Альтернативные источники энергии
Регулярное использование стандартных источников энергии приводит к их постепенному истощению. Причина состоит в том, что данные ресурсы формировались на протяжении длительного времени, и быстрому восстановлению не подлежат. С учетом того, что они создавались стихийно на протяжении миллионов и миллиардов лет, человечество на их пополнение рассчитывать не может.
Поэтому сейчас за основу взяты энергосбережение и энергоэффективность, о чем можно почитать в нашей статье. В этих условиях актуальным становится вопрос использования альтернативных источников энергии, преимуществом которых является их самостоятельное возобновление.
Общее представление об альтернативной энергии
Под альтернативной энергией понимаются природные явления, характерная черта которых — их регенерация. Если к невозобновляемым ресурсам относятся нефть, уголь, газ, то альтернативные варианты гораздо шире. Это многие явления природы: солнечная энергия, сила ветра, приливы и отливы.
Альтернативные источники энергии имеют большое количество преимуществ, которые состоят в следующем:
- Экологичность. Недаром они еще носят название «зеленые». Если при сжигании угля или нефти идут большие выбросы в атмосферу, то в данном случае они отсутствуют, и не загрязняется атмосфера.
- Доступность. Нет необходимости в поиске месторождений, поскольку часто альтернативные виды энергии лежат на поверхности.
- Экономия. Используемая энергия имеет очень низкую себестоимость.
Если рассматривать недостатки, то тут следует отметить зависимость от погоды и невысокий коэффициент полезного действия использования энергии.
Солнечная энергия
Солнечное излучение — мощный энергетический ресурс Земли. Правильное его использование дает возможность вести преобразование солнечного потока в тепловую и электрическую энергию. Небесное светило имеет возможность не только покрывать светом нашу планету, но и при правильном использовании излучения обеспечивать электрические сети достаточным количеством энергии.
Использование солнечной энергии ведется следующими способами:
- Освещение. Это очень эффективно проявляется при уличном освещении. Установленные беспроводные светильники используют в качестве энергии солнечный свет. Для этого, сначала, происходит его преобразование в электричество, которое на протяжении дня накапливается в аккумуляторах. В ночное время происходит его отдача.
- Отопление. Чтобы отопить дом, на крыше устанавливаются специальные панели способные поглощать солнечные лучи. Затем происходит их преобразование в тепловую энергию, с помощью которой ведется нагрев котла. Подобные панели можно использовать также для выработки электрической энергии с целью освещения помещения. Такое оборудование обеспечивает высокую степень экономии.
- Приведение в движение транспорта. В данном случае используется наиболее инновационный вариант, основанный на выработке фотоэлектрической энергии. Как результат в движение приводятся поезда, автомобили, автобусы и даже самолеты.
- Для мобильных устройств. Очень удобным вариантом является использование солнечной энергии для зарядки мобильных портативных электронных аппаратов. Для этого в телефонах, планшетах или электронных книгах устанавливаются специальные батареи способные накапливать в себе солнечную энергию, что является большим удобством для их пользователей.
Солнечное изучение относится к очень дешевому источнику энергии, поэтому ее использование является инвестированием в будущее.
Ветроэнергетика
Ветры, дующие на нашей планете, выдают столько энергии, сколько не могут обеспечить более 100 протекающих рек. Захватываемый турбинами воздушный поток преобразовывается там сначала в механическую, а затем и электрическую энергию. В качестве основного оборудования используются ветрогенераторы, состоящие из генератора, лопастей и системы управления. Вращение лопастей осуществляется под давлением воздушного потока. Подаваемая на генератор механическая сила преобразуется в электрическую энергию.
Преимущества использования передвижения воздушных масс выражаются в следующим:
- Выработка экологически чистого источника энергии. Работающее оборудование совершенно не загрязняет окружающую атмосферу.
- Низкие расходы. После установки оборудование нуждается только в обслуживании, поскольку для его работы не требуется топливо.
- Неисчерпаемость ресурса. Ветры дуют с самого начала существования планеты и этот процесс никогда не заканчивается.
К некоторому недостатку можно отнести потребность быстрого перемещения воздушных масс. Чтобы генератор работал нормально, скорость ветра должна составлять порядка 12-25 м/с и это является основным условием эффективности функционирования оборудования.
