hőenergia formájában (sugárzás, a felső és alsó vízréteg hőmérséklete), valamint az óceáni áramlatok energiája, tenger hullámaiés árapály. A világon az árapály-erőműveken (TPP) végzett munka a legfejlettebb. 1966-ban Franciaországban épült meg a Rance erőmű, amely évente 500 millió kWh villamos energiát termel, 1968-ban Oroszországban - a Kislogubskaya GTPP at , 1984 - egy kanadai erőművet 20 MW teljesítménnyel.

Ígéretes a szerves hulladék feldolgozásából nyert biomassza energia előállítása. Az állattartó telepek, sertéstelepek, baromfitelepek szerves hulladékaiból, kommunális szennyvízből, háztartási hulladékból, valamint a fafeldolgozó ipar hulladékából üzemanyagként és komposztként (szerves trágyaként) felhasználható biogáz és etanol előállítására szolgáló technológiákat fejlesztettek ki.

Az erőművek egymással kapcsolatban állnak, és egy régió vagy ország villamosenergia-hálózatát látják el. Ebből a rendszerből különböző összetételű, teljesítményű, üzemmódú és egyéb mutatókkal rendelkező fogyasztók kapnak villamos energiát. Az energiarendszerbe való ilyen integráció lehetővé teszi: az erőművek teljes beépített kapacitásának csökkentését; tartalék teljesítmény az állomások lehetséges manőverezése miatt különböző típusok; csökkenti az általános üzemanyag-fogyasztást; további kölcsönös kapcsolatok révén növeli a fogyasztók áramellátásának megbízhatóságát; a villamosenergia-termelés hatékonyságának növelése az elektromos terhelések különböző típusú állomások közötti optimális elosztásával.

1.14.

Az elektromos hálózatra kapcsolt fogyasztók egy csoportjának teljes elektromos terhelése számos tényezőtől függ: a fogyasztók összetételétől, teljesítményétől, működési módjától, az alkalmazott technológiától és berendezésektől, a napszaktól és az évszaktól, az éghajlati viszonyoktól stb. Egy ipari terület elektromos terhelésének hozzávetőleges napi ütemezése az 1.14. ábrán látható. Állandó napi (alap)terhelés jellemzi, P3; gyengén változó (félcsúcs) terhelés P3-ról P2-re; csúcsterhelés P1. A villamosenergia-rendszerben minden pillanatban egyensúlyban kell lennie a megtermelt és elfogyasztott teljesítmény között (a veszteségeket is figyelembe véve). Ellenkező esetben a villamosenergia-rendszer egészének és egyes elemeinek működési módja vészhelyzetbe kerülhet, akár az „összeomlásig”, pl. az összes villamosenergia-forrás és -fogyasztó teljes leválasztása egymástól. A teljesítményegyensúly fenntartása érdekében az erőművekben megtermelt teljesítmény szabályozása, változtatása szükséges. Az erőegységek eltérő teljesítménye és tehetetlensége meghatározza használatuk bizonyos mintáit, műszaki és gazdasági szempontból egyaránt. Az alapterhelést a legerősebb és legtehetetlenebb erőművek - atomerőművek és nagy hőerőművek, állami kerületi erőművek - viselik. A félcsúcsterhelést vízerőművek, szivattyús tározós erőművek és hőerőművek manőverezhető egységei fedezik. A csúcsterhelést hidrogenerátorok, gázturbinás egységek és kombinált ciklusú gázturbinás egységek biztosítják.

A térségben található erőművek sajátos összetétele részben megváltoztathatja a mérlegelt terheléselosztási lehetőséget, de az általános elvek változatlanok maradnak.

Alternatív energiaforrások felhasználása

A népességnövekedés, a társadalom ipari és társadalmi fejlődése az energiatermelés jelentős növelését igényli. Ugyanakkor a huszonegyedik század közepére valóságossá válik a szerves energiaforrások akut hiánya, amely ma az összes energiaszükséglet mintegy 80%-át adja. Az üzemanyag kitermelésének és szállításának költsége folyamatosan nő, és ez a folyamat folytatódni fog, mert... az új lelőhelyek gyakran távoli, nehezen elérhető területeken, jelentős mélységben helyezkednek el. Az üzemanyagárak emelkedése annak is köszönhető, hogy az olaj, a gáz, a szén számos iparág számára fontos nyersanyag, és az „olajjal fűteni annyi, mint bankjegyekkel” kijelentés nem veszíti el relevanciáját.

Ezért folyik a munka új, alternatív típusok energiaforrások, beleértve a megújuló és környezetbarát energiaforrásokat. E fejlesztések közül néhányat az alábbiakban tárgyalunk.

