Альтернативные источники энергии


03.11.2023 09:00

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:

  1. 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.
  2. Доступность. Нет необходимости в поиске месторождений, поскольку часто альтернативные виды энергии лежат на поверхности.
  3. 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:

  1. 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.
  2. 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.
  3. 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.
  4. 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:

  1. Выработка экологически чистого источника энергии. Работающее оборудование совершенно не загрязняет окружающую атмосферу.
  2. Низкие расходы. После установки оборудование нуждается только в обслуживании, поскольку для его работы не требуется топливо.
  3. 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:

  1. Дамба. Это земляное или каменное перекрытие, сдерживающее напор воды.
  2. Водозабор. Установленное на дамбе сооружение для отбора из водохранилища жидкости.
  3. Турбина. Механизм, вращающийся под напором воды и передающий механическую энергию на генератор.
  4. Генератор. Основной агрегат, производящий электрическую энергию.

Преимущества функционирования ГЭС состоят в следующем:

  1. Высокая экономическая эффективность и производительность. ГЭС работает без высоких эксплуатационных затрат.
  2. Надежность. Выражается это в способности работы ГЭС на протяжении многих десятков лет вне зависимости от изменений погоды.
  3. Чистота производства. При выработке энергии совершенно не загрязняется атмосфера.
  4. 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:

  1. Монтаж конструкции возможен прямо на мостовых опорах, которые воспринимают на себя удары волн.
  2. 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:

  1. 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.
  2. 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.
  3. 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:

  1. Традиционный. Используется в тех случаях, когда по скважинному каналу к источнику тепла имеется прямой доступ.
  2. Фонтанный. За счет скопившегося в недрах земли пара излияние энергии происходит самостоятельно.
  3. С использованием насосных станций. Он применяется тогда, когда самостоятельный выход энергии отсутствует.
  4. 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:

  1. 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.
  2. Жидкое. Сюда относятся такие вещества как биобутанол и биометанол, которые получаются из растительного сырья: хлопка, водорослей, рапса, сои. Полученное топливо используется для заправки двигателей.
  3. 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.


ИСТОЧНИК ФОТО: ASNinfo


СФТК: практично, надежно, долговечно


11.10.2022 09:06

Дмитрий Бутрин, технический директор компании ЛИГА (ведущий российский производитель и продавец строительных и декоративно-отделочных материалов), рассказывает о преимуществах использования многослойной системы для утепления и облицовки зданий «мокрый фасад» и особенностях и нюансах ее монтажа.


Системы фасадные теплоизоляционные композиционные (далее — СФТК), или, как ее часто называют мастера, “мокрый фасад”, — это совокупность слоев, устраиваемых непосредственно на внешней поверхности стен зданий и сооружений, в том числе клеевой слой, слой теплоизоляционного материала, декоративно-защитные слои.

СФТК может использоваться без каких-либо ограничений на любых типах зданий ПГС (промышленно-гражданское строительство) и КМС (коттеджно-малоэтажное строительство) любой сложности.

СФТК представляет собой комплекс материалов и изделий, устанавливаемых на строительной площадке на заранее подготовленные поверхности зданий или сооружений в процессе их строительства, ремонта и реконструкции, а также совокупность технических и технологических решений, определяющих правила и порядок установки СФТК в проектное положение.

 

СФТК состоит из следующих компонентов:

  • клей для монтажа теплоизоляционных плит;
  • теплоизоляционная плита (каменная вата или ППС 16Ф);
  • анкеры для крепления теплоизоляции с металлическим гвоздем и термоголовой;
  • базовый штукатурный слой;
  • фасадная щелочестойкая армирующая сетка;
  • дополнительные комплектующие изделия (уголки усиливающие, профили примыкания, цокольные шины, подкладки, герметики, дюбель-гвозди);
  • декоративно-защитный слой.

 

Качественный монтаж теплоизоляции фасада по технологии СФТК позволяет решить сразу несколько серьезных проблем:

  • она эффективно сберегает тепло;
  • защищает стены от нежелательных атмосферных и механических воздействий.

