Полезно знать

Энергия Ветра.

      Ветроэнергетика — отрасль энергетики, специализирующаяся на использовании энергии ветра — кинетической энергии воздушных масс в атмосфере. Так как энергия ветра является следствием деятельности солнца, то её относят к возобновляемым видам энергии. Ветроэнергетика является бурно развивающейся отраслью, так в конце 2007 года общая установленная мощность всех ветрогенераторов составила 94,1 гигаватта, увеличившись впятеро с 2000 года.

Ветроэнергетический бум охватывает все больше и больше стран. На 31 декабря 2005 года установленная мощность мировой ветроэнергетики достигла 58 982 МВт, из которых 11 310 МВт новых мощностей были введены в эксплуатацию только в 2005 году. Для сравнения в 2004 году отрасль выросла на 8 344 МВт, а в 2003 году - на 8 100 МВт. Таким образом, рост ветроэнергетической отрасли в 2005 году составил 24%. Учитывая продолжающуюся динамику роста, Всемирная ветроэнергетическая ассоциация ожидает, что установленная мощность ветроэнергетики в мире в 2010 году достигнет 120 000 МВт. На сегодняшний день доля ветроэнергетики в мировом энергопроизводстве составляет 1%, причем в некоторых странах на долю энергии, выработанной за счет ветра, приходится 20% и более от общего объема энергопоставок. Финансы, ранее затрачиваемые на импорт ископаемых энергоносителей, сегодня "инвестируются" в новые рабочие места - уже более 235 000 человек непосредственно занято в ветроенергетической отрасли.

   Естественно, что наибольший ветровой потенциал наблюдается на морских побережьях, на возвышенностях и в горах. Тем не менее, существует еще много других территорий с потенциалом ветра, достаточным для его использования в ветроэнергетике. Как источник энергии, ветер является менее предсказуемым в отличие от, например, Солнца, однако в определенные периоды наличие ветра наблюдается на протяжении целого дня. На ветровые ресурсы влияет рельеф Земли и наличие препятствий, расположенных на высоте до 100 метров. Поэтому ветер в большей степени зависит от местных условий, чем энергия Солнца. В гористой местности, к примеру, два участка могут обладать одинаковым солнечным потенциалом, но вполне возможно, что их ветровой потенциал будет различен, в первую очередь из-за различий в рельефе и направлений ветровых потоков. В связи с этим планирование места под ВЭУ должно проводиться более тщательно, чем при монтаже солнечной системы. Энергия ветра также подчинена сезонным изменениям погоды: более эффективная работа ВЭУ зимой и менее - в летние жаркие месяцы (в случае с солнечными системами ситуация противоположная). В климатических условиях Дании фотоэлектрическая система эффективна на 18% в январе и на 100% в июле. Эффективность работы ветростанции в июле - 55%, а в январе - 100%. Оптимальным вариантом является комбинирование в одной системе малой ВЭУ и солнечной системы. Подобные гибридные системы обеспечивают более высокую производительность электроэнергии по сравнению с отдельно установленными ветровой или фотоэлектрической установками.
Ветряные генераторы практически не потребляют ископаемого топлива. Работа ветрогенератора мощностью 1 МВт за 20 лет эксплуатации позволяет сэкономить примерно 29 тыс. тонн угля или 92 тыс. баррелей нефти. Ветрогенератор мощностью 1 МВт сокращает ежегодные выбросы в атмосферу 1800 тонн СО2, 9 тонн SO2, 4 тонн оксидов азота.
В Таджикистане годовая продолжительность солнечного сияния колеблется от 2100 до 3170 часов в год, а плотность солнечного излучения доходит до 1 кВт/м2 и более. Однако огромный потенциал солнечной энергии остаётся практически невостребованным, хотя по оценкам специалистов за счет энергии солнца Таджикистан мог бы удовлетворять свои энергопотребности на 20%.

Энергия Солнца

Солнечная кухня

     Солнечная кухня-это гелиоустановка, предназначенная для приготовления пищи. Основной его элемент это — гелиоконцентратор (чаще всего в виде отражателя параболоидной формы), фокусирующий солнечные лучи на поверхности приёмника излучения (кастрюли, кипятильника и т.п.). Как правило, гелиоконцентраторы для Солнечной кухни имеют невысокую точность фокусирования, т.к. большая плотность энергии на поверхности приёмника делала бы ее неудобной в обращении.

Схема сборки солнечной кухни

Солнечные коллекторы
     “Собирать” и использовать энергию Солнца для нагрева воды, Вам поможет солнечный водонагреватель - коллектор. Особенность коллекторов состоит в том, что лучевоспринимающая поверхность обработана компонентами, которые обеспечивают максимальное тепловосприятие за счет их избирательности к тепловому спектру солнечного потока и нагревают воду, проходящую по трубкам. Коллектор предназначенный для нагревания воды, текущую по трубкам, прикрепленным к поглощающей пластине. Тепло, поглощенное пластиной, немедленно передается жидкости.

Солнечная фотоэлектрическая система
Это солнечная электростанция, в которой используется способ прямого преобразования энергии солнечного излучения в электрическую.

