Проектант
Размещение
рекламы





@proektant.
 
ГЛАВНЫЕ НОВОСТИ
 

С 10 по 12 августа состоится выставка «Современный город. Стройиндустрия-2017» в Белгороде

C 10 по 12 августа 2017 г. в Белгороде состоится одна из самых крупных и востребованных региональных выставок строительной отрасли в Центральном Федеральном округе «Современный город. Стройиндустрия-2017». Участие в Белгородском строительном Форуме и специализированной выставке «Современный город» дает реальную возможность для экспонентов расширить рынок сбыта производимой продукции, изучить спрос на представленную продукцию и изучить возможности рынка Белгородского и соседних регионов, найти деловых партнеров, а также это отличная возможность для обмена знаниями между специалистами отрасли.

 
ГЛАВНЫЕ НОВОСТИ
 

С 3 по 6 октября состоится 15-я Международная специализированная выставка «Котлы и горелки» в в Санкт-Петербурге

«Котлы и горелки» - ключевое событие Северо-Западного региона в теплоснабжении. Проект способствует модернизации котельного парка и внедрению передовых технологий на предприятиях энергетической отрасли России. В честь юбилея выставки организаторы подготовили комплекс специальных деловых мероприятий, объединив их под общим названием «День котельщика». В программе: круглый стол «О механизмах и инструментах поддержки и продвижения производителей качественной продукции для теплоснабжения», модератором которого выступит Генеральный директор НП «Российское теплоснабжение» Василий Поливанов. На круглом столе обсудят тему государственной политики обеспечения надежности теплоснабжения, проблему станд

Объекты культурного наследия – в центре внимания 100+ Forum Russia

Этой осенью в Екатеринбург съедутся эксперты со всего мира, чтобы поделиться успешным опытом работы с самыми сложными объектами культурного наследия и попробовать навести порядок в охранном законодательстве. Международный форум 100+ Forum Russia, объединяющий крупнейших специалистов строительной и сопредельных отраслей со всего мира, в этот раз станет площадкой для дискуссий о том, как следует работать с объектами культурного наследия (ОКН).

ПОИСК ПО САЙТУ
новости, статьи, объявления, информация
Поиск осуществляется только по страницам разделов «Инфо», «Новости», «Статьи»
Загрузка поиска



Солнечная энергия — возобновляемая энергия мирового значения

Источник информации: Осадчий Геннадий Борисович

Размещено 25.10.2012


 


В мире продолжается экстенсивное ведение энергетического хозяйства. Проблема энергосбережения остро стоит во всех без исключения странах мира. Глобализация мировой экономики неуклонно возрастает. Приоритетным становится межгосударственная торговля, а, следовательно, и разделение труда и связанные с этим возрастающие расходы органического топлива на обеспечение производства в странах с более дешевой рабочей силой, продвижения товаров, услуг и рабочей силы на мировой рынок.


В настоящее время ежегодно мир потребляет столько углерода (органического топлива из земли), сколько Природа накапливала его в течение — 8 млн лет. При этом на 1 $ инвестиций в новое освоение углеводородного сырья приходится 2 – 4 м2 нарушенных земель, восстановление которых обходится в 2 – 8 $/м2.


Это негативно сказывается на экологической ситуации в целом, особенно в густонаселенных регионах, поскольку «ни один живой вид не может существовать в среде, состоящей из своих отбросов».


Энергетика, базирующаяся на сжигании углеводородного сырья, обеспечивая развитие цивилизации, получает много миллиардные прибыли за счет истощения природных запасов и нарушения здоровья населения Земли.


Расширение использования топливно-энергетических ресурсов (ТЭР) происходит потому, что в целом общее количество тепловой энергии высокого потенциала на нашей планете, мало. Поверхности Земли и вод в большинстве своём содержат большие запасы низкопотенциальной теплоты с температурой до + 30 ⁰С (рис. 1), однако объемы использования её человеком ограничиваются физическими законами [1].


 Осадчий. Солнечная энергия

Рисунок 1. Характер распределения тепловой энергии (W) по температурной шкале


І — энергия мирового океана и земной поверхности; ІІ — область тепловых потерь хозяйственной деятельности человека, а также энергия низкотемпературных природных источников (солнечной, геотермальной и др.); ІІІ — область традиционного эффективного преобразования тепловой энергии в механическую и электрическую энергии


Если рассматривать рисунок 1 ограничиваясь тепловыми процессами, происходящими в техносфере, то переход энергии, полученной из ТЭР, из одной области в другую будет следующим.


Переход энергии из области III в область II совершается, как правило, с выработкой механической и электрической энергий, или выполнением требуемого технологического передела. А из области II в область I из-за разобщенности производств, использующих тепловую энергию высокого и низкого потенциалов (температур).


