Ветровые электростанции
Созданные ветряные электростанции в качестве источника энергии используют силу ветра. В результате обеспечивается выработка дешевой электроэнергии. Применение таких конструкций имеет высокую эффективность, поскольку перемещение воздушных масс идет постоянно, и этот источник энергии является возобновляемым. С течением времени использование ветровых генераторов становится все популярнее, что влечет за собой развитие данного направления. Выражается это в появлении новых разновидностей ветровых агрегатов, используемых в промышленности и для частных нужд.
Основные характеристики и принцип работы
Работа ветряных электростанций характеризуется следующими показателями:
- Мощностью. Это основной параметр ветровой электростанции. Мощность установки зависит от способности генератора вырабатывать электроэнергию при стандартной скорости ветра равной величине 12 м/с.
- Номинальным напряжением. Данная величина, которая также вырабатывается генератором, может изменяться в широких пределах. Она бывает 220 В, 12 В и 24 В.
- Мощности турбины. Данная величина зависит от диаметра турбины,
- Производительностью. Этот параметр позволяет определить количество вырабатываемой ветроустановкой электроэнергии в год.
При выработке электроэнергии важной величиной является диаметр турбины, которая должна выдержать сильные порывы ветра. Ее расчет ведется с учетом особенностей региона, поскольку в каждой местности перемещение воздушных масс обладает разной силой. При этом за базовую величину берется максимальная сила ветра.
Производителями выпускается большое разнообразие ветроустановок. При этом принцип действия у них всех одинаковый. Заключается он в следующем:
- В верхней части установки располагаются лопасти, задача которых состоит в захвате перемещающихся воздушных масс.
- При соприкосновении ветра с лопастями последние приводятся во вращение, которое передается на ротор генератора.
- Как только генератор начинает вращаться, между магнитами статора тут же происходит формирование электромагнитного поля, с последующим появлением в обмотках статора переменного электрического тока. Его создание происходит на основе физического явления электромагнитной индукции.
- На следующем этапе происходит образование постоянного тока путем прохождения его сквозь выпрямитель.
- Затем он снова преобразуется в переменной ток, частота которого составляет 50-60 Гц. Достигается это путем прохождения его через инвертор. Выработанная энергия поступает в электрические сети.
Из-за разного рельефа местности часто ветряные электростанции устанавливаются на высоких мачтах, поскольку близко к земле потоки воздуха не отличаются стабильностью, а также их сила уменьшается. При этом на высоте они дуют равномерно, что обеспечивает оптимальную эксплуатацию установки.
Разновидности по конструкции
Существует несколько видов ветрогенераторов, которые разделяются по конструкции и месторасположению. Каждая из них отличается своей особенностью и применяется с учетом конкретных условий. При этом принцип действия у всех ветряных электростанций одинаковый, основанный на использовании силы ветра.
Горизонтальные
Особенностью данного типа ветрогенераторов является расположение оси вращения в горизонтальном направлении. Это сложные устройства, отличающиеся высокой эффективностью. Такой конструкции ветрогенераторы выпускаются нескольких видов:
- С фиксированным углом наклона лопастей. Такого типа ветровые электрогенераторы можно встретить чаще всего. Их особенностью являются лопасти, расположенных с наиболее эффективным углом наклона, что позволяет их использовать при любой силе и скорости ветра.
- С регулируемым углом наклона лопастей. В таких ветровых установках есть возможность изменять расположение наклона лопастей. Это увеличивает универсальность оборудования и дает возможность подстраиваться под любую ветровую нагрузку.
- Саблевидной формой лопастей. Такие лопасти имеют особую геометрию, специально приспособленную под высокую скорость ветра.
Горизонтальные ветровые электростанции нашли наиболее широкое применение среди других типов оборудования.
