Возобнавляемые источники энергии | Умный Дом - Нижний Новгород


Возобнавляемые источники энергии

Использование вакуумных технологий для круглогодичного отопления и горячего водоснабжения

Мировые энергетические кризисы, интенсивное использование природных топливно-энергетических ресурсов, постоянно ухудшающаяся экологическая обстановка в наиболее развитых странах — все это явилось стимулом для широкомасштабного внедрения возобновляемых источников энергии. В странах Европейского сообщества действуют правительственные программы по финансированию развития альтернативной и нетрадиционной энергетики, решения вопросов по энергосбережению. К данным направлениям относятся, прежде всего, солнечная, гидравлическая, ветровая и энергия биомассы.

В России, в Минэнерго РФ разработана государственная программа "Развитие нетрадиционной энергетики в России на период до 2005 г." как подпрограмма федеральной целевой программы "Топливо и энергия". Программа содержит перечень мероприятий в рамках следующих разделов:

  • развитие производственной базы оборудования нетрадиционной энергетики до 2005 г.;

  • проведение НИР и ОКР по данным направлениям до 2005 г.;

  • разработка нормативно-правового обеспечения.

В рамках программы, только для исследования проблем использования солнечной энергии, планируется ввести в эксплуатацию 613 объектов общей производительностью не менее 69,9 Гкал/год. Ориентировочная стоимость программы составляет 37.931 млн. рублей.

В настоящее время наиболее эффективным путем развития нетрадиционной энергетики является использование солнечной энергии для получения тепла. Это направление безальтернативно, так как безвредно для окружающей среды.

Разработано и разрабатывается множество разнообразных инженерных систем по теплоснабжению, но все они содержат один общий элемент — солнечный коллектор.

Наибольшее распространение в мире получил плоский коллектор. Общая суммарная площадь установленных в мире плоских коллекторов исчисляется миллионами квадратных метров. Только в Германии ежегодно вводится в эксплуатацию до 500.000 м2 коллекторов.

Практически во всех европейских странах, таких например, как Дания, Нидерланды, Великобритания законодательно внедрены экономические механизмы — государственные субсидии, стимулирующие потребителя использовать солнечные системы. Необходимо отметить, что плоские солнечные коллекторы наиболее эффективно используются в солнечных регионах.

По мере необходимости применяются они и в регионах с холодным климатом. Расчеты показывают, что для обеспечения горячего водоснабжения на одного члена семьи площадь плоского коллектора должна составлять не менее 2,0 м2.

Новый тип солнечного коллектора - "тепловая труба"

В 1980 г. британской корпорацией "Термомакс" был разработан принципиально новый тип солнечного коллектора — "тепловая труба".

Новый тип солнечного коллектора - 'тепловая труба'

Тепловая труба, замкнутая в высоком вакууме, производит уникальный физический эффект. Теплоноситель, циркулирующий в трубе, разогревается до 300°С, а теплопотери, благодаря отсутствию конвекции, практически равны нулю. Таким образом, теплопроизводительность тепловой трубы значительно превышает теплопроизводительность самого лучшего плоского солнечного коллектора.

При заданной теплопроизводительности эффективная площадь инсталляции вакуумных солнечных коллекторов меньше примерно в 4-6 раз по отношению к плоским. Помимо этого, на работу вакуумного коллектора практически не влияет прямое солнечное излучение. Он прекрасно функционирует.

Сегодня на базе вакуумных солнечных коллекторов, в комплекте со специальными разноемкостными периферийными устройствами — автоматизированными теплообменниками с малым электропотреблением, производятся системы отопления и горячего водоснабжения (ГВС).

Теплообменники имеют энергетическую подпитку от электричества и (или) газа, а также в комбинированном варианте. Рекомендации "Термомакс" по внедрению систем отопления и горячего водоснабжения начинаются с проведения анализа при помощи специальных компьютерных программ, учитывающих все параметры конкретного объекта — от его географического положения и теплоизоляционных свойств помещения, до внутренней планировки здания и количества проживающих или пользователей. На базе данных программ разрабатывается проект инсталляции и подбирается комплекс обеспечивающих инженерных систем.

Тенденция последних трех лет — повышение мощности установок при снижении их цены. Сегодня стоимость вакуумных солнечных систем вполне сопоставима со стоимостью традиционных систем отопления. Внедрение передовых вакуумных технологий будет способствовать реализации политики ресурсосбережения.

"Солнечная энергия - это возможность извлечь выгоды сразу в двух направлениях, - сказал в интервью Би-би-си доктор Джереми Легетт из британской компании Solar Century. - На Земле 2 миллиарда человек нуждаются в этой технологии, и она уже реально конкурирует с другими источниками энергии, которыми они располагают - керосином, например. Даже в индустриальном мире, в облачных странах - таких как Великобритания - мы можем получать все необходимое нам электричество из солнечных панелей, установленных на высоких зданиях".

"Ставшие достоянием гласности детали недавнего отчета британского правительства относительно развития энергетики, как и частная переписка с представителями кабинета министров, обнадеживают, - добавляет доктор Легетт. - Правительство знает, что это перспективная технология, которая может стать основой экономики новой эры".

Использование вакуумных технологий для круглогодичного отопления и горячего водоснабжения

Солнце - неисчерпаемый источник энергии - ежесекундно дает Земле 80 тысяч миллиардов киловатт, то есть в несколько тысяч раз больше, чем все электростанции мира. Нужно только уметь пользоваться им. Например, Тибет - самая близкая к Солнцу часть нашей планеты - по праву считает солнечную энергию своим богатством. На сегодня в Тибетском автономном районе Китая построено уже более пятидесяти тысяч гелиопечей. Солнечной энергией отапливаются жилые помещения площадью 150 тысяч квадратных метров, созданы гелиотеплицы общей площадью миллион квадратных метров.

Солнечное теплоснабжение получило развитие во многих зарубежных странах. Большинство установок солнечного теплоснабжения оборудовано солнечным коллектором. Только в США эксплуатируются солнечные коллекторы площадью 10 млн. м2, что обеспечивает годовую экономию топлива до 1,5 млн. т. В нашей стране аналогичная площадь не превышает 100 тыс. м2.

Эффективный солнечный водонагреватель был изобретен в 1909 г. После второй мировой воины рынок захватили газовые и электрические водонагреватели — благодаря доступности природного газа и дешевизне электричества.

Солнце — источник энергии очень большой мощности. 22 дня солнечного сияния по суммарной мощности, приходящей на Землю, равны всем запасам органического топлива на Земле.

Приморский край относится к регионам России, где ЦЕЛЕСООБРАЗНО использовать солнечную энергию для целей энергообеспечения. Число солнечных дней в среднем по Приморскому краю составляет 310, при продолжительности солнечного сияния более 2 000 часов.

Территория края районирована по интенсивности и продолжительности поступления солнечной энергии, есть районы, где число дней без солнца всего 26 в году, продолжительность солнечного сияния 2 494 часа (п. Пограничный). На северном побережье продолжительность солнечного сияния 1900 – 2100 часов  на южном – 2000- 2200 часов.

В целом, мощность поступления солнечной энергии на территорию Приморского края составляет около 30 млрд. кВт. Практические ресурсы солнечной энергии с учетом экологических и других ограничений составляют: при получении только тепловой энергии  - 16 млн. кВт; при получении только электрической энергии – 4,9 млн. кВт.