Ненадлежащее использование энергии области II, в частности для выработки механической и электрической энергии приводит к необходимости постоянного восполнения области ІІІ энергией, в основном за счет сжигания топлива. Утвердившийся сегодня рост производства энергии приводит к увеличению областей по вертикали, и картина теплового баланса нестабильна во времени.


Поэтому возобновляемые и вторичные ТЭР (технологии на их базе) должны занять свое место в областях ІІ и І, характеризующие потери. Это могут быть «тепловые отходы — вторичные ТЭР» различных отраслей промышленного производства, а также возобновляемые ТЭР — солнечная и геотермальная энергии, которые используются в недостаточном масштабе.


Для эффективного использования энергии областей ІІ и І, нужны новые технологические подходы, технические идеи и нетрадиционные решения.


В качестве первого шага в этом направлении автором предлагаются новые способы прямого использования энергии области ІІ.


В качестве второго шага предлагается осуществлять преобразование низкотемпературной тепловой энергии областей ІІ и І, посредством термодинамического цикла вначале в энергию потока жидкости, затем в механическую энергию, или сразу в механическую энергию, которую в дальнейшем можно преобразовать в поток хладагента или электроэнергию.


Температурный интервал области ІІ, практически не пригодный для современных водяных паровых турбин, находится в диапазоне + 40 – + 115 ⁰С. А объем энергии этой области в общем тепловом балансе составляет примерно 50 – 60 % от генерируемой исходной энергии.


При разработке технологий использования энергии областей ІІ и І необходимо принимать во внимание следующие теплотехнические и конструктивные особенности будущих низкотемпературных тепловых машин:


• понижение нижней температурной границы термодинамического цикла обеспечивает рост его КПД значительно больше, чем повышение температуры верхней границы термодинамического цикла, на ту же величину;

• способы преобразования тепловой энергии, «обреченной» реализуемыми сегодня генерирующими технологиями на дальнейшее рассеивание, и соответствующие технические средства должны быть предельно простыми для удешевления 1 кВт∙ч вырабатываемой энергии.


Температурный интервал области І, практически не пригодный для прямого теплоснабжения находится в диапазоне 0 – +40 ⁰С. Однако все тепло этой области можно использовать для организации теплоснабжения тепловым насосом. А низкотемпературное тепло этой области можно использовать для понижения нижней температурной границы термодинамического цикла тепловой машины, в том числе ниже 0 ⁰С.


Исходя из изложенного, необходимо изыскивать дополнительные источники энергии и технологии их преобразования. Сегодня уже очевидно, что масштабную экономию ТЭР можно обеспечить только за счет новых технологий и энергетики возобновляемых источников энергии (ВИЭ).


В наше время обеспечение надлежащим энергоснабжением даже небольшого города входит в противоречие с жизненно важной потребностью каждого отдельного человека в здоровой (чистой) окружающей среде и в независимости от центральных источников энергии, а это — электричество, тепло и газ, которая вполне реальна, но порой слишком дорога.


Почему важна именно автономность дома, коттеджа или имения, а не поселения или поселка в целом?


Ответ один. Для поселения надо создать целый комплекс по выработке, аккумулированию и распределению различных видов энергии как в виде гарантированного минимума, так и по потребности, если другие потребители в этот период времени не нуждаются в ней. А у населения различные доходы.


Все эти сложности относятся и к безопасности поселения в целом. Провести электричество, означает вложить существенные средства в ЛЭП, которые по истечении 15 – 20 лет обветшают и не раз оборвутся во время сильного ветра и гололеда. И, наконец, не всем жителям понадобится централизованная электроэнергия. Найдутся и такие поселенцы, которые захотят, и найдут возможность, после двух-трех обрывов, обходиться без него.


При месячном потреблении индивидуального дома 400 кВт∙ч электроэнергии установленная мощность источника должна быть всего 533 Вт. Однако если возьмем новогодние праздники, то на это время максимальная мощность источника электропитания должна быть порядка 4 кВт.


В реальной жизни потребность в таком источнике бывает пять-шесть раз в год — на праздники, в основном, семейные. Однако для их удовлетворения нужен источник мощностью 1,5 кВт, поскольку, когда приходят гости, то никто не пылесосит, не гладит, а тем более не работает электроинструментом.


Источники примерно такой мощности и используют владельцы частных домов. Вышеприведенные цифры позволяют говорить о том, что необходим традиционный источник энергии около 0,8 кВт и аккумулятор. Причем часто можно и дальше уменьшать мощность источника электроэнергии, но необходимо в этом случае увеличивать емкость аккумуляторов. Будучи «индивидуальным», этот несложный комплекс может оказаться более безопасным и безотказнее, чем накопитель энергии в масштабе поселка.;


Такое компоновочное решение уже применяют многие владельцы домов, где не подведено электричество, относительно популярное и недорогое для автономного электроснабжения. В качестве источника электроэнергии используется ДВС с электрогенератором. Он работает 3 – 4 часа в сутки, обеспечивая электроэнергией, жилой дом в период наибольшего её потребления, и заряжает аккумуляторы. Остальное время домашние электроприборы питаются от аккумуляторов. К этой системе можно подключить и ФЭС, и ВЭС, которые будут заряжать аккумуляторы. Летом солнечные водонагреватели позволят уменьшить потребности в обычном нагревании воды до 70 % и снизить потребление топлива до 30 %.


