Проблемы малой энергетики

Пнд, 05/18/2009 - 12:03

Энергия малых рек

Существует огромное множество прудов, созданных для разведения рыбы. Многие из них из-за невыгодности уже не используются по своему назначению. Они уже перегорожены плотинами, поэтому весь возможный ущерб природе здесь уже причинен и ничто не мешает установить на этих плотинах гидротурбины небольшой мощности. Правда, этому, как всегда, мешает недостаток денег, но при правильном расчете эти затраты обычно окупаются. Несмотря на относительно малую мощность, от единиц до десятков киловатт, у такой энергетической установки будут преимущества перед солнечной батареей или ветряком. Поток воды через нее достаточно стабилен во времени, что позволит отказаться от мощных аккумуляторных батарей.

Отдача от такой электростанции зависит от расхода воды в реке и от высоты падения воды.

Ее недостатками могут быть трудности работы зимой и при спуске воды в водоеме, а также повышенный шум.

Чтобы не тратить больших денег на приобретение водяной турбины, ее подобие вполне можно построить силами, скажем, местной МТС. Малая гидроэлектростанция, наверное, не покроет всех потребностей в электроэнергии, но сама себя окупит и послужит небольшим (а, возможно, и большим) подспорьем хозяйству.

Получение биогаза

Это по сути альтернативный способ сжигания топлива биогенного происхождения, то есть древесины, соломы и просто бытовых отходов. Сейчас проектами получения биогаза интересуется промышленность, а использование его частными лицами и мелкими хозяйствами – большая редкость.

Биогаз получают в специальных реакторах, где отходы под действием бактерий разлагаются с выделением смеси метана и углекислого газа. Иногда не требуется даже постройка реакторов: отходы можно насыпать в большую яму, покрыть слоем грунта, не забыв при этом сделать устройства для вывода газа. Затем образовавшийся газ можно накапливать и сжигать на электростанциях как обыкновенный природный газ.

Плюсы такого альтернативного сжигания – получение относительно дешевого топлива, уменьшение вреда экологии, частичное решение проблемы бытовых отходов, ведь после откачки газа оставшуюся массу можно использовать в качестве удобрений, конечно, если она содержит в себе только биогенные отходы без токсичных компонентов.

Практические варианты

Многим хотелось бы иметь у себя на даче солнечную батарею или, например, ветряк и не зависеть от энергетических компаний с их все повышающимися тарифами. Но в каждом конкретном случае, в зависимости от климата, возможностей и целей, нужно выбрать самый выгодный вариант. Если нужна большая мощность, например, для обогрева дома зимой, больше всего подойдет ветровой генератор, при этом аккумуляторы могут вообще не понадобиться. Если нужен резервный источник тока, то наоборот, главное – аккумулятор, а чтобы обрести некоторую независимость от энергетических компаний, придется комбинировать солнечные батареи с ветряками и аккумуляторами, а если есть возможность - обратить внимание на местный пруд, объединиться с соседями и установить миниатюрную гидроэлектростанцию.

Промышленные ветрогенераторы, скорее всего, будут дороги для простого сельского жителя, а чтобы получить сколько-нибудь значительную мощность от солнечных батарей, придется выложить почти астрономическую сумму денег. Небольшой ветряк можно изготовить и самостоятельно, подавляющее большинство ветряков на личных подворьях – самодельные. Как правило, в них используются генераторы от тракторов или грузовых машин. Эти генераторы рассчитаны на напряжение бортовой сети – 12 вольт, кроме того, оно будет зависеть от скорости ветра, поэтому чтобы от ветряка могли питаться стандартные бытовые приборы, генератор обязательно должен быть дополнен преобразователями напряжения и стабилизаторами.

При этом, правда, чаще всего полностью обеспечить себя собственным электричеством не получится, а если и получится, то это электричество может оказаться дороже, чем казенное.

Приведем пример: стоимость самодельного ветряка, если основные детали купленные, может составить 1000 грн., без учета затрат на ремонт в течение срока эксплуатации. Срок эксплуатации – 5 лет. Среднегодовая выработка электроэнергии – 1000 КВт·ч, или 5000 КВт·ч в течение всего срока эксплуатации. Цена одного киловатт-часа составит 20 копеек. Цифры эти весьма приближенные и оптимистические, так что можно сказать, что для получения более дешевого электричества, чем в промышленности, нужно будет сильно потрудиться. Все-таки в промышленной энергетике достигаются более высокие КПД, ее работа точно рассчитана, научно и экономически обоснована. Если же упомянуть ветряки заводского изготовления, то при той же мощности их цена будет раз в десять выше, а срок эксплуатации - всего раза в три. Соответственно, и цена киловатт-часа будет выше в три раза.