Вертикальные
Это ветровые устройства, ось вращения в которых установлена вертикально. В результате у них отсутствует зависимость от направления ветра. Такие изделия имеют упрощенную конструкцию, но обладают меньшей эффективностью. Вертикальные агрегаты выпускаются следующих видов:
- С ротором Савониуса. Геометрия лопастей выполнена в виде синусоиды, что способствует формированию подъемной силой при попадании на них воздушных масс.
- Ветровая электростанция Дарье. В состав конструкции входит ряд лопастей, которые устанавливаются вдоль вертикальной оси. Они также имеют особую изогнутую форму, которая обеспечивает создание подъемной силы.
- Ветрогенераторы Фена. Лопасти устанавливаются на цилиндрической турбине и приводят ее во вращения под воздействием силы ветра.
Вертикальные ветровые электростанции также находят широкое применение в местах, где ветер может часто менять направление.
Роторные и карусельные
В роторных устройствах используются специальные узлы для улавливания ветра с дальнейшим превращением его в энергию. Оборудование имеет усложненную конструкцию, но обладает большой эффективностью. Такие ветрогенераторы могут работать в плохих погодных условиях. При этом их монтаж не вызывает сложности. Рассматривая недостатки, можно выделить небольшую высоту башни, что увеличивает риск разрушения лопастей. Также аппараты издают повышенный шум.
Высокой надежностью обладает и карусельное оборудование, принцип работы которого заключается в следующем:
- Движущийся воздух попадает через патрубок во вращающийся барабан ветрогенератора.
- При вращении барабана за счет центробежной силы вся присутствующая в воздухе пыль отбрасывается к боковым стенкам, а затем попадает в пылесборник. В результате воздух очищается и не загрязняет оборудование
Роторные и карусельные ветровые электростанции относятся к наиболее качественному оборудованию. Оно выполнено в соответствии со всеми технологическими требованиями, а почему необходимо придерживаться разработанных норм, не отклоняясь от стандарта, вы можете узнать здесь.
Типы ветровых электростанций
Важным моментом является место установки ветровых электростанций. В зависимости от этого они разделяются на виды:
- Прибрежные. Устанавливаются на некотором расстоянии от берега моря или океана. Именно в этом месте регулярно дует бриз, способствующий стабильности работы установки. Его присутствие обеспечено разностью температур между морской водой и поверхностью суши. В результате формирование ветра происходит днем и ночью, поскольку перемещение воздушных масс постоянно чередуется с морского побережья в сторону водоема, а затем в обратном направлении.
- Наземные. Установка таких ветровых электростанций ведется на возвышенных участках земли. Желательно, чтобы высота территории превышала 50 м. Очень удобными местами являются холмы. Формирование нужной площадки ведется на протяжении 7-10 дней. Основная сложность заключается в выборе местности, поскольку необходимо обеспечить подъезд строительной техники, а это связано с наличием дорог. Кроме того, длительность процедуры монтажа ветрогенераторов увеличивается за счет необходимости согласования всей документации в различных организациях.
- Шельфовые. Такие ветрогенераторы располагаются в море на расстоянии от берега в районе 60 км. К достоинству установок относится их месторасположение, когда не занимается полезная территория земли. Также они не видны с берега и при работе показывают хорошую эффективность. Их строительство ведется в местах, где присутствует небольшая глубина. Это необходимо для закладки свайного фундамента на глубину 30 м. Также под землей прокладываются подводные кабеля. Строительство шельфовых электростанций обходятся намного дороже, чем их наземные варианты. Для изготовления используются качественные материалы, поскольку в соленой водной среде они быстро покрываются коррозией. При строительстве таких сооружений специально используются самоподъемные корабли.
- Парящие. Особенностью конструкции таких ветровых электростанций является их расположение над землей. С помощью специальной оболочки, наполненной гелием, ветрогенератор поднимается на высоту несколько сотен метров. Внутри агрегатов расположены турбины мощностью до 40 кВт. Оборудование имеет множество преимуществ, но применяется редко из-за сложности его изготовления и монтажа.