Magnetohidrodinamikus (MHD) berendezések. Ezeknek a berendezéseknek a működési elve lehetővé teszi a hőenergia közvetlen átalakítását elektromos energiává (1.15. ábra). Erős mágneses térben elhelyezett 1 fémlemezek között ionizált gáz 2 sugarát vezetik át. Az elektromágneses indukció törvényének megfelelően EMF indukálódik, ami elektromos áram áramlását okozza az elektródák között a generátorcsatornán belül és a külső áramkörben. A mozgó alkatrészek hiánya az MHD generátorban lehetővé teszi 2550...2600 0C munkaközeg hőmérséklet elérését a bemenetnél és 70...75%-os hőciklus hatásfok biztosítását.

Az MHD telepítések különböző sémák szerint működhetnek. Az egyik lehetőség a zárt ciklusú atomreaktor (1.15.b. ábra). A munkaközeget (argon vagy hélium cézium hozzáadásával) egy atomreaktorban vagy egy magas hőmérsékletű hőcserélőben 3 melegítik, és belép az MHD 4 csatornába, ahol hőenergia mozgó plazma elektromossá válik. Az MHD csatornában távozó, körülbelül 1500 0C hőmérsékletű gázok az 5 gőzgenerátorba jutnak, amely biztosítja a 6 gőzturbina egység működését. Az MHD ciklus a 7 kompresszoron keresztül záródik, amely visszavezeti a gázt a reaktorba. vagy hőcserélő 3.

1.15. ábra.

a - az MHD generátor működési elve; b - MHD telepítés atomreaktorral.

A kísérleti ipari MHD-berendezés teljesítménye 25 MW. Egy 500 MW-os létesítmény műszaki fejlesztési szakaszban van. Ebben a folyamatban számos nehézség van, amelyek hátráltatják az MHD generátorok megvalósításának ütemét: nagy indukciójú mágneses mezők létrehozása; magas plazmavezetőképesség elérése 2400...2500 0C hőmérsékletig; hőálló, hőálló anyagok létrehozása; váltakozó áram beszerzése, amelyet az MHD berendezés által termelt egyenáramból kell megfordítani. Ennek ellenére az MHD generátorok fejlesztése és bevezetése meglehetősen jó kilátásokkal rendelkezik.

Termonukleáris létesítmények. Az ilyen típusú ipari létesítmények létrehozása szinte teljesen megoldhatja a szükséges energiamennyiség megszerzésének problémáját. A deutérium és trícium izotópok, a termonukleáris reaktorok kezdeti tüzelőanyagának készlete a Földön gyakorlatilag korlátlan. A termonukleáris reakció során kolosszális energia szabadul fel. Ez történik a Napon, valamint egy hidrogénbomba felrobbanásakor. Egy ilyen folyamat szabályozásához számos feltételt kell biztosítani: az üzemanyag sűrűsége legalább 1015 atommag/1 cm3; hőmérséklet 100...500?106 fok. Az üzemanyagnak ezt az állapotát a másodperc töredékéig fenn kell tartani.

A Szovjetunióban, az USA-ban és Japánban intenzíven dolgoztak a termonukleáris reaktor létrehozásán. Bizonyos pozitív eredményeket, például a TOKOMAK installációt az Atomenergetikai Intézetben. I.V.Kurcsatova. A műszaki és tudományos problémák azonban még nem tették lehetővé valódi ipari termonukleáris létesítmény létrehozását.

Naperőművek. A Föld évente 1017 W energiát kap a Naptól, ami 20 000-szerese a jelenlegi fogyasztási szintnek. Természetes, hogy a napenergiát hőenergiává alakítják. Az ilyen berendezéseket az ember ősidők óta használta. Van egy meglehetősen egyszerű módszer is a napenergia elektromos energiává alakítására - fotocellák segítségével. Ezért sok országban dolgoznak napelemes erőművek (SPP) létrehozásán. Különleges jelentősége Ugyanakkor egy ilyen energiaforrás környezetbarát és megújuló. Ennek eredményeként az elmúlt 50 év során több tucat naperőmű épült az Egyesült Államokban, Ausztráliában, Olaszországban, Óceániában és más éghajlatilag megfelelő régiókban. A Szovjetunióban megépült az 5 MW teljesítményű krími naperőmű, Közép-Ázsiában pedig egy 200 MW összteljesítményű állomást terveztek.

Jelentős nehézségekbe ütközik azonban a naperőművek létrehozása és alkalmazása, amelyek még nem teszik lehetővé a naperőművek teljes versenyét a hőerőművekkel és vízerőművekkel. Ez a napsugárzás változékonysága a napszaktól, évtől és attól függően időjárási viszonyok; alacsony sugárzássűrűség a Föld felszínén; elégtelen műszaki specifikációk meglévő fotovoltaikus cellák és ártalmatlanításuk bonyolultsága. A SEL-telepítések hatékonysága jelenleg körülbelül 15%, és a jelentős kapacitások megszerzése a berendezések nagy, több tíz négyzetkilométeres területeken történő elhelyezésével és az ennek megfelelő anyagfelhasználással jár. A SELS fejlesztésére irányuló munka azonban folytatódik.