При производстве электроэнергии от ВИЭ, с использованием свинцово-кислотных батарей как аккумуляторов имеет свои «особенности». Батареи хотя и тяжелы, но, как считается некоторыми, недороги — 50 $/кВт∙ч запасенной электроэнергии. Однако такое мнение является спорным.


У каждого из перечисленных выше устройств, конечно, есть свои недостатки. Но вместе они могут удачно дополнить и компенсировать «слабые места» друг друга. Например, в безоблачную погоду скорость ветра не велика. А в пасмурные дни ветер сильный, порывистый, со скоростью не менее 7 – 8 м/с. Поэтому необходимо все эти источники электроэнергии использовать вместе, тогда повышается надежность электропитания [2].


Исходя, из этого давно назрела необходимость заняться универсальными технологиями бесперебойного энергоснабжения наиболее мелких и незащищенных в этом вопросе слоев населения. Тем более что в мире промышленностью используется только около 5 % тепла, и до 20 % электроэнергии, и поэтому часто концентрация мощных станций на ограниченных территориях не всегда оправдывает себя.


Человечество вышло на ответственный рубеж в своей истории, требующий наряду с изменением демографической ситуации и смены парадигмы экономики – образа её структуры и функционирования. Необходим переход на новую ступень материальной культуры, совместимой с уже оскудевшим природным потенциалом планеты [3].


Если мировым сообществом принято, что нефть — это энергоноситель мирового масштаба (из-за универсальности), газ — регионального, а уголь — местного, то также необходимо подойти к классификации ВИЭ.


К ВИЭ мирового значения следует отнести солнечную энергию, к ВИЭ регионального значения — ветровую энергию, а геотермальное тепло, энергии морей и океанов — к возобновляемым ТЭР местного значения. И не так уж важно, что технологии преобразования энергии Солнца сегодня находятся в начальной стадии коммерческого использования.


В связи с этим, на сегодняшнем этапе из возобновляемых и вторичных ТЭР автором предлагается использовать солнечную энергию и теплоту, неиспользованную в термодинамических циклах для разнообразного бесперебойного энергообеспечения [4].


Эти технические решения (технологии) призваны стать гарантом экологической и энергетической безопасности и обеспечить выработку энергии пяти видов: теплоты, потока жидкости, механической и электрической энергии и холода (рисунок 2).


 Осадчий. Солнечная энергия

Рисунок 2 – Составные элементы солнечной энергетики на базе солнечного соляного пруда предлагаемой для средней полосы России


Разработанные в КБАЭ «ВоДОмёт» (г. Омск) для малых конечных потребителей энергии (в соответствии с рисунком 2) технологии использования возобновляемых (солнечной энергии) и вторичных ТЭР, призваны:


• обеспечить в любое время года, в любую погоду, для города, села, предприятия: сохранность зданий и сооружений, технологического оборудования, животных и птицы, выращенного урожая, сырья и готовых изделий (продуктов), а также проведение посевной и уборочной;

• обеспечивать удовлетворение физиологических потребностей человека в микроклимате жилища и в санитарно-медицинском минимуме;

• поддерживать транспортное сообщение в минимально допустимом объеме за счет выработки для транспортных средств топлива (биометана).


Список литературы


1 Ермолаев П.Н. Новые способы преобразования тепловой энергии в механическую / П.Н. Ермолаев // Энергетик. 1998. № 3. С. 26 – 29.

2 Кашелев А.В. Энергообеспечение загородного дома / А.В. Кашелев // Энергия Экономика Техника Экология. 2009. № 9. С. 75 – 77.

3 Акимова Т.А. Об экологическом долге поколения / Т.А. Акимова // Энергия Экономика Техника Экология. 2007. № 6. С. 48 – 51.

4 Осадчий Г.Б. Солнечная энергия, её производные и технологии их использования (Введение в энергетику ВИЭ) / Г.Б. Осадчий. Омск: ИПК Макшеевой Е.А., 2010. 572 с.


Тел дом. +7 (3812) 60-50-84, моб. +7 (962) 043-48-19

E-mail: genboosad@mail.ru

Для писем: 644053, Омск-53, ул. Магистральная, 60, кв. 17.


 

Автор: Осадчий Геннадий Борисович, инженер, автор 140 изобретений СССР.

 







СВЕЖИЕ СТАТЬИ



Контактные данные   |   Рекламно-информационные услуги   |   Размещение в Каталоге   |   Баннерная реклама   |   Статистика посещаемости