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


  • Чтобы получать тепло из снега, дождя и, что реже, града, нужен АТМОТЕРМ. Это устройство относится к стационарным приборам для нагревания текущих сред, использующий при прохождении данного процесса тепловой эффект экзотермической реакции образования гидроксида кальция из СаО, которая проходит при утилизации снежного покрова на месте его образования.
    Область применения устройства – генерация тепловой энергии для обогрева стен жилых и нежилых помещений, используя атмосферные осадки.
    Исследуя решения в данной области, мы не найдем наверняка устройства, объединяющего в себе функции переработки атмосферных осадков и обогревателя, работающего без подвода электроэнергии, при этом являясь таким экономичным, как атмотерм (экономичность смотрите дальше). Решения, предлагаемые другими авторами (смотри ниже) имеют ряд недостатков: потребляемость большого количества электроэнергии, узкая направленность технологий – только утилизация снега или только генерация тепловой энергии, сложность устройства, лежащее в наличии большого количества комплектующих компонентов, таких как ИК-излучатели и другие подобные устройства.

    • Страницы
    • 1
    • 2


  • Непредельные углеводороды в небольшом количестве (около 5%) являются практически единственным не содержащимся в природной нефти классом соединений, образующимся в заметных количествах при проведении процесса на кобальтовых катализаторах. Их содержание в нефти не нормируется, а их получение является одной из основных целей нефтехимической переработки природной нефти.
    Таким образом, по всем показателям, определяемым стандартом, СЖУ (синтетические жидкие углеводороды) могут быть отнесены к наиболее ценным сортам нефти. С экономической точки зрения наиболее рациональным использованием СЖУ была бы их раздельная транспортировка с промыслов как более ценного и дорогостоящего продукта, особенно с точки зрения отсутствия серосодержащих соединений и высокой концентрации легких (светлых) фракций.

    • Страницы
    • 1
    • 2


  • Еще с незапамятных времен люди использовали энергию ветра.
    Первоначально человек научился преобразовывать кинетическую энергию воздушного потока (ветра) в механическую. Появилось огромное разнообразие ветряных мельниц, значительно облегчивших жизнь людей того времени.
    Идея ветрогенератора для выработки электрической энергии с использованием энергии ветра появилась чуть более 100 лет назад.
    Пытливая мысль изобретателей создала огромное разнообразие конструкций ветроустановок:
    — по расположению оси вращения лопастей (горизонтальная, вертикальная, наклоненная);
    — по количеству лопастей (одна, две, три и более);
    — по мощности (от десятков Ватт до нескольких МВатт);
    — по форме лопастей, по конструкции генераторов и т.д.

    • Страницы
    • 1
    • 2


  • Экспоненциальный рост населения и истощение природных ресурсов заставляют ученых придумывать самые невероятные проекты по спасению планеты. Один из них — космические электростанции, передающие на Землю энергию Солнца посредством микроволнового излучения. Технология эта не столь фантастична, как может показаться на первый взгляд.
    Вполне возможно, что лет через тридцать на геостационарной орбите обоснуется группировка объектов, каждый из которых будет подозрительно напоминать «Звезду смерти». Необъятные зеркальные крылья, нечто вроде электромагнитной пушки и наземная приемная антенна километров десять в диаметре — так будет выглядеть система глобального энергоснабжения.
    Вернее, такой ее представляли конструкторы еще в 1970-х. И уже тогда это не было научной фантастикой! В связи с энергетическим кризисом американское правительство выделило $20 миллионов агентству NASA и компании Boeing на проработку проекта гигантского спутника SPS (Solar Power Satellite).



  • 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


  • 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


  • Ситуация с термоядерной энергетикой сегодня довольно любопытна и имеет общие черты с начинавшейся некогда «космической гонкой». Открытие способа, открывающего доступ к неограниченному источнику энергии, казалось бы, уже «витает в воздухе». Уже всерьёз проектируются термоядерные электростанции. Уже почти видна финишная ленточка и вопрос лишь в том, кто успеет раньше. Руководители развитых государств ревностно следят за «успехами» конкурентов в этой области и боятся остаться «не солоно хлебавши». Эти страхи умело эксплуатируют крупные исследовательские центры, работающие по данной проблеме, добиваясь щедрого финансирования. Вот-вот и пресса возвестит об открытии века...



  • ...После более чем столетия нескончаемых усовершенствований двигатель внутреннего сгорания все еще имеет коэффициент полезного действия около 16%. КПД всех тепловых двигателей ограничено циклом Карно. Теоретически, даже при идеальных условиях тепловой двигатель, используемый для приведения в движение автомобиля или электрогенератора, не может преобразовать всю тепловую энергию в механическую. Некоторая часть тепла теряется. В двигателе внутреннего сгорания тепло подается от источника с высокой температурой (Т1), часть энергии преобразуется в механическую и оставшаяся часть выбрасывается при низкой температуре (Т2). Чем больше разность между этими температурами, тем выше КПД двигателя...

    • Страницы
    • 1
    • 2
    • 3


  • 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


  • 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