Geotermikus állomások (GeoTES). Az ilyen állomások a föld belsejének hőjét használják fel energiaforrásként. A geotermikus erőművek fő típusai nyomás alatti forró vízzel, gőzzel, száraz gőzzel vagy gázzal (petrotermikus energia) üzemelnek.

Átlagosan minden 30...40 m-re a Föld mélyén 1 0C-kal emelkedik a hőmérséklet és 10...15 kilométeres mélységben eléri az 1000-1200 0C-ot. A bolygó egyes részein a felszín közvetlen közelében meglehetősen magas a hőmérséklet. Ezeken a helyeken erős, forró föld alatti vizek, gőz- és gázáramlás folyik. Itt geotermikus erőművek helyezhetők el. Például az USA-ban a Gejzírek Völgyében a GeoTPP teljes kapacitása 900 MW, az olaszországi Lardello GeoTPP 420 MW, az új-zélandi Wairaket állomás pedig 290 MW. Meglehetősen erős geotermikus erőművek működnek Mexikóban, Japánban, Izlandon és más országokban. A kamcsatkai orosz geotermikus erőmű 5 MW teljesítményű.

A környezeti tisztaság, a Föld megújuló hőenergiája és a tervezés kellő egyszerűsége a GeoTES kétségtelen előnye.

A geotermikus állomások hátránya, hogy merev kapcsolatban vannak azzal a hellyel, ahol a hő a Föld felszínére távozik, és a munkaközeg korlátozott paraméterei nyomás és hőmérséklet tekintetében.

Árapály-erőművek (TPP). A modern hőerőművek az apály és áramlás fázisát használják, egységeik (turbináik) reverzibilisek, és akkor működnek, amikor a víz a tengerből az öbölbe és fordítva mozog (1.16. ábra). Az ilyen berendezések turbina és szivattyú üzemmódban is működhetnek.

A PES Oroszországban (Kislogubskaya, 400 kW), Japánban, Franciaországban és más országokban működik. A legerősebb hőerőmű a Rance folyó torkolatánál található Franciaországban - 240 MW.

1.16.

a - felülnézet; b - szakasz

VGP - legmagasabb dagály horizont; VGO - a legmagasabb apály-horizont

Az árapály-energia környezetbarát, megújuló, éves és hosszú távon változatlan, de idővel jelentősen változik. holdhónapés csak meghatározott földrajzi helyeken használható a tengerek és óceánok partjain, ha a szükséges terep rendelkezésre áll.

Tengeri energiát használó erőművek. A tengerekben és óceánokban a hullámok, áramlatok, hőmérséklet- és sótartalom-gradiensek energiája elektromos árammá alakítható. Többféle átalakító üzemet terveztek és teszteltek. Például a 80 MW-os Coriolis turbinát az óceáni áramlatokat használó állomásokhoz tervezték.

Szélerőművek (WPP). Az ember mindig is használta a szélenergiát. Ezt az energiát elektromos energiává alakítani alapvetően nagyon egyszerű. A Szovjetunióban már a 20-as években megépült a 8 kW teljesítményű Kurszk szélerőműpark. A világ legnagyobb, egy egységben 1050 kW teljesítményű létesítménye 1941 óta működik az USA-ban.

Bizonyos előnyök (ökológiai tisztaság, megújulás, egyszerűség és alacsony felhasználási költség) ellenére azonban a szélenergiának vannak jelentős hátrányai is, amelyek korlátozzák a szélerőművek építését. Ez a szélenergia sűrűségének nagy egyenetlensége, földrajzi, éghajlati, meteorológiai tényezőktől való függés, stb. Ezért jelenleg a korlátozott teljesítményű szélerőművek helyi felhasználása gazdaságilag indokolt.

Az erőművek fejlődésének dinamikájának kilátásai

A globális és hazai energetikai fejlődés dinamikája azt jelzi, hogy a közeljövőben a hőerőművek, az atomerőművek és a vízerőművek közötti egyensúly megközelítőleg megmarad. Ebben az esetben a gáz-szén stratégia prioritást élvez, és csökken a fűtőolaj felhasználása a hőerőművekben. A világpiaci energiaárak, számos tényező által befolyásolva, képesek ezt a stratégiát különböző mértékben és időintervallumokban módosítani.

A PGU és a GTU továbbfejlesztésre kerül. A viszonylag új területek közül az MHD telepítések élvezik a prioritást.

Nem hagyományos energia (nap-, árapály-, geotermikus), környezetbarát megújuló természeti erőforrások felhasználásával fejlődik. Folytatódik a kutatás és fejlesztés a termonukleáris létesítmények, termoelektromos, radioizotópos, termikus, elektrokémiai generátorok és egyéb egységek létrehozása és fejlesztése terén. Különálló és nagyon fontos munkaterület az összes tüzelőanyag és energiaforrás, hő- és elektromos energia energiamegtakarítása.