- Плавающие. Это ветровые генераторы, выполненные в виде платформы с башней. Устройство опускается под воду на десятки метров, а верхняя часть возвышается над морской гладью. Для стабилизации системы внутри водоема используется специальный балласт, сделанный из гравия или любых камней. Для удержания оборудования на месте применяются якоря.
- Горные. Такое оборудование представляет собой обычные ветровые генераторы, только установленные в горах. Они характеризуются большой эффективностью, поскольку в горной местности всегда присутствуют сильные ветры.
Каждый тип ветрогенератора обладает своими особенностями и применяется в той местности, где от него можно получить максимальную отдачу.
Правила выбора
При выборе ветрогенератора нужно учитывать множество параметров оборудования:
- Мощность. Для этого необходимо рассчитать, какое количество электроэнергии необходимо для обслуживания данной территории. К полученному результату следует обязательно прибавить запас на случай возможных потерь.
- Тип оборудования. Обычно вопрос стоит перед выбором горизонтального или вертикального аппарата. В первом случае производительность агрегата будет выше, но это произойдет только при нужном направлении движения воздушных масс. Вертикальный вариант имеет меньшую эффективность, но занимает небольшое пространство и не зависит от направления ветра.
- Размер ротора. Здесь все зависит от необходимой производительности оборудования. Большого размера ротор значительно эффективнее, но требует наличия значительного пространства. Чтобы сделать правильный выбор, необходимо предварительно провести расчеты.
- Материал лопастей. Такие изделия могут изготавливаться из пластика, стали или алюминия. Металлические лопасти обладают большей прочностью, но и выше по цене. Оптимальным вариантом является пластик. По своим характеристикам он прочный и долговечный.
- Инвертор. Это прибор, в задачу которого входит преобразование переменного тока с целью зарядки аккумуляторов. Устройство может быть в составе ветрогенератора или установлено отдельно.
- Производитель. Здесь нужно выбирать надежного хорошо известного поставщика. При покупке такого дорогостоящего оборудования обязательно следует проверять гарантию и возможность его ремонтирования в сервисных центрах.
- Стоимость оборудование. Это обстоятельство также играет не последнюю роль и во многом зависит от бюджета хозяина.
Кроме перечисленных факторов обязательно нужно заранее определиться с местом установки оборудования. Здесь следует ориентироваться на территорию, насколько стабильно дуют ветры, и меняют ли они свое направление движения. Для этого необходимо выбрать возвышенность, где сила перемещения воздушных масс будет максимальной. В том случае, когда ветры дуют слабо, требуется подбирать соответствующее оборудование с высоким КПД.
Использование силы ветра как альтернативного возобновления источника энергии относится к перспективному направлению. Установленные в ряд ветрогенераторы дают хороший результат, но при изготовлении оборудования следует обращать внимание на качество его производства и ответственность работников. Об этом можно почитать здесь.
Дать вторую жизнь. Строительные отходы нуждаются в переработке
Власти Санкт-Петербурга пытаются решить проблемы несанкционированных свалок, перевозки и утилизации строительного мусора. Эксперты считают, что это будет сложно сделать без коррекции городского и федерального законодательства.
Напомним, создание эффективной системы обращения с отходами производства и потребления, включая ликвидацию всех выявленных несанкционированных свалок в границах городов, является частью национального проекта «Экология», рассчитанного до 2024 года.
Только по лицензии
На прошлой неделе состоялось заседание Комиссии ЗакС Петербурга по экологической защите населения. В нем приняли участие представители Смольного. Было отмечено, что в ближайшие два года власти города готовы будут потратить на ликвидацию 500 выявленных нелегальных свалок более 1 млрд рублей. Кроме того, ожидается принятие ряда законодательных проектов, которые также должны помочь решить проблему с несанкционированным размещением отходов.