Дом с правильно утепленным и смонтированным фасадом прослужит дольше, а микроклимат в нем будет более комфортным (комнатная температура 22 °С и влажность 40–60%). Долговечность штукатурных фасадов намного больше, чем у других систем фасадной теплоизоляции. Если же вы хотите не только сократить расходы на отопление, но и придать вашему дому красивый, привлекательный вид, есть смысл выбрать комплексную систему внешней теплоизоляции по технологии СФТК.

Профессиональный подход

Очень важно применять качественные профильные элементы и стеклотканевые сетки, предназначенные для системы утепления фасадов по технологии СФТК.

Компания ЛИГА производит, а также поставляет на российский рынок профессиональные профильные элементы высочайшего качества, соответствующие европейским стандартам, а также нормативным требованиям, принятым на территории Российской Федерации, произведенные в соответствии с требованиями ГОСТ Р 58891, СП 293, ГОСТ 56707.

Для предотвращения растрескивания и разрушения оконных и дверных проемов используется профиль примыкания с интегрированной стеклотканевой сеткой в профиль ПВХ. На профилях данного типа недопустимы приклейки стеклотканевой сетки к профилю.

Далее устанавливаются так называемые «косынки», это обязательный элемент, без которого появление трещин в углах откосов оконных и дверных проемов гарантировано. Выполняются из стеклотканевой сетки, которой впоследствии будет производиться монтаж армированного базового слоя.

Усиление и армирование углов оконных и дверных проемов, а также внешних углов фасада производятся угловыми профильными элементами с сеткой 10 х 15 см или 10 х 10 см. Это единственный элемент в системе СФТК, где допустимо приклеивать стеклотканевую сетку к профилю ПВХ. Во всех перехлестах стеклотканевых сеток должен быть нахлест сетки одного элемента на сетку другого элемента не менее 10 см. Также, если на фасаде эркеры или углы фасада не равны 90°, используют универсальный угловой профильный элемент для углов больше или меньше 90°.

Профиль-капельник используют для отвода влаги с вертикальной поверхности фасада. Профиль предотвращает загрязнение оконных и дверных откосов, рамы окна и самого окна. Профиль-капельник также при необходимости используют для отделки всех горизонтальных углов.

Только после правильной установки всех профильных элементов можно приступать к нанесению базового армирующего слоя со стеклотканевой сеткой. Сетка должна соответствовать нормативным документам ГОСТ Р 55225 и ГОСТ Р 56707, другую сетку использовать нельзя. При использовании профильных элементов, не соответствующих ГОСТ Р 58891, потребитель лишается гарантий от продавца (изготовителя) на систему СФТК.

Клеевой состав наносится на утеплитель, шпателем с зубьями не менее 10 мм формируется бороздчатая структура, прикладывается и затирается в нанесенный состав стеклотканевая сетка, все полотна сетки должны устанавливаться с нахлестом не менее 10 см. Ни в коем случае нельзя прикладывать сетку и сверху наносить клеевой состав.

После правильного создания базового армирующего слоя можно производить декоративную отделку фасада.

 Очень важно! Все компоненты системы СФТК усиливают и дополняют друг друга. Благодаря этим элементам ваш фасад будет радовать и служить долгие годы.


ИСТОЧНИК ФОТО: пресс-служба компании ЛИГА
РЕКЛАМА: ООО Лига Регион


Камень VS стекло. Как выбрать правильную вату?


07.10.2022 14:14

Зима не за горами, самое время узнать наверняка, какой утеплитель лучше: каменная вата или стекловата! На этот счет существует множество мнений, но, чтобы определиться окончательно, мы решили устроить между двумя материалами настоящий батл.


Чем же конкретно они отличаются? Какой из них обладает большими преимуществами? Давайте разбираться вместе с экспертами ROCKWOOL Россия.