A normális, teljes létért a modern embernek energiára van szükség. Energia nélkül nem tudjuk télen felmelegíteni otthonunkat, nem tudunk sok olyan terméket és dolgot előállítani, ami nélkül egyszerűen elképzelhetetlen az életünk. Hagyományosan az emberiség hozzászokott ahhoz, hogy nem megújuló forrásokból, például gáz- vagy olajmezőkből nyerjen energiát. A nem megújuló forrásokat azonban így hívják, mert előbb-utóbb kimerül a készletük, és az emberek kritikus helyzetbe kerülnek, ha persze nem készülnek fel időben az események ilyen alakulására, időt és erőforrást beosztva. egy olyan fontos tudományos és műszaki iparág fejlesztésére, mint alternatív energia.

NEM HAGYOMÁNYOS ENERGIAIRÁNYOK

Az emberiség megújuló energiaforrásként használhatja a napenergiát, a szélenergiát, az árapály-energiát, a geotermikus és egyéb nem hagyományos energiaforrásokat. Mindezeket az energiaforrásokat mélyrehatóan feltárják különböző típusok alternatív energia.

• Napenergia

Az alternatív energia ezen területe a napenergia felhasználásán alapul, melynek fő előnyei a kimeríthetetlenség, az energiatermelés során keletkező káros kibocsátások hiánya és a hozzáférhetőség. Alkalmazásának egyik bonyolító tényezője pedig a Földbe jutó napenergia mennyiségének időjárástól, napszaktól és évszaktól való függése, ami megnehezíti a napenergia felhasználását olyan területeken, ahol alacsony szint napsugárzás. Ennek a tényezőnek a kiküszöbölésére akkumulátorokat használnak.

• Geotermikus energia

Az ilyen típusú nem hagyományos energia középpontjában a föld mélyének hője áll, amelyet speciális állomásokon dolgoznak fel elektromos energiává, vagy bizonyos esetekben közvetlenül az épületek fűtésére használnak fel. Ahhoz, hogy a föld belsejében felmelegedjen, leggyakrabban kutak fúrására van szükség. Különösen hatékony ezt a módszert energiát nyerni olyan helyeken, ahol a meleg víz nagyon közel van a földfelszínhez.

• Szélenergia

Másik kimeríthetetlen forrás az energia a szél. A szélenergiát más típusú energiává alakító energiaágat szélenergiának nevezzük. A szélerőműveket a fejlett országok aktívan használják megszerzésére a megfelelő típusokat energia. Például most csaknem 10 százalék szüksége van Európának az energiát szélenergia felhasználásával nyerik, és tizenöt év múlva a szakértők szerint az európai országok által felhasznált energia a szélenergia negyede lesz.

• Bioüzemanyag energia

Ez a fajta nem hagyományos energia a biológiai nyersanyagokból (szárak és egyéb növényi részek, állati hulladékok stb.) történő energiatermelést vizsgálja.

• Hullámenergia

A nem hagyományos energia ezen iránya egy olyan érdekes megújuló forrás elsajátítása, mint a hullámenergia.

A NEM HAGYOMÁNYOS ENERGIA KILÁTÁSAI

A nem hagyományos energia minden területe aktívan fejlődik számos országban. Azokban az országokban azonban, amelyek támogatják a kutatást, fejlesztést és megvalósítást alternatív módokonátfogó kormányzati – törvényhozói és gazdasági – energiatámogatást kapott, az eredmények különösen lenyűgözőek. A fejlett országokban a megújuló energiaforrások részaránya folyamatosan növekszik, ami sok esetben lehetővé teszi a hagyományos energiafajták jelentős megtakarítását, esetenként teljes helyettesítését.

Az űrállomások már most is napenergiát használnak a fontos rendszerek működtetésére, az építészek a házak tervezésénél és építésénél eleinte figyelembe veszik a megújuló energiaforrások felhasználásának lehetőségét. A tudósok a közeljövőben merész, érdekes tudományos és technikai projektek megvalósítását tervezik, például napelemes erőművek építését a földgolyó egyenlítője mentén.

Tehát a nem hagyományos energia fejlesztésének kilátásai kolosszálisak, és a megújuló energiaforrások használatára való teljes átállás megváltoztatja világunkat.

Az alternatív energia egyfajta mentőöv a jövőben az emberiség számára. Civilizációnk további fejlődése közvetlenül függ attól, hogy mennyire uraljuk a megújuló energiaforrásokat. Éppen ezért minden magasan fejlett ország arra törekszik, hogy támogassa a kutatást ezen a területen, hogy nap-, szél- vagy más megújuló energia felhasználásán alapuló projekteket valósítson meg a hagyományos energiaforrások részleges vagy teljes elhagyása és a régóta várt függetlenség elnyerése érdekében a nem megújuló energiaforrásoktól. erőforrás.

A tiszta, megújuló energiafajták használatára való aktív átállás segít az emberiségnek minőségi változásban és a bolygó életének javításában.

Villany nélkül szinte elképzelhetetlen az élet minden otthonban: az elektromos áram segít a főzésben, a szoba fűtésében, a víz szivattyúzásában és az egyszerű világításban. De mit kell tennie, ha még nincs kommunikáció ott, ahol él, akkor alternatív áramforrások fognak megmenteni.