Гидроэнергетика
Движение воды обладает огромным ресурсом. Особенно это касается рек, где присутствует сильное течение. Чтобы использовать такую энергию, строятся гидроэлектростанции, в состав которых входят следующие компоненты:
- Дамба. Это земляное или каменное перекрытие, сдерживающее напор воды.
- Водозабор. Установленное на дамбе сооружение для отбора из водохранилища жидкости.
- Турбина. Механизм, вращающийся под напором воды и передающий механическую энергию на генератор.
- Генератор. Основной агрегат, производящий электрическую энергию.
Преимущества функционирования ГЭС состоят в следующем:
- Высокая экономическая эффективность и производительность. ГЭС работает без высоких эксплуатационных затрат.
- Надежность. Выражается это в способности работы ГЭС на протяжении многих десятков лет вне зависимости от изменений погоды.
- Чистота производства. При выработке энергии совершенно не загрязняется атмосфера.
- Управляемость. В случае необходимости всегда есть возможность сократить выработку электроэнергии при уменьшении на нее спроса.
Строительство ГЭС относится к сложному и дорогому процессу, но вырабатываемая электроэнергия имеет небольшую цену.
Энергия волн
Энергия волн также относится к неисчерпаемому источнику энергии, потому что их движение происходит постоянно. Волнообразование возникает под влиянием солнечных лучей, которые нагревают водную гладь, вызывая этим волнение поверхности. В дополнение к этому на величину волн влияют порывы ветра.
Для использования такого источника энергии применяются специальные установки. В состав конструкции входят камеры, нижней частью погруженные в воду, а удержание их на поверхности происходит за счет наличия поплавков, наполненных искусственным атоллом. Это буй-генератор, позволяющий аккумулировать энергию морских волн и вести дальнейшую их передачу на станцию, где она преобразовывается в электричество.
Преимущества такого оборудования выражаются в следующем:
- Монтаж конструкции возможен прямо на мостовых опорах, которые воспринимают на себя удары волн.
- Высокая эффективность. При достаточном волнении моря она выше, чем у ветрогенераторов.
Присутствие такой установки также позволяет заменить монтаж волногасителей, поскольку они представляют собой надежную преграду от движущихся валов.
Приливы
Под воздействием гравитационных сил планет и в первую очередь Луны уровень моря постоянно изменяет свое положение. Это выражается в формировании приливов и отливов, что влечет за собой появление течений, которые используются для генерации энергии. Обычно такие явления больше преобладают в прибрежных районах, поскольку там течение обладает особой силой. Именно поэтому монтаж установок ведется вдоль береговой линии. Используемое оборудование бывают 3 типов:
- Приливные турбины. Такие агрегаты представляют собой подводные мельницы. Расположенные в них турбины вращают водные потоки, а затем механическая энергия передается на генератор для выработки электрического тока.
- Приливные заграждения. Это огромные строительные конструкции, внешне напоминающие ГЭС, но больших размеров, поскольку они должны полностью перекрыть лиман или залив. Принцип действия заключается в переливе воды через плотину во время прилива и пропуска ее сквозь открывающиеся створки с вращением турбин при отливе.
- Приливные лагуны. Такие конструкции представляют собой также приливные заграждения, но меньших размеров. Фактически это электростанции, установленные на небольшой территории моря или океана.
Основным преимуществом такого возобновляемого источника энергии является его предсказуемость. Приливы и отливы будут происходить всегда, пока существует океан.
Гидротермальная энергия
На сегодняшний день геотермальная энергетика получила очень широкое распространение. Фактически данный метод открывает неограниченные возможности получения дешевого электричества. Его суть заключается в использовании тепловых источников, исходящих из недр Земли практически от самого ядра, раскаленного до температуры 3600⁰. Принцип добычи такого вида альтернативной энергии заключается в бурении скважин, через которые прорывается на поверхности тепло в виде пара, вращающего установленные турбины.