Отметим, что значительная часть незаконных городских свалок состоит из строительного мусора. Заместитель председателя Комитета по природопользованию, охране окружающей среды и обеспечению экологической безопасности Петербурга Александр Кучаев сообщил, что в настоящее время ведомством подготовлен законопроект, ужесточающий контроль транспортировки строительного мусора. В частности, предполагается лицензировать транспортировку отходов V класса опасности.
По словам начальника отдела надзора за специальными видами работ Госстройнадзора Петербурга Виталия Пономарёва, в настоящее время в регионе сложилась практика бесконтрольного использования строительных отходов и грунтов, в том числе при подготовке земельных участков для последующего строительства или прокладке инженерных сетей. При этом негативное воздействие на окружающую среду никак не оценивается. Специалист полагает, что такое злоупотребление может привести к деградации земель и невозможности их дальнейшего использования по назначению, и отмечает, что необходимы дополнительные административные меры.
Приоритет – переработка
Несанкционированные свалки стали серьезной проблемой в Петербурге и Ленобласти, считают и опрошенные «Строительным Еженедельником» эксперты. Они также выступают за ужесточение контроля за оборотом строительного мусора. При этом специалисты говорят о необходимости решения на федеральном уровне вопросов, связанных с расширением возможностей переработки этого вида отходов. Также они упрекают застройщиков за низкую культуру сортировочных работ.
Генеральный директор ООО «Нэорециклинг» Роман Казаков напоминает, что основной объем строительного мусора образуется на нулевом цикле работ, при обустройстве котлована. Появляется отработанный грунт, бой бетона и кирпича, которые относятся к V классу опасности по ФККО. Они могут быть переработаны и использованы для нужд городского хозяйства. Остальные отходы, появляющиеся в процессе строительства, имеют IV класс опасности и должны быть утилизированы с соблюдением соответствующих правил безопасности, путем размещения на лицензированных полигонах.
В зависимости от вида образующихся отходов, а также класса их опасности, сбор и временное хранение должны осуществляться раздельно, отмечает эксперт. Однако очень часто это правило не соблюдается. В лучшем случае все вывозится на и без того переполненные официальные полигоны, в худшем – на незаконную свалку.
«К сожалению, на сегодняшний день около 50% от общего объема образующихся грунтов являются замусоренными. Однако большая часть из них направляется на городские объекты с отрицательным балансом грунтов. Остальные, в зависимости от класса опасности и расположения объектов, перемещаются на ближайшие полигоны и карьеры, имеющие лимиты на размещение таких отходов. То же касается и отходов строительства и сноса. Между тем многие материалы можно перерабатывать для получения вторичного сырья», – считает Роман Казаков.
За серьезную переработку строительных и других отходов выступает и председатель правления Экологического союза Семён Гордышевский. По его словам, одновременно с ужесточением наказания для недобросовестных застройщиков, а также других организаций, создающих несанкционированные свалки, необходимо дать бизнесу возможность заниматься переработкой мусора. При этом не должно быть монополизации рынка, как в случае с единым региональным оператором по обращению с отходами. «К сожалению, в самом конце прошлого года были внесены поправки в Закон «Об отходах производства и потребления», приравнивающие сжигание мусора к переработке, что в корне неправильно. Сжигание – это самый конечный вариант утилизации мусора. Он самый дорогой и экологически небезопасный. Кроме того, принятое новшество противоречит изначальным приоритетам нацпроекта “Экология”», – подчеркивает эксперт.
В рамках нацпроекта
Напомним, в рамках этого нацпроекта предполагается нарастить долю ТКО, направленных на утилизацию, в общем объеме образованных твердых коммунальных отходов с 3% в 2018 году до 36% к 2024-му. Чтобы достичь цели, необходимо либо наладить раздельный сбор, либо модернизировать полигоны по приему ТКО, на которых проводить сортировку мусора.