Áttekintésünkben több, a mindennapi életben elterjedt alternatív villamosenergia-forrást gyűjtöttünk össze, amelyeket széles körben alkalmaznak mind Oroszországban, mind az európai országokban és az amerikai kontinensen. Sok szempontból természetesen drágábbak és nehezebben üzemeltethetők, mint a központi elektromos hálózat; viszont pénzügyi befektetések A minőségi és megbízható szolgáltatás, valamint a kedvező környezeti környezet megteremtése teljes mértékben indokolttá válik.

Elektromos generátorok

A legnépszerűbb alternatív energiaforrás Oroszországban, amely a legkeresettebb a magánházakban. A felhasznált üzemanyag típusától függően az elektromos generátorok lehetnek dízel, benzin vagy gáz.

Dízel generátorok számos előnye van, beleértve a hatékonyságot, a megbízhatóságot és az alacsony tűzveszélyt. Ha rendszeresen használ dízelgenerátort, az sokkal jövedelmezőbb, mint a gázzal vagy benzinnel működő modellek. A dízel berendezések üzemanyag-fogyasztása nem magas, a gázolaj ára is alacsony, és nem igényel drága javítást.

A dízelgenerátor hátrányai a működés közben felszabaduló nagy mennyiségű gáz, a zaj és magának a készüléknek a magas költsége. A körülbelül 5 kW kimeneti teljesítményű „átlagos” berendezések ára átlagosan körülbelül 23 000 rubel; azonban egy nyári munka alatt teljesen megtérül.

Benzin generátor ideális tartalék vagy szezonális áramforrásnak. A dízelgenerátorokhoz képest a benzines generátoroknak van kis méretek, működés közben kevés zajt adnak, és alacsonyabbak a költségek - az 5 kW-os benzingenerátor átlagos ára 14 és 17 ezer rubel között mozog. A benzines generátor hátránya a magas üzemanyag-fogyasztás, és a kibocsátott szén-dioxid magas szintje miatt az elektromos generátort külön helyiségben kell elhelyezni.

Gázgenerátorok- a mindennapi életben való használatra talán „legjövedelmezőbb” modellek, amelyek minden tekintetben beváltak: földgázzal és cseppfolyósított üzemanyaggal is működhetnek a palackokban. Ennek az eszköznek a zajszintje nagyon alacsony, és a tartóssága a legmagasabb; ugyanakkor az árak mérsékelt tartományban vannak: egy körülbelül 5 kW teljesítményű „otthoni” készülékért körülbelül 18 ezer rubelt kell fizetnie.

Élet a nap alatt

Minden évben egyre népszerűbb egy másik alternatív villamosenergia-forrás - a napenergia. Nemcsak elektromos energia előállítására, hanem autonóm fűtésre is használható. A tetőre, néha a falakra különféle méretű napelemeket szerelnek fel, amelyek akkumulátorral és inverterrel rendelkeznek; egy ideje írtunk róla innovatív technológia– csempék beépített fotocellákkal (). Íme a napelemek előnyei:

• Megújuló energiaforrás felhasználása;
• Teljesen csendes működés;
• Környezetbiztonság, a légkörbe történő kibocsátás hiánya;
• Egyszerű telepítés, önálló telepítés lehetősége.

Különösen gyakran találhatunk napelemeket Európa és Oroszország déli részén, ahol a napsütéses napok száma télen és nyáron is meghaladja a felhős napok számát. De van néhány árnyalat, amelyet szintén emlékezni kell:

Még a legnaposabb időjárási körülmények között sem valószínű, hogy az összes telepített fotocella összteljesítménye meghaladja az 5-7 kW/óra értéket. Ezért, ha legalább hozzávetőlegesen figyelembe vesszük, hogy egy ház fűtéséhez 1 kW/10 energia szükséges. négyzetméter, akkor azt kapjuk, hogy csak egy kicsi kúria; A két- vagy háromszintes házak továbbra is további energiaforrásokat igényelnek, különösen, ha a víz- és fényfogyasztás is magas.

De még ha a ház kicsi is, akkor legalább 10 négyzetméter földet kell elkülöníteni a berendezések telepítéséhez, így egy szokásos hatszáz négyzetméteren, veteményeskerttel és kerttel ez valószínűtlennek tűnik.

És természetesen vannak meglehetősen „természetes” nehézségek - ez a napsugárzás napi és szezonális ingadozásaitól való függés: senki sem garantálja számunkra a napos időt még nyáron sem. És még egy szempont: bár maguk a fotocellák nem bocsátanak ki mérgező anyagokat működés közben, ártalmatlanításukat nem olyan egyszerű, speciális gyűjtőhelyekre kell vinni - akárcsak a használt elemeket.