Отдельной разновидностью гидротермального источника является петротермальная энергетика, когда используется тепло сухих горных пород. Здесь за основу берутся такие данные как увеличение температурных показателей по мере отдаления от поверхности Земли. Это в среднем составляет 0,02° на метр. На отдельных участках местности при бурении скважин до 5 км температура может повыситься на 100°.
Петротермальные источники использовать намного удобнее, потому что они располагаются практически в любом месте. При этом гидротермальная энергия может быть найдена только в скрытых зонах вулканической деятельности. Это влечет за собой дополнительные трудности, связанные со сложностью доступа к источнику тепла.
При добыче гидротермальной энергии применяются следующие методы:
- Традиционный. Используется в тех случаях, когда по скважинному каналу к источнику тепла имеется прямой доступ.
- Фонтанный. За счет скопившегося в недрах земли пара излияние энергии происходит самостоятельно.
- С использованием насосных станций. Он применяется тогда, когда самостоятельный выход энергии отсутствует.
- Геоциркуляционный. Особенностью этого метода является то, что после отработки ресурса он обратно отправляется в недра Земли.
Большие запасы тепловой энергии, подаваемой на поверхность Земли, дают возможность экономить традиционное топливо, запасы которого с течением времени исчерпываются.
Биотопливо
Под биотопливом понимается биологическая масса, обработанная специальным термохимическим способом. В зависимости от своего агрегатного состояния оно бывает 3 типов:
- Твердое. Сюда относятся биотопливные брикеты. Это биоотходы, сырьем для которых является навоз или птичий помет. На основании разработанной технологии изготовление ведется путем просушки материала и дальнейшего его прессования. Другим вариантом твердого биотоплива являются гранулы, которые еще называются пеллетами. Для их производства используются отходы древесины в виде опилок, коры или щепы, а также может применяться солома.
- Жидкое. Сюда относятся такие вещества как биобутанол и биометанол, которые получаются из растительного сырья: хлопка, водорослей, рапса, сои. Полученное топливо используется для заправки двигателей.
- Газообразное. Это биогаз и биоводород. В первом случае сырьем выступают бытовые отходы, водоросли или трава. Биоводород получается путем проведения биотехнологических, биохимических или термохимических реакций.
Использование альтернативных источников энергии относится к настоятельной необходимости. Человечество с каждым годом потребляет все больше ресурсов, и этот процесс постоянно возрастает. Если сейчас не задуматься о будущем, то такое положение дел может закончиться катастрофой. Именно поэтому нужно переходить от классики до инноваций, о чем очень хорошо рассказывается в нашей работе.
Проникающая гидроизоляция может оказаться самой экономной
Все традиционные гидроизоляционные материалы, как правило, защищают основание своим слоем. От характеристик этого слоя зависят и эксплуатационные особенности материала. Проникающая гидроизоляция (сухая смесь на песко/цементной основе) работает только по бетону. И связано это с тем, что химия в составе после нанесения гидроизоляционного слоя на бетон, впитывается в тело этого бетона и реагирует с солями, всегда присутствующими в бетоне. При наличии влаги и положительной температуры в порах бетона вырастают нерастворимые кристаллы. Молекулы воды не могут пройти через такие поры, которые оказались перегорожены игольчатыми кристаллами. Таким образом, преградой для влаги становится не только сам гидроизоляционный слой, но и бетон, который благодаря кристаллам стал водонепроницаемым.
В связи с таким принципом работы для проникающей гидроизоляции неважно, как она будет нанесена - на бетонную поверхность со стороны действия воды (положительное давление) или с противоположной стороны бетона (отрицательное давление). Отсюда – уникальная возможность, которой не обладает ни один другой гидроизоляционный материал – проводить гидроизоляцию подвальных помещений изнутри подвала!
Гидроизоляция изнутри заглубленных парковок, подвалов, заглубленных сооружений, когда отсутствует возможность откопать фундаментную часть здания – основная фишка и особенность проникающих материалов. Такая необходимость возникает, когда здание уже возведено, но в процессе его эксплуатации выявляются ошибки. То есть, основная функция проникающих материалов – это ремонт.
Гидроизоляция гаражного подвала из ФБС блоков
Гидроизоляционный материал, нанесенный изнутри подвального помещения, испытывает колоссальные нагрузки. И самая главная из них - отрицательное давление грунтовых вод, которые работают на отрыв гидроизоляционного слоя от бетонной поверхности. Отсюда идут особенности и отличия его применения.