На сегодняшний день проекты постройки малых электростанций, работающих на энергии воды, ветра и солнца, могут быть выгодны главным образом в тех районах, куда трудно или невыгодно проводить линии электропередачи. Но если промышленность начнет массовый выпуск недорогих мини-электростанций, население сочтет их приобретение выгодным, а цены на традиционные энергоносители будут и дальше повышаться ударными темпами, у миниатюрной энергетики есть реальные шансы найти свою нишу.

Другие материалы рубрики


  • Недавно в новостях услышал информацию о том, что весной 2010 г. городское население планеты превысило сельское и составляет 51%. В 2020 г. городское население уже будет составлять 57%.
    Вроде бы ничего интересного. Сухая статистика.
    Но за этой статистикой просматривается очень настораживающая тенденция, если учесть, что за этот период население Земли вырастет с 6,8 до 8 миллиардов человек.
    Урбанизация растет огромными темпами.

    • Страницы
    • 1
    • 2


  • В начале нового тысячелетия почти весь мир столкнулся с новой, весьма болезненной проблемой — истощением топливных запасов планеты. Ученые с каждого угла кричали, что через 30 лет на земле не останется ни капли нефти. Но прошло уже 10 лет, и эти крики понемногу улеглись. Были найдены новые месторождения в Саудовской Аравии, в России разведали новые, огромные запасы сибирской и заполярной нефти. Единственная проблема — добраться до них, но учитывая сегодняшнюю стоимость «черного золота» на мировом рынке, это не будет составлять особого труда.
    Но беда, как известно, не приходит одна. С топливной проблемой пришла проблема загрязнения окружающей среды обитания человека. Продукты сгорания бензина и дизтоплива стали настолько насыщать атмосферу Земли, что экологи забили тревогу. Их главный девиз — «Парниковый эффект!» К сожалению, они до сих пор не могут определиться, чем он грозит нашей планете — глобальным потеплением или новым ледниковым периодом. Впрочем, одно не исключает другое. Сначала довольно сильно потеплеет, арктические льды растают, опять понизят температуру, но настолько сильно, что 2/3 суши (по самым пессимистическим прогнозам) покроется снегом и льдом.
    Что же делать? Отказаться от автомобильного транспорта и вообще от использования нефти и нефтепродуктов? В данный исторический отрезок времени это даже не теория, а какая-то фантазия Гринписа, если не сказать больше. Но нам надо как-то сберечь природу и при этом не нанести вреда экономике, как в мировом масштабе, так и в масштабе отдельной страны. И тут, к огромной радости почти всех экологов (почему почти — будет сказано ниже) на мировую топливную арену семимильными шагами выходит новое горючее — биодизель.

    • Страницы
    • 1
    • 2
    • 3


  • Нефте- и газодобыча уже в течение многих лет — ведущие отрасли российской экономики. В иные периоды они давали до 50% поступлений в федеральный бюджет. Это стало возможным только после введения в эксплуатацию крупнейших месторождений Западной Сибири. Поиск месторождений, ставших открытием века, стоил огромного труда. Основной вклад в него внесли сибирские геологи.
    Чтобы понять, где и как искать нефть, — а ее считают самым труднодоступным богатством планеты, — надо знать, как она образуется. В 1932 году была опубликована классическая работа основоположника советской нефтяной геологии Ивана Михайловича Губкина (1871-1939) «Учение о нефти», которая сыграла огромную роль в развитии представлений о происхождении нефти и формировании ее залежей. Он сформулировал четыре этапа образования нефтяных запасов, которые и сегодня лежат в основе научных воззрений о процессах нефтеобразования.

    • Страницы
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4


  • Теперь уже никто не сомневается, что в расстрельные 30-е годы прошлого века ничего прогрессивного в России существовать не могло. Старшее поколение стыдливо молчит, поскольку высказывать иную точку зрения ныне считается непатриотичным. А постперестроечное вообще не ведает, что в основе многих модных сейчас инновационных проектов лежат неосуществленные мечты почти восьмидесятилетней давности. Примером может служить история со сгущенным бензином.