    Солнечные панели являются основным компонентом для построения фотоэлектрических систем. Собираются они из отдельных солнечных элементов, принцип работы которых построен на основе явления внутреннего фотоэффекта в полупроводниках. В фотоэлектрических преобразователях солнечной энергии используется кремний с добавками других элементов, образующих структуру с р-n-переходом. Причём толщина полупроводника не превышает 0,2–0,3 мм.

   Солнечный модуль - это батарея взаимосвязанных солнечных элементов, заключенных под стеклянной крышкой. Модули классифицируются по пиковой мощности в ваттах (Втп). Ватт - единица измерения мощности. Один пиковый ватт - техническая характеристика, которая указывает на значение мощности установки в определенных условиях, т.е. когда солнечное излучение в 1 кВт/м2 падает на элемент при температуре 25 оC. Такая интенсивность достигается при хороших погодных условиях и Солнце в зените. Чтобы выработать один пиковый ватт, нужен один элемент размером 10 x 10 см. Более крупные модули, площадью 1 м x 40 см, вырабатывают около 40-50 Втп.

Так же можно выделить 2 типа фотоэлектрических систем: автономные и соединенные с электрической сетью.

Солнечные фотоэлектрические системы обладают рядом преимуществ:
• Их работа механически очень проста, нет вращающихся частей и не нужно эксплуатационного обслуживания, кроме периодической очистки поверхности солнечных панелей
• Солнечные панели вырабатывают электричество, которое может запасаться в аккумуляторных батареях и использоваться в зависимости от емкости аккумуляторной батареи
• Выработка электрической энергии фотоэлектрическим процессом совсем бесшумна и не производит никаких углекислотных и других токсических испарений.

  Кремний, из которого изготовляются солнечные элементы, называют "нефтью 21-го столетия". Расчеты показывают, что солнечный элемент с КПД 15 %, на которые пошел 1 кг кремния, за 30 лет службы могут произвести 300 МВтч электроэнергии. Равное количество электроэнергии можно получить, израсходовав 75 т нефти (с учетом КПД теплоэлектростанций 33 % и теплотворной способности нефти 43,7 МДж/кг). Таким образом, 1 кг кремния оказывается эквивалентен 75 т нефти.
Природные условия Таджикистана в первую очередь благоприятны для использования солнечной энергии и гидроэнергии. Интенсивность солнечной энергии в большинстве районов достигает 1 кВт/м2 и если солнечными панелями покрыть только 0,1% общей территории страны, то энергия, которую можно было бы собирать ежегодно, составила бы 300 млрд.кВт в час, что равно потенциальным гидроресурсам республики.

Энергия Биогаза

Биогазовые установки – вариант получения альтернативной энергии путем обработки биоотходов. Из 1 кубического метра биогаза в установке вырабатывается 2 кВт электроэнергии. А, например, из коровьего навоза выход газа – 38-52 кубических метров на тонную сырья. Получается, что из тонны коровьего навоза можно получить 76-104 кВт.

В среднем, за год одна корова может давать до 10 тонн навоза. Это значит, что мы можем получить «с помощью» одной коровы – 1040 кВт в год. Это 1000 часов горения 10 лампочек, либо 10.000 часов горения одной лампочки. Делим полученное число на 24, и получаем 476 дней. Фактически освещение в своем коровнике корова может «отработать» с лихвой.

Кроме непосредственно энергии, при обработке отходов мы получаем удобрение, тепло (которое при правильно организации также можно использовать, например, для отопления самой установки и фермы), внешнюю эстетику (как минимум через уменьшение площади лагун).  Возле установок можно создать теплицы, и тогда установка будет обеспечивать на 90% (тепло, удобрения) затрат по содержанию этих теплиц.  Удобрения из обработанных отходов повышают урожайность на 30%-50% за счет повышения минерализации до 60% и других процессов обработки биоотходов. 

Основной источник энергии все эти годы было ископаемое топливо. Однако его запасы в недрах земли не безграничны. Поэтому в последнее время отдельные предприятия и государство в целом стремятся развивать альтернативные источники энергии. Одна из альтернативных источников энергии – биомасса. 

Биомасса – собирательный термин, характеризующий материалы, возобновляемые за короткий промежуток времени, органического происхождения. Это универсальные материалы, которые можно использовать для сразу нескольких задач одновременно – тепло, электричество. Можно разделить на две категории – древесная биомасса и не древесная биомасса.  К древесной относятся лесоматериалы, быстрорастущие специально насажанные деревья, такие как тополь, ива, остатки древесного материала (опилки, стружка). Не древесная биомасса включает в себя продукты жизнедеятельности, промышленные отходы, зерновые. Чтобы в атмосфере не увеличивалось углекислого газа, нужно засаживать столько же молодых деревьев, сколько их вырубают, поскольку именно дерево в больше своей массе используют как источник древесной биомассы. Дерево для получения топливо можно не только сжигать, но и подвергать специальной обработке. Например, при пиролизе, из дерева вырабатывается метан, который потом можно сжигать с большим КПД.