По словам ведущего эксперта УК «Финам Менеджмент» Дмитрия Баранова, в прошлом году в 27 регионах страны было введено свыше 50 предприятий по обработке и утилизации ТКО, общей мощностью по обработке отходов более чем 5,5 млн т, а мощностью по утилизации – свыше 2,5 млн т. «Да, предстоит сделать еще немало, но в целом уже достигнутые показатели позволяют говорить о том, что «мусорная» реформа проходит удовлетворительно. Это происходит не в последнюю очередь благодаря тому, что создана нормативно-правовая основа, разработаны и приняты соответствующие документы: от законов и постановлений правительства до стандартов и правил. В настоящее время упор в реформе необходимо сделать на контроль ее исполнения, соответствия всех участников программы и их действий существующей юридической базе», – считает он.
Тепло в частном формате. Особенности теплоснабжения индивидуальных домов
Современные технологии предлагают немало различных систем теплоснабжения индивидуальных домов. Выбор оптимальной зависит от конкретной ситуации.
Рынок загородной недвижимости растет. Граждане все чаще выбирают постоянным или регулярным местом проживания индивидуальный дом, который находится вне шумного мегаполиса. Комфортное нахождение в нем во многом зависит от выбора вида теплоснабжения. От правильно подобранной системы отопления зависит не только долговечность объекта недвижимости, но и расходы на его эксплуатацию.
Сделать выбор
По источнику тепла отопление частных домов можно разделить на три вида. Первый и наиболее простой – печной. Несмотря на относительный примитивизм, он еще достаточно распространен, но задействуется, как правило, в дачных домах. Второй вид отопления – газовый. Подогрев воды через теплообменник, а затем в радиаторе или других конструкциях происходит с помощью газового котла. Третий вариант – с помощью электричества.
По словам главного инженера компании «Загородные монтажные системы» Владимира Никифорова, выбор между газовым и электрическим теплоснабжением загородных домов непрост. Предварительно необходимо учесть все нюансы местоположения объекта недвижимости, его площадь, состояние коммуникаций и т. д.
«Газовое теплоснабжение дешевле электрического в 2–4 раза. Но это при условии, что рядом проходит газовая магистраль и есть возможность подключения. Альтернатива централизованному газовому отоплению – газгольдер. Но его стоимость достаточна высока, а установка – сложна. Электрические котлы более просты в монтаже и дальнейшей эксплуатации. Полностью исключается возможность отравления угарным газом. Кроме того, большинство электрических котлов более компактны», – говорит он.
В целом, по словам эксперта, газовое отопление рекомендовано для домов площадью от 120 кв. м. «Получается существенная экономическая выгода. Кстати, в настоящее время появляются комбинированные газоэлектрические котлы, но пока они маломощны. В перспективе можно ожидать, что их технологические возможности будут расширяться – и это оборудование будет более широко представлено на рынке», – считает Владимир Никифоров.
Быть в тренде
Сами системы теплоснабжения можно поделить на водяные и электрические. За последние годы в сегменте появилось много новинок, хотя некоторые собственники предпочитают классические – привычные радиаторы отопления.
Как отмечают представители компании REHAU, сейчас в России существует огромное количество дорогих домов, в которых нет вентиляции, повышенная влажность или наоборот – постоянно пересушенный воздух. Обычно это следствие экономии на инженерных системах, непонимания принципа их работы или боязни использовать новые технологии – более эффективные, но пока не слишком привычные для определенных категорий потребителей.
В частности, добавляют специалисты, отопление радиаторами – хорошо знакомый способ, сравнительно дешевый и с использованием понятного оборудования. Неудивительно, что в большинстве случаев предпочтение отдается именно ему. Однако эта технология имеет несколько весьма серьезных недостатков, и главный из них – неравномерный прогрев помещения (когда тепло от радиатора нагревает близлежащую зону и частично уходит наружу, при этом в противоположной стороне комнаты по-прежнему холодно). Кроме того, исходящие от радиатора потоки теплого воздуха поднимают с пола и предметов мебели пыль, что не лучшим образом сказывается на качестве микроклимата, а значит, и на самочувствии жильцов.