    • Страницы
    • 1
    • 2


  • ...В современных ВЭС воплощено множество технических идей, отвечающих последним достижениям науки. Вот далеко не полный перечень уникальных систем и механизмов, обеспечивающих эффективную и безопасную работу ветроэлектростанций: система динамического изменения угла атаки (изменяет угол заклинивания лопастей, удерживая тем самым нужный угол атаки); система динамического регулирования скорости вращения ветроколеса в зависимости от нагрузки и скорости ветра (выбирает оптимальный режим работы); система управления рысканием  — электронный флюгер (поворачивает гондолу с ВЭУ по особому закону с учетом доминирующего направления ветра, его порывов и турбуленции); система оперативного регулирования магнитного скольжения асинхронного генератора (используются усовершенствованные асинхронные генераторы с ротором «беличья клетка»)...

    • Страницы
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4
    • 5

  • При минусовой температуре проблемы с запуском двигателя гарантированы. Это знает каждый опытный автомобилист, которому не раз приходилось подолгу просиживать в холодном салоне, пытаясь завести автомобиль. А вот о причинах этих самых проблем думает далеко не каждый водитель. Еще до того, как температура опустится ниже нуля, важно сменить все жидкости в автомобиле на незамерзающие. Это касается моторного масла, охлаждающей жидкости, жидкости в бачке омывателя. Нужно тщательно смазать стартер и прочие системы мотора, от этого также зависит степень прилагаемых для запуска двигателя усилий в сильный мороз.



  • Солнце — основной источник энергии на планете. В полдень на низких широтах плотность потока энергии солнечного излучения близка к 1 кВт/м²,, в среднем по освещенной части земного шара — 350 Вт/м². Потенциальный ресурс энергии огромен. Ей соответствует мощность 6,7∙1016 Вт. Теоретически КПД преобразования энергии может достигать 93%. Сейчас он составляет 10…30%. КПД определяет технический ресурс, равный произведению КПД на потенциальный ресурс.
    В настоящее время энергия солнечного излучения используется мало из-за относительно низких значений плотности потока энергии (100 — 1000 Вт/м²).
    Разрабатываются проекты создания солнечных энергосистем на геостационарной орбите с мощностью 1…10 ГВт. Передачу энергии на Землю планируется осуществлять при помощи мощных электромагнитных пучков на длине волны около 5…10 см.

    • Страницы
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4


  • ...В 1949 году О. А. Лаврентьев предложил плазменное решение проблемы синтеза легких ядер в виде электростатической ловушки, однако на тот момент плазма оказалась наименее исследованным состоянием вещества и каждый раз преподносила новые «сюрпризы». Как правило, эти неприятные «подарки» представляли различного рода неустойчивости, приводившие к срыву необходимых режимов работы установок. Осуществление в 1951 году неуправляемой термоядерной реакции в земных условиях в ходе испытательного взрыва водородной бомбы стимулировало проведение исследований, связанных с управляемым термоядерным синтезом (УТС), как источником энергии. Систематические исследования проблемы УТС начались примерно одновременно в Англии, СССР и США в обстановке глубочайшей секретности, так как предполагалось, что их результаты могут найти применение в военных целях. Такие исследования, постепенно приближая решение задачи УТС, привели к развитию целого ряда «побочных» плазменных технологий, которые используются сейчас повсеместно.

    • Страницы
    • 1
    • 2
    • 3


  • Ветры бывают самые разнообразные: это и дующий десятки минут легкий бриз, и глобальные ветра — но все они существуют за счет солнечного нагрева планеты. Важными факторами влияния на атмосферную циркуляцию воздуха являются разность обогрева между экватором и полюсами, а также вращение нашей планеты, называемое эффектом Кориолиса. Сезонные колебания в скорости и направлении ветра являются результатом сезонных изменений из-за относительного наклона оси вращения Земли к Солнцу, которое, в свою очередь, изменяет паттерны разности обогрева. Ежедневные различия в обогреве атмосферы вызваны различным нагревом локальных областей поверхности земли, например, суши и океана. Еще движение воздуха осложняется целым рядом факторов глобального масштаба, таких как вращение Земли, а также сушей, горными хребтами и холмами, растительностью, океанами, морями и озерами. Из-за трения о поверхность земли, растительность и здания скорость ветра возрастает с увеличением высоты над поверхностью земли.

    • Страницы
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4


  • Сначала приведем высказывание российского геофизика Е.П. Борисенкова о прошлом человечества:
    «Причины гибели или упадка некоторых цивилизаций, а также многие неблагоприятные социальные явления в период средневековья так же, как и в древней истории, были связаны с экологией.
    Если мышление человека античности в ряде случаев было настолько эгоистичным, что, несмотря на свои выдающиеся по тому времени научные и естественные познания, он не думал о связи между лесом, водой, почвой и последствиями своей деятельности, то и в период средневековья человечество ушло от этого уровня понимания не очень далеко».

    • Страницы
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4