 

История вопроса

 

Идею превратить камень в вату подсказала сама природа. Много лет назад люди наблюдали за вулканом на Гавайях и заметили, что ветер раздувал лаву, которая выплескивалась из вулкана в воздух и превращалась в тончайшие каменные нити в толщину человеческого волоса. Тогда местные жители назвали их «волосами» богини огня и вулканов Пеле. Сейчас же каменную вату производят из базальтового щебня, а роль вулкана в заводских цехах исполняют плавильные печи.

Впоследствии выяснилось, что каменная шерсть, как ее еще называли, — «rock wool» — обладает сразу несколькими преимуществами: не пропускает тепло, холод, звук. Поскольку камень является негорючим материалом, то и каменная вата — не горит.

«Сегодня негорючесть — одно из основных преимуществ каменной ваты перед другими минеральными и искусственными утеплителями. Только она выдерживает температуру до 1000 градусов и сохраняет при этом волокнистую структуру. Это свойство существенно расширяет сферу применения материала — каменная вата абсолютно безопасна. Материал постоянно совершенствуют, и в настоящее время он подходит практически для любых конструкций: наружное утепление стен частных и многоквартирных домов, каркасное строительство, пол, кровля, теплоизоляция труб и промышленного оборудования», — комментирует Андрей Петров, ведущий инженер-проектировщик ROCKWOOL Россия.

 

Все познается в сравнении

Стекловату придумали еще в Древнем Египте, когда попробовали выдувать нити из расплавленного стекла, но тогда весь материал уходил на украшения и декор. И только в начале 20 века патент на изобретение стекловолокна как строительного материала получил американец Джеймс Слейтер, который и поставил производство стекловаты на поток.

В качестве одного из компонентов сырья использовался стеклянный бой, и работать со стекловатой было некомфортно — она кололась! Производители постоянно работают над устранением этого недоразумения и, надо сказать, добились определенного успеха: в последнее время нити стекловаты стали тоньше.

Как и каменная вата, стекловата имеет хорошие теплоизоляционные и звукоизоляционные характеристики и не плесневеет. Но все же: почему в советские времена строители предпочитали стекло, а не камень? Ответ прост: стекловата в производстве стоила значительно дешевле каменной. Именно необходимость на всем экономить заставляла пользоваться стекловатой, а не более качественными материалами.  

 

В чем сила, вата?

Сегодня, когда экологичность и качество жизни людей при строительстве выходят на первое место, специалисты зачастую предпочитают каменную вату.

Она практична в монтаже и эксплуатации. Этот фактор важен как частникам, так и крупным застройщикам. Для первых это способ сэкономить за счет самостоятельной укладки утеплителя, а вторым существенно снижает затраты на монтажную бригаду.

Итак, давайте сравним каменную и стеклянную ваты и подведем итоги.

