Возобновляемые источники энергии или CleanTech
Неужели за потребляемое электричество мы можем платить в десять раз меньше? В это трудно поверить. Но некоторые страны уже применяют «чистые технологии» CleanTech. И вполне успешно. Наши зарубежные друзья отмечают, что эффективность использования природных энергетических ресурсов для получения электрической энергии в разы дешевле, чем традиционный способ. В числе энергосберегающих систем возобновляющие источники энергии занимают одно из первых мест.
Во второй половине ХХ столетия перед населением встал острый вопрос о происходящих изменениях в экологии. И особенно использование ископаемого топлива и выбросов продуктов сгорания в атмосферу. К тому же увеличение спроса на электроэнергию и повышение цен на нефть примерно с середины 1970-х прошлого столетия поставило экономистов и ученое сообщество перед проблемой использования альтернативных источников энергии. Сегодня «чистые технологии» широко применяются во всем мире.
Возобновляемые источники энергии включают 10 видов природных ресурсов: энергию солнца и ветра, гидроэнергию, энергию волн океана и приливов, геотермальная энергию, фотовольтаику, биотопливо, биомассу и осмос.
— Солнце несет в себе огромный потенциал. К примеру, жители Дальнего Востока уже получают всю пользу солнечной энергии от работы четырех маленьких солнечных электростанций.
— Ветропарки, гидростанции и мини-ГЭС — необходимые условия для работы солнечных электростанций. С этой целью энергетики внимательно изучают побережья морей и океанов. Поскольку мощность береговых и морских ветрогенераторов больше мощности тех, которые установлены на суше.
— Также работу солнечных электростанций может обеспечить биотопливо, биомасса – отходы от переработки древесины, и др.
Развитые страны давно сделали первые шаги к освоению возобновляемых источников энергии с целью энергетической независимости. Специалисты отмечают, что использование первых солнечных батарей оказалось непродуктивным: это было дорого. Сегодня ситуация изменилась в корне. Инновационные идеи и концепции, положенные в основу современных методов получения энергии, сделали их более эффективными и менее затратными.
Несколько интересных фактов:
1. За последние 37 лет цена на солнечные батареи упала в 100 раз.
2. Стоимость фотоэлектрических панелей в течении последних 5 лет снизилась на 75%.
3. Примерно 2/3 солнечных батарей по всему миру установлены в течении последних трех лет.
4. Чаще всего солнечные батареи ставят на крыши домов из чисто финансовых соображений.
5. Их преимущества уже оценили крупнейшие корпорации. Из их числа: Apple, Walmart, Google, IKEA и многие другие.
Кроме вышесказанного, есть еще одно весомое преимущество: в случае надобности такие энергетические системы могут быть разобраны и отправлены на переработку. Это не несет дополнительных экологических проблем.
Виды возобновляемых источников энергии
Электростанции, работающие на основе возобновляемых источников энергии – это, как правило, небольшие компактные модули. Но есть электростанции и внушительных размеров. Способ производства солнечной энергии базируется на низковольтной технологии.
Для преобразования ее в электричество используются несколько эффективных методов в зависимости от необходимостей. Мы рассмотрим некоторые из них: солнечные коллекторы, фотогальванические и термальные солнечные системы.
Солнечный коллектор это теплообменник. Нагрев теплоносителя осуществляется с помощью солнечной энергии. Специальное покрытие на поглощающей панели коллектора преобразовывает энергию в тепло. Как правило, площадь панели равна 1м2. В коллекторах летнего типа теплоноситель — вода, насос им не нужен. А коллекторы зимнего типа снабжены автоматикой и насосами. Типовой солнечный коллектор за один час может нагреть 10 литров воды до температуры 70 Со. Монтаж коллекторов не требует временных затрат и особых усилий. К тому же для них не понадобятся расходы на эксплуатацию. Специалисты отмечают, что при всех этих плюсах окупается система в течении 5-10 лет.
Основные принципы работы солнечных коллекторов и систем
Солнечные коллекторы существуют трех видов: плоский, вакуумный и коллектор-концентратор.
Плоский коллектор
Состоит он из абсорбера или панели, которая поглощает солнечный свет, преобразовывая его в тепло. Если в системе циркуляции теплоносителя нет дефицита тепловой энергии, то коллектор способен нагреть теплоноситель до 200 Со.
Вакуумный коллектор
Для уменьшения тепловых потерь в контурах солнечного коллектора, повышения КПД и температуры теплоносителя до 300 Со используется вакуум в тепловой трубке. Специальное покрытие позволяет эффективно преобразовывать солнечный свет в тепло. Таким образом, сохраняется до 95% энергии. Вода в них может нагреваться до температуры кипения. Их рекомендуют использовать в условиях низких температур и плохой освещенности.
Коллекторы-концентраторы
Коллекторы, снабженные отражателями, которые концентрируют солнечный свет на поглощающей панели, повышают температуру теплоносителя до 350 Со. Этот принцип существенно увеличивает эффективность системы без применения вакуумной технологии.
Фотогальванические солнечные системы
В фотогальванических солнечных системах используются фотогальванические элементы, которые преобразуют солнечную энергию. При попадании света на полупроводниковые пластины образуется электрический ток. Каждый из элементов отдает 1-2 ватта. Множество таких элементом можно соединить в модули и в группы. Это позволяют получать достаточное количество электричества для обогрева жилья и других нужд человека.
Термальные солнечные системы
Термальные солнечные установки используют как в качестве источника отопления, так и для нагрева воды в домах, офисах, бассейнах. Причем теплоносителем может быть не только вода, но и воздух.
Плоский коллектор
Подходит для нагрева воды или отопления небольшой площади. Его принцип работы достаточно прост: солнце попадает на коллектор и нагревает поглощающую пластину. Пластина нагревает воду в трубках, которую потом используют для повседневных нужд или в бассейне.
Трубчатый коллектор
Трубчатые коллекторы отдают энергии больше. Состоят они из стеклянных трубок, внутри каждой из них есть еще одна абсорбирующая металлическая с теплопоглощающим покрытием. Солнечный свет, превращаясь в тепло, передает его теплоносителю и воде соответственно. Трубчатые коллекторы чаще используются для работы охлаждающих систем в промышленности.
Солнечные коллекторы и солнечные системы используют для отопления и подогрева воды в малоэтажках, для небольших предприятий, офисов, гостиниц, а также теплиц и оранжерей. Это отличная альтернатива получения энергии из солнца, ветра и воды для населения. Устанавливаются они чаще на крышу и передают электричество по оптоволоконным кабелям в помещение.
За солнечными системами будущее, особенно если учесть, что электричество это жизненная необходимость для человека. Это высокоэкологично, не несет в себе опасности для людей и вполне доступно. По прогнозам специалистов, к 2030 году практически весь мир перейдет на использование «чистых технологий».