Во-первых, швы. Плотность раствора в швах, как правило, ниже плотности блоков или монолита, поэтому влага в первую очередь стремится проступить именно там. При работе изнутри помещения обязательна предварительная гидроизоляция швов. Шов штробится, удаляется кладочный раствор, зачищается, тщательно увлажняется и заделывается специальным проникающим составом для швов.
Во-вторых, зачистка и удаление цементной пленки. Любая бетонная поверхность в процессе созревания бетона покрывается цементной пленкой или бетонным «молочком». Эта пленка мешает проникновению химии в тело бетона, поэтому ее удаляют металлическими щетками или дисками. Чтобы цементная пыль после зачистки опять не забила поры, ее не только смахивают, но даже замывают водой под давлением или щетками. Поры должны быть открыты. Это главное.
В-третьих, увлажнение бетона. Химия из проникающих составов пойдет в тело бетона лишь на ту глубину, на которую смогли увлажнить бетон. Этот этап работы тоже имеет очень важное значение. Проигнорировать его – получить брак.
Гидроизоляция подвального помещения, которое будет использоваться для производства пищевой продукции
Нанесение материала похоже на нанесение штукатурки шпателем или кистью. Толщина гидроизоляционного слоя не велика – от 1 до 3 мм. Третья, очень важная часть работы – увлажнение гидроизоляционного слоя в течение трех дней. Когда химия проникает в бетон, для роста кристаллов ей требуется много воды. И химия начинает активно забирать влагу и из бетона, и из самого гидроизоляционного слоя. Если слой не увлажнять, воды может не хватить, и он потрескается.
По работам – все. Грунтовые воды в подвал перестанут проникать сразу, но работа по росту кристаллов внутри бетона будет идти еще 28 дней. И с каждым днем грунтовая вода будет все дальше отступать от внутренней поверхности подвальной стены.
Сильной стороной проникающих материалов, нанесенных изнутри помещения, является их способность держать отрицательное давление воды в 12 атмосфер, это 120 метров водяного столба.
Для дальнейшей отделки очень важна адгезия гидроизоляционного слоя к бетонной поверхности. Если она слабая, вся отделка рухнет вместе с гидроизоляционным слоем. Некоторые производители рекомендуют по прошествии 28 дней удалять гидроизоляционный слой и лишь потом проводить отделочные работы. К сожалению, данный процесс увеличивает трудозатраты, время, поэтому рекомендуем сразу выбирать материал с хорошей адгезией.
Расход материала при кистевом нанесении равен 1 кг/м2, при нанесении шпателем – до 3 кг/м2, если требуется ремонт бетона, расход бетона может составлять до 10 кг/м2. Цены производителей самые разные, Поэтому для выбора лучше сразу определиться со стоимостью материала, необходимого именно для 1 м2, а не ценой на мешок или 1 кг.
Гидроизоляция сухого фонтана при его возведении на Центральной площади города
Ну и очень важны отзывы. Хорошо, если вам посоветовал материал человек, который уже поработал с ним и видит результат на своем подвале или гараже. Если таких в вашем окружении нет, ищите отзывы в интернете. Их много. Мы, например, за 13 лет на рынке создали целый сайт-библиотеку с реальными отзывами как частных лиц, так и подрядчиков – kristallizol.club. На сайте можно вести поиск по объекту, например – колодцы, подвалы и пр., по региону. Многие из отзывов сопровождаются фотографиями, где можно наглядно увидеть этапы работы и как они проводились. Это своего рода «ликбез» по работе с новым, еще не опробованным материалом, хорошая возможность сравнить проблемы своего объекта и провести работу правильно, без ошибок.
Проникающие гидроизоляционные материалы успешно используются и для проведения работ снаружи фундамента, на этапе строительства. В результате того, что здесь не требуется предварительная гидроизоляция швов, это получается самая экономная гидроизоляция.
Оптимальный вариант. Какой внутрипольный конвектор выбрать?
