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


  • 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...



  • 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


  • 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


  • Вопрос смесевых технологий при производстве бензинов давно уже интересует технологов, экологов, энергетиков, автомобилистов и просто любителей всяческих новшеств и современных технологий. Несмотря на множество позитивных моментов, так же как и на наличие определенных недостатков, однозначности в выводах пока еще не присутствует, что оставляет обширные пространства для размышлений и убеждений, похвалы и критики.

    • Страницы
    • 1
    • 2


  • Еще в 212 году до н. э. древнегреческий ученый Архимед использовал светоотражающие свойства бронзовых боевых щитов для того, чтобы сосредоточить солнечный свет и поджечь вражеские деревянные суда римлян, осаждающих его родной город Сиракузы. Но прошло почти полтора тысячелетия, за время которых люди продолжали греться на солнышке, не задумываясь, какой мощный источник представляет собой это божественное дневное светило. И лишь в 1600 г. во Франции был создан первый солнечный двигатель, работавший на нагретом воздухе и использовавшийся для перекачки воды. В конце XVII в. ведущий французский химик Антуан Лоран Лавуазье создал первую солнечную печь, в которой достигалась температура в 1650°С и нагревались образцы исследуемых материалов в вакууме и защитной атмосфере, а также были изучены свойства углерода и платины. В 1833 г. в США Дж. Эриксон построил солнечный воздушный двигатель с параболоцилиндрическим концентратором размером 4,8х3,3 м. Первый плоский коллектор солнечной энергии был построен французом Ш.А. Тельером. Он имел площадь 20 м2 и использовался в тепловом двигателе, работавшем на аммиаке.

    В 1866 г. французский математик Август Мушо построил в Алжире несколько крупных солнечных коллекторов, ставших прообразами современных, и использовал их для дистилляции воды и приводов насосов. На всемирной выставке в Париже в 1878 г. А. Мушо продемонстрировал солнечную печь для приготовления пищи, в которой 0,5 кг мяса можно было сварить за 20 минут. Первая крупномасштабная установка для дистилляции воды была построена в Чили в 1871 г. американским инженером Ч. Уилсоном. Она эксплуатировалась в течение 30 лет, поставляя питьевую воду для рудника. В 1890 г. профессор В.К. Церасский в Москве осуществил процесс плавления металлов солнечной энергией, сфокусированной параболоидным зеркалом, в фокусе которого температура превышала 3000°С. Однако только в 1980-е годы были созданы первые крупномасштабные солнечные электрогенераторы.

    • Страницы
    • 1
    • 2

  • 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.



  • 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


  • 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


  • ...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


  • 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