A kész állomás költsége 100 ezer rubeltől kezdődik, ami szintén nem mindenkinek felel meg. Viszont, napenergia Használhatja „olcsóbban” is: szereljen fel a helyszínre egy kollektort a víz melegítésére - ez napközben is felfogja a hőt, még felhős és esős napokon is. Elvben, napi szükséglet meleg vízben a fűtési elosztó teljesen kielégítő, ára 30 000 rubeltől kezdődik. De az ilyen típusú berendezések nem termelnek áramot, és csak a déli régiókban képesek működni, ahol a naptevékenység meglehetősen magas.

A szellővel!

A szélenergiát elektromos árammá alakító létesítmények már nem jelentik a fantasztikus technológiai jövőt – csak nézze meg a németországi és hollandiai mezőket, hogy meggyőződhessen a szélturbinák mindenütt elterjedtségéről.

Egy kis iskolai fizika: mozgási energia A szél a turbina forgásából mechanikai energiává alakul, az inverter pedig váltakozó áramot állít elő. Emlékeztetni kell erre: a minimális szélsebesség, amelynél a lendkerékből áram keletkezik, 2 m/s, és optimális, ha a szélsebesség 5-8 m/s tartományban van; Emiatt a szélgenerátorok különösen népszerűek Európa északnyugati régióiban, ahol nagyon magas az éves átlagos szélsebesség. Tervezés típusa szerint szélgenerátorok vízszintesen és függőlegesen különböznek: ez a rotor rögzítésétől függ.

A generátor vízszintes kialakítása jó magas arány Hatékonyság, kis mennyiségű anyag kerül felhasználásra a telepítés során. De bizonyos nehézségekkel kell szembenéznie: a telepítéshez magas árbocra lesz szükség, és magának a generátornak összetett mechanikai része van, és a javítás nagyon nehéz lehet.

A függőleges generátorok szélesebb szélsebesség-tartományban működhetnek; ugyanakkor telepítésük sokkal bonyolultabb, és a motor felszereléséhez további rögzítésre lesz szükség.

A szeles évszak és a nyugodt évszak közötti különbség kiegyenlítése és a ház zavartalan elektromos áramellátása érdekében a szélerőművet általában tároló akkumulátorral látják el. Egy másik alternatíva az akkumulátor szélerőműparkba történő beszerelésére egy víztároló tartály, amelyet fűtésre és melegvízellátásra is használnak. Ebben az esetben egy kicsit megtakaríthat a vásárláson - a szélgenerátor költsége azonban továbbra is magas marad: körülbelül 300 ezer rubel, akkumulátor nélkül - körülbelül 250 ezer.

Egy másik árnyalat, amelyet figyelembe kell venni a szélerőműpark felállításakor, a berendezés alapozásának szükségessége. Az alapot különös gonddal kell megerősíteni, ha az Ön területén a szél sebessége időszakosan meghaladja a 10-15 métert másodpercenként. Télen pedig gondoskodni kell arról, hogy a szélturbina lapátjai ne jegessenek el, ez nagymértékben csökkenti a hatékonyságot. Emellett a szélturbina működéséből adódó rezgések és zajok az okai annak, hogy az állomást legalább 15 méterre célszerű egy lakóépülettől elhelyezni.

Élő haszon

A bioüzemanyagokról ma már mindenhol úgy beszélnek, mint a „jövő ökológiai technológiájáról”. Sok vita és egymásnak ellentmondó vélemények robbantak ki körülötte: vonzó az autók üzemanyagaként, mivel vonzó ára van, ugyanakkor sok sofőr gyanakszik negatív hatást bioanyag a motorhoz és a teljesítményhez. Hagyjuk az autós problémákat: elvégre a bioüzemanyagok nem csak üzemanyagként használhatók járművek, hanem elektromos áramforrásként is: helyettesítheti a gázt, a benzint és a gázolajat a berendezések tankolásakor.

A bioüzemanyagot növényi maradványok – szárak és magvak – feldolgozásával állítják elő. A biológiai dízel előállításához olajos növények magjából származó zsírokat használnak, a benzint pedig kukorica, cukornád, répa és más növények erjesztésével állítják elő. Az algákat a biológiai energia legoptimálisabb forrásának tekintik, mivel nem igényesek a termesztésben, és könnyen átalakulnak az olajhoz hasonló olajos tulajdonságokkal rendelkező biomasszává.

Ezzel a technológiával biológiai gáz is keletkezik, amelyet az élelmiszeripar és az állattenyésztés szerves hulladékainak fermentációja során gyűjtenek össze: 95%-a metán. Környezetvédelmi technológiák lehetővé teszi a földgáz összegyűjtését...lerakókban! 1 tonna haszontalan szemétből akár 500 köbméter hasznos gáz keletkezik, amit aztán cellulóztartalmú etanollá alakítanak át.

Ha arról beszélünk háztartási használatra bioüzemanyagot elektromos energia előállítására, akkor ehhez egyedi biogáz üzemet kell vásárolni, amely hulladékból földgázt állít elő. Nyilvánvaló, hogy ez a lehetőség csak olyan vidéki házban valósítható meg, amelynek van saját biológiai hulladéklerakója az utcán.