В России растет спрос на внутрипольные конвекторы. Активно их задействуют в помещениях с большой площадью остекления, будь это офис, квартиры или загородные дома. За счет своей « невидимости» данные системы отопления гармонично вписываются в интерьер комнат. В сравнении с классическими радиаторами, они имеют более высокую теплоотдачу, причем – одновременную и равномерную по всей площади помещения.
Фактор пространства
Внутрипольные конвекторы подразделяются водяные или электрические. В первом случае теплоносителем является циркулирующая вода, во втором трубчатый электронагреватель. Также приборы разделяют по типу конвекции (передвижения) воздуха в помещении. Она может естественной или принудительной, за счет работы вентиляторов.
При выборе внутрипольного конвектора, отмечает коммерческий директор компании MOHLENHOFF Александр Батаев, изначально рассматриваются модели с естественной конвекцией. Если в силу габаритных ограничений при естественной конвекции не достигается требуемая теплоотдача, то уже тогда рассматриваются модели с вентиляторами.
Схожие выводы делает и генеральный директор АО «Фирма Изотерм» Виктория Нестерова. По ее словам, конвекторы с естественной конвекцией идеальны для применения в качестве вспомогательных отопительных приборов в сочетании с системами теплого пола, воздушного или радиаторного водяного отопления. «При необходимости обогрева помещения большой площади или со значительной долей панорамного остекления, а также когда нежелателен дополнительный источник тепла, можно использовать конвектор с принудительной конвекцией. Он позволяет увеличить тепловую мощность в пять раз по сравнению с аналогичным прибором с естественной конвекцией»,- подчеркивает она.
Инженер по новой технике ООО "КЗТО "РАДИАТОР" Алексей Сведомцев рекомендует при высоте остекления помещений до 2,5 метров задействовать конвекторы с естественной конвекцией. При высоте остекления до 4 метров – с принудительной. По мнению эксперта, для большинства жилых помещений подходят приборы с естественной конвекцией. В общественных же можно применять как естественную, так и принудительную. «В случае выбора конвектора, оснащенного вентиляторами, конечно же, главное – определиться с напряжением в его источнике питания. Оно может составлять 220 В, а может быть безопасным, т.е. 12 и 24 В. Также важно изучить способ управления конвектором и условия эксплуатации. Энергопотребление этих приборов меняется в зависимости от длины (количества устанавливаемых вентиляторов), и с вентиляторами 220 В может составлять от 10 до 300 Вт/час. Более энергоэффективны конвекторы с установленными ЕС-вентиляторами постоянного тока и напряжением 24 В. Их диапазон энергопотребления составит от 3 до 30 Вт/час в зависимости от длины прибора»,- добавляет эксперт.
Невзирая на более высокую стоимость конвекторов с принудительной конвекцией в сравнении с естественной, добавляет технический специалист компании «Тепло-Арт» Леонид Закиров, стоимость кВт тепла у таких приборов много ниже за счет их существенно большей мощности. К тому же в случае их применения для отопления помещений больших площадей не требуется дополнительных источников тепла.
Стали тише
При выборе приборов с принудительной конвекцией, как правило, принимаются во внимание и их шумовые характеристики. Звук исходит от работы вентиляторов. В последние годы во многих качественных приборах задействуются двигатели с пониженным уровнем шума. Конвекторы работают не громче блока стационарного компьютера или кондиционера.
«Сейчас во внутрипольных конвекторах с принудительной конвекцией применяются современные европейские ЕС-двигатели с пониженным уровнем шума. Уровень звукового давления при максимальной скорости вращения вентиляторов не превышает предельно допустимых значений в жилых помещениях в 40…55 дБА, регламентированных стандартом СП 51.13330.2011 «Защита от шума». При этом в постоянном режиме рекомендована работа на средних оборотах, а в ночное время вентиляторы в конвекторах переводятся на пониженные обороты, либо вообще отключаются. Советуем подбирать мощность конвектора исходя из минимальной или средней скорости вращения вентилятора. Она должна находиться в пределах 2,6…25 Вт»,- отмечает Виктория Нестерова.