  1. Экологичность. Каменную вату получают расплавлением камней горной породы: отдельные нити склеивают органическим вяжущим и формуют в плиты или рулоны. Материал можно практически бесконечно перерабатывать и использовать повторно. Стекловату изготавливают из отходов стекольной промышленности и легкоплавкой шихты. Несмотря на использование аналогичного с каменной ватой связующего вещества, из-за разницы в технологии производства переработать стеклянную вату можно лишь частично, поэтому её захоранивают на специальных полигонах. Засчитываем по баллу каждому материалу: 1:1
  2. Цена. Стекловата дешевле в производстве, чем каменная вата. Счет 1:2.
  3. Экономическая выгода. Стекловата часто рассматривается как более доступный по стоимости аналог каменной ваты, так ее плотность ниже и, соответственно, она дешевле. Однако, просчитывая экономическую выгоду, нужно также учесть более высокую способность впитывать влагу из воздуха, более низкую стойкость к воздействию влаги и более высокую воздухопроницаемость стекловаты. Компенсация этих недостатков может требовать более дорогих пленок — ветрозащиты и пароизоляции. Утеплитель — один из немногих материалов, который влияет на стоимость эксплуатации здания на весь срок строительства, а его цена составляет 5-10% от общих затрат на здание. Поэтому применение материала с низкой плотностью и низкой устойчивостью к влаге и, соответственно, склонностью к оседанию может обернуться дополнительными серьезными затратами. Засчитываем балл каменной вате! Счет 2:2.
  4. Пожароопасность. Несмотря на то, что каменная вата и стекловата признаны негорючими, каменная вата отличается большей устойчивостью к высоким температурам: плиты из этого материала способны выдержать температуру до 1000°С и при этом сохранить волокнистую структуру. В то время как стекловата при повышении температуры до 400 °С спекается в «леденец», что может привести к разрушению конструкции и затруднить эвакуацию из здания в случае необходимости. Кроме того, температура плавления волокна каменной ваты выше почти в 2 раза, поэтому она успешнее сопротивляется пламени и замедляет распространение огня. 3:2, ведет каменная вата.
  5. Теплоизоляция. Коэффициент теплопроводности каменной и стекловаты примерно одинаков. Однако совсем лёгкие изделия из стекловаты (плотностью до 15 кг/м3) малоэффективны в качестве теплоизоляции в каркасных конструкциях, поскольку отличаются повышенной теплопроводностью и дополнительно теряют тепло от продувания ветром и большей усадки. 4:2 в пользу камня.
  6. Сорбционная влажность. Показатель сорбционной влажности — это способность материала аккумулировать влагу из воздуха, у стекловаты составляет до 5%, у каменной ваты в среднем данный показатель не более 1,5%, т.е. теплоизоляция из каменной ваты практически не впитывает влагу. Поэтому теплопроводность у каменной ваты стабильнее на протяжении всего времени эксплуатации. 5:2, впереди по-прежнему каменная вата.
  7. Удобство монтажа. Работа с каменной ватой не вызывает каких-либо сложностей — она плотно встает в каркас, края плит не нужно подминать. Мягкие рулоны стекловаты при монтаже в вертикальных и наклонных конструкциях надо придерживать второму человеку, поэтому монтаж стекловаты двумя руками практически невозможен. 6:2 в пользу каменной ваты.
  8. Область применения. По причине слабой устойчивости стекловаты к высоким температурам ее не применяют в качестве конструктивной огнезащиты, а из-за высоких показателей по сжимаемости (60-65%) стекловату практически не используют в системе вентилируемых фасадов. В то же время каменная вата может применяться и в качестве огнезащиты, и как теплоизоляция в системах вентилируемых фасадов. 7:2!
  9. Долговечность и надежность. Эти показатели достигаются, в первую очередь, за счет влагостойкости материалов. Главным минусом стекловаты является способность впитывать влагу, которая приводит к хрупкости волокон: уже через 5–15 лет эксплуатации в конструкциях трехслойных панелей эксперты находили труху. Каменная вата устойчива к влаге (показатель гигроскопичности — 0,5%), поэтому на протяжении всего срока службы не подвержена усадке. Также из-за своей структуры (у стекловаты волокна направлены параллельно друг другу, в то время как волокна каменной ваты имеют хаотичное расположение) и высокой сорбционной влажности стекловата более склонна к усадке.

И со счетом 8:2 побеждает каменная вата!

Что ж, выбор вполне очевиден. В качестве последнего аргумента — таблица сравнения каменной ваты и стекловаты.

 

Стекловата

 Каменная вата

Основа

Песок, отходы стекольного производства, бой стекла

Камни горной породы

Тип волокон

Мягкие и длинные

Упругие и короткие

Гидрофобность

Низкая

Высокая

Коэффициент теплопроводности (ʎв)

0,039Вт/м*К

0,040Вт/м*К

Плотность

Низкая

Высокая

Сорбционная влажность

До 5%

До 1,5%

Область применения

С ограничениями

Широкая, включая применение в качестве конструктивной огнезащиты и в системах вентилируемых фасадов

Удобство монтажа

Трудно монтировать двумя руками, нужен еще один человек

Плотно встает в каркас, для монтажа достаточно одного человека

Цвет

Естественный — белый, желтый оттенок приобретает за счет добавления связующего, иногда подкрашивается «под» каменную вату

Натуральный светлый серо-коричневый

Температурный диапазон

— 60 до 500

— 190 до 1000


ИСТОЧНИК ФОТО: https://dismeg.ru