Egy szabványos telepítés 3-12 köbméter gázt biztosít naponta; a keletkező gázt aztán a ház fűtésére és különféle berendezések tankolására használhatjuk, köztük a gáz áramfejlesztőt is, amiről fentebb írtunk. Sajnos a biogázüzemek még nem mindenhol kaphatók: egyért legalább 250 000 rubelt kell fizetni.

Megszelídíteni az áramlást

Ha van saját folyóvize (egy patak vagy folyó szakasza), akkor jó megoldás lehet egy egyedi vízerőmű építése. Beépítési szempontból ez az energiatermelő típus az egyik legbonyolultabb, de hatásfoka lényegesen magasabb, mint az összes fent leírt forrásé - szél-, nap- és biológiai. A vízerőművek lehetnek duzzasztóművei vagy gát nélküliek, a második lehetőség gyakoribb és elérhetőbb - gyakran találkozhat az „áramlási állomás” szinonimával. Tervezésük alapján az állomásokat több típusra osztják:

A legoptimálisabb és legáltalánosabb lehetőség, amely alkalmas arra, hogy saját maga készítse el, egy propellerrel vagy kerékkel ellátott állomás; Az interneten rengeteg útmutatást és hasznos tippet találhat.

A legnehezebb és legkényelmetlenebb megoldás a füzér telepítése lenne: alacsony a termelékenysége, meglehetősen veszélyes a környező emberekre, és az állomás telepítése nagy mennyiségű anyag felhasználását és sok időt igényel. Ebben a tekintetben a Daria rotor kényelmesebb, mivel a tengely függőlegesen helyezkedik el, és a víz fölé telepíthető. Ugyanakkor nehéz lesz felszerelni egy ilyen állomást, és a rotort kézzel kell kicsavarni indításkor.

Ha vásárol egy kész mini vízerőművet, akkor az lesz átlagköltség körülbelül 200 ezer rubel lesz; Az alkatrészek önszerelése a költségek akár 30% -át is megtakarítja, de sok időt és erőfeszítést igényel. Hogy ezek közül melyik a jobb, döntse el Ön.

Miért fizessen havonta áramot az energiaszolgáltatóknak, ha saját energiát biztosíthat? Minden több ember a világban megérti ezt az igazságot. És ezért ma erről fogunk beszélni 8 szokatlan alternatív energiaforrás otthoni, irodai és szabadidős használatra.

Napelemek az ablakokban

Napjainkban a mindennapi életben legelterjedtebb alternatív energiaforrás az napelemek. Hagyományosan magánházak tetejére vagy udvarokra szerelik fel. De a közelmúltban lehetővé vált, hogy ezeket az elemeket közvetlenül az ablakokba helyezzék, ami lehetővé teszi az ilyen akkumulátorok használatát még a többszintes épületek szokásos lakásainak tulajdonosai számára is.

Ugyanakkor már megjelentek olyan megoldások, amelyekkel napelemeket lehet létrehozni magas szintűátláthatóság. Ezeket az energiaelemeket kell a lakossági ablakokba beépíteni.

Például az átlátszó napelemeket a Michigan Állami Egyetem szakemberei fejlesztették ki. Ezek az elemek a rajtuk áthaladó fény 99 százalékát áteresztik, de hatásfokuk 7%.

Az Uprise egy szokatlan nagy teljesítményű szélturbinát készített, amely otthoni és ipari méretekben egyaránt használható. Ez a szélturbina egy pótkocsiban található, amelyet egy SUV vagy lakóautó húzhat.

Összecsukott állapotban az Uprise turbina vezethető közutakon. De bevetéskor tizenöt méter magas és 50 kW teljesítményű teljes értékű szélturbinává válik.

Az Uprise használható lakóautóban való utazáshoz, távoli helyszínek vagy szokásos magánlakások táplálására. Ha ezt a turbinát az udvarába telepíti, a tulajdonosa akár el is adhatja a felesleges áramot a szomszédoknak.

A Makani Power az azonos nevű cég projektje, amely nemrég egy félig titkos innovációs laboratórium irányítása alá került. A technológia mögött meghúzódó ötlet egyszerű és zseniális. kb egy kis sárkányról, amely akár egy kilométeres magasságban is képes repülni és áramot termelni.

A Makani Power repülőgép beépített szélturbinákkal van felszerelve, amelyek aktívan működnek olyan magasságokban, ahol a szél sebessége lényegesen nagyobb, mint a talajszinten. Beérkezett energia ebben az esetben a sárkányt a bázisállomással összekötő vezetéken keresztül továbbítják.

Magának a Makani Power repülőgépnek a mozgásából is energiát termelnek majd. A kábelt a szél erejével húzva ez sárkány forogni fogja a bázisállomásba épített dinamót.

A Makani Power segítségével magánlakások és olyan távoli telephelyek energiaellátása is lehetséges, ahol nem praktikus hagyományos vezetéket telepíteni.