В новом формате
В настоящее время появились дополнительные подвиды внутрипольных конвекторов. В том числе, системы с присоединением к системе вентиляции здания. В таких случаях, помимо обогрева, прибор также обеспечивает приток свежего воздуха в помещение. За счет интенсивного обдува теплообменника приточным воздухом, конвектор имеет повышенную мощность по сравнению с аналогичным прибором с естественной конвекцией.
Также на рынке начали выпускать конвекторы отопления и с опцией охлаждения помещений. Как правило, рассказывает торговый директор компании MINIB в РФ и Белоруссии Константин Витальев, такие приборы применяются в дорогих проектах, где уровню комфорта отводится отдельное место. «В первую очередь надо учитывать, что если есть охлаждение, значит - есть и конденсат. Такие конвекторы обязательно должны иметь влагозащищённую автоматику и специальные электродвигатели, а их короб нужно выполнять из качественной нержавеющей стали. В конструкции ванны должен быть предусмотрены патрубок для отвода конденсата и уклон дна в сторону этого патрубка. Кроме того, модели с охлаждением могут быть одноконтурными и двухконтурными. У первых всего один теплообменник и 2 патрубка – подающий и обратный. В зависимости от сезона, в теплообменник подается теплоноситель или холодоноситель. В двухконтурном конвекторе в теплообменнике предусмотрен отдельный контур для теплоносителя и отдельный - для холодоносителя»,- объясняет он.
Между тем, Леонид Закиров несколько скептически оценивает данные приборы. «Нюанс их работы состоит в том, что их холодопроизводительность много меньше теплопроизводительности, поэтому они не способны одинаково эффективно решить как проблему отопления, так и охлаждения. Обычно их используют для полного покрытия теплопотерь в отопительный сезон, а в режиме охлаждения они позволяют сэкономить порядка 30-40% нагрузки от необходимого уровня холода»,- делает выводы он.
Монтаж и эксплуатация
Периодически потребитель сталкивается с тем, что установленный прибор не обеспечивает заявленных показателей. Причин тут множество, среди них и неправильная подборка прибора по теплоотдаче, и приобретение в целях экономии несертифицированной продукции. По словам Виктории Нестеровой, распространенной причиной неэффективности работы конвектора является неправильный монтаж всей отопительной системы, отсутствие необходимой гидравлической балансировки, экономия на терморегулирующем оборудовании. Все это приводит к недостаточной температуре в помещении, т.к. прибор не выдает требуемой мощности.
Александр Батаев отмечает, что при монтаже внутрипольных конвекторов следует учитывать особенности застывания бетонной стяжки пола. Во избежание давления на корпус и возможной его деформации необходимо заблаговременно подготовить в полу нишу для прибора. При установке конвектора в нише рекомендуется обмотать его корпус тепло-звукоизоляционным материалом. «Элементом невнимательного и непредусмотрительного отношения монтажников к своей работе является попадание строительного мусора внутрь приборов. Особенно опасно загрязнение движущихся частей вентиляторных моделей. Если во время эксплуатации не производится системная чистка приборов – это может привести к распространению вредных бактерий в помещении. При эксплуатации внутрипольных приборов отопления необходимо также учитывать, что их расположение в нише способствует попаданию внутрь пыли, волос домашних животных и т.п., поэтому необходимо системно производить чистку приборов пылесосом или влажной тряпкой при выключенном двигателе. В качестве дополнительной опции в конвекторах Möhlenhoff под решёткой возможна установка гигиенического фильтра по всей длине прибора»,- отмечает эксперт.
При выборе внутрипольного конвектора, кроме тепловых характеристик, важно также обратить внимание на его решетку, подчеркивает Алексей Сведомцев. «Это фактически единственный элемент конвектора, который будет постоянно попадаться на глаза при длительной эксплуатации. И чтобы ее вид сохранялся со временем, необходимо правильно выбрать тип решетки. Решетки рулонного и линейного типа из стандартного алюминиевого профиля выдерживают спокойное по ним хождение. Но бегать по ним, ставить туда решетки стремянки, стулья, столы и т.п. нельзя. Это может привести к деформации конструкции. Если предполагается нечто подобное при их эксплуатации, следует заказать более подходящие решетки, например, из стального профиля»,- резюмирует представитель "КЗТО "РАДИАТОР".