A modern napelemek még mindig nagyon alacsony hatásfokúak. Ezért a magas teljesítménymutatók eléréséhez elég nagy tereket kell panelekkel lefedni. De a Betaray nevű technológia lehetővé teszi, hogy körülbelül háromszorosára növelje a hatékonyságot.

A Betaray egy kis méretű telepítés, amely egy magánház udvarán vagy egy sokemeletes épület tetején helyezhető el. Alapja egy átlátszó üveggömb, amelynek átmérője valamivel kevesebb, mint egy méter. Felhalmozza a napfényt, és egy meglehetősen kicsi fotovoltaikus panelre fókuszálja. Ennek a technológiának a maximális hatékonysága elképesztően magas, 35 százalék.

Ráadásul maga a Betaray telepítés is dinamikus. Automatikusan igazodik a Nap égbolt helyzetéhez, hogy bármikor maximális kapacitással működjön. Ez az akkumulátor még éjszaka is termel áramot a hold, a csillagok és az utcai lámpák fényének átalakításával.

A dán-izlandi művész, Olafur Eliasson egy szokatlan projektet indított Little Sun néven, amely egyesíti kreativitás, a technológia és a sikeres emberek társadalmi kötelezettségei a hátrányos helyzetűekkel szemben. Egy napraforgó virág formájú kis eszközről beszélünk, amely nappal a napfény energiájával töltődik fel, hogy esténként megvilágítást vigyen a bolygó legsötétebb zugaiba.

Bárki adományozhat pénzt, hogy a Little Sun napelemes lámpát egy harmadik világbeli család életébe hozza. A Little Sun lámpák lehetővé teszik, hogy a nyomornegyedekből és távoli falvakból származó gyerekek estéinket tanulással vagy olvasással töltsék, ami nélkül lehetetlen a siker a modern társadalomban.

Little Sun lámpákat is vásárolhat saját magának, így részévé teheti őket saját élete. Ezeket az eszközöket használhatjuk, ha kimegyünk a természetbe, vagy lenyűgöző esti hangulatot teremthetünk nyílt területeken.

Sok szkeptikus nevet a sportolókon, azt állítva, hogy az edzés során kifejtett erő felhasználható elektromos áram előállítására. Az alkotók ezt a véleményt követve megalkották a világ első kültéri edzőgépeit, amelyek mindegyike egy kis erőmű.

Első játszótér A Green Heart 2014 novemberében jelent meg Londonban. A mozgásrajongók által megtermelt áram felhasználható a töltéshez mobil eszközök: okostelefonok vagy táblagépek.

A Green Heart oldal többletenergiát küld a helyi elektromos hálózatoknak.

Paradox, de még a gyerekeket is „zöld” energia előállítására lehet kényszeríteni. Hiszen soha nem idegenkednek attól, hogy valamit csináljanak, játsszanak és szórakoztassák magukat valahogy. A holland mérnökök ezért készítettek egy szokatlan hintát, a Giraffe Street Lamp nevet, amely a gyerekek nyugtalanságát használja fel az elektromos áram előállítása során.

A Zsiráf utcai lámpa hintaja energiát termel a rendeltetésszerű használat során. Az ülésben ringatással a gyerekek vagy a felnőttek serkentik az ebbe a kialakításba épített dinamó működését.

Természetesen az így kapott áram nem lesz elegendő egy magánlakóépület teljes körű működéséhez. De a játéknap alatt felhalmozott energia bőven elég ahhoz, hogy alkonyat után néhány órával működtessen egy nem túl erős utcai lámpát.

A Vodafone mobilszolgáltató belátja, hogy nyeresége nő, ha az ügyfelek telefonjai éjjel-nappal működnek, és maguk a tulajdonosok sem törődnek azzal, hogy hol találnak konnektort kütyük akkumulátorának töltésére. Ez az oka annak, hogy ez a cég támogatta a Power Pocket nevű szokatlan technológia kifejlesztését.

A Power Pocket technológián alapuló eszközöknek a lehető legközelebb kell lenniük az emberi testhez, hogy annak hőjét a háztartási szükségletek villamos energia előállítására használják fel.

On pillanatnyilag, Power Pocket technológiára alapozva két praktikus termék született: rövidnadrág és hálózsák. alatt tesztelték először zenei fesztivál Isle of Wight fesztivál 2013-ban. Az élmény sikeresnek bizonyult, egy ilyen ember éjszakája hálózsák Kiderült, hogy az okostelefon akkumulátorának körülbelül 50 százalékos feltöltéséhez elegendő.

IN ezt a felülvizsgálatot Csak azokról az alternatív energiaforrásokról beszéltünk, amelyek a mindennapi szükségletekhez használhatók: otthon, irodában vagy szabadidőben. De még mindig sok rendkívüli modern „zöld” technológia létezik, amelyeket ipari méretű használatra fejlesztettek ki. Az ismertetőben olvashatsz róluk.