Поэтому, как отмечает генеральный директор АО «Фирма Изотерм» Виктория Нестерова, все более широкое применение в частном домостроении получают низкотемпературные системы отопления – в частности, конвекторы. Они идеально вписываются в современную архитектурную концепцию, предусматривающую большие окна и панорамное остекление.
«Также у конвекторов есть еще ряд преимуществ. Они универсальны, подходят и к однотрубной, и к двухтрубной системе отопления. Не только обогревают помещение, но и способствуют экранированию холодного воздуха от окон, предотвращают запотевание, образование конденсата и обледенение. Кроме того, конвекторы энергоэффективны. В частности, имеют малый объем теплоносителя (в 8 раз меньше, чем у радиатора), делаются из материалов с высокой теплопроводностью (медь, алюминий)», – говорит эксперт.
По ее словам, можно легко подобрать такие системы отопления под любые помещения, в том числе с нестандартной планировкой, включая влажные: бассейны, бани, теплицы, зимние сады. «Конвекторы безопасны в эксплуатации, температура их наружных поверхностей не превышает 43 °С. Есть возможности интеграции приборов с системой “умный дом”», – добавляет Виктория Нестерова.
Тепло снизу
В загородных домах также все чаще задействуют теплые полы. Как и конвекторы, они могут быть водяными или электрическими. Первые дешевле вторых, но сложнее в монтаже и обслуживании. В случае протечки водяного пола требуется полный демонтаж покрытия. Электрический теплый пол «ест» больше энергии. В помещениях с повышенной влажностью для данных систем отопления требуется более серьезная защита элементов конструкции.
В настоящее время в самостоятельный сегмент выделяют инфракрасные теплые полы. Они все активнее используются в загородных домах. По словам руководителя интернет-магазина климатической техники Sogreto Константина Колесова, инфракрасный пол обладает массой достоинств, а именно: не пересушивает воздух, ионизирует его, нейтрализует неприятные запахи. Его легко монтировать (в частности, самостоятельно). «Пленочный инфракрасный теплый пол предназначен для монтажа под ламинат, линолеум, ковролин. Благодаря небольшой толщине пленка никак не влияет на уровень пола в квартире. Кроме того, пленочный пол под ламинат имеет самый низкий уровень энергопотребления», – рассказывает он.
Также на рынке есть стержневой инфракрасный теплый пол. Его кладут под кафель и керамогранит. «В целом приобретение конвекторных климатических комплексов, инфракрасных обогревателей (как и монтаж теплых полов) обусловлено как раз поиском функциональных обогревающих устройств. Стоит добавить, что сейчас также растет спрос на биокамины, электрические камины с 3D-эффектом живого пламени. Однако практические функции обогрева помещения в этом случае рассматриваются во вторую очередь. Установка таких устройств имеет прежде всего декоративное значение, как признак благосостояния», – добавил Константин Колесов.
Мнение
Виктория Нестерова, генеральный директор АО «Фирма Изотерм»:
– Конвекторы поставляются на объекты готовыми для подключения к системам водоснабжения, а также к электрическим сетям, что упрощает и ускоряет монтаж оборудования, который выполняют специалисты. Они же дают гарантию на выполненные работы. В частности, установку внутрипольного конвектора следует учитывать на стадии проектирования, так как монтаж имеет свою специфику – в стяжке пола необходимо подготовить специальные углубления, как для прибора, так и для трубопроводов. Но даже если это не соблюдено, есть линейка приборов высотой 8 см, что позволяет в данном случае установить внутрипольный конвектор. Стоит также добавить, что в целом конвекторы просты в эксплуатации. Их необходимо очищать от пыли перед началом и в течение отопительного сезона, не допускать замораживания теплоносителя, так как это может привести к выходу из строя теплообменника. Также не рекомендуется устанавливать в одном контуре отопления приборы отопления, изготовленные из меди и алюминия, – для предотвращения гальванической коррозии. Средний срок службы конвекторов – не менее 50 лет при условии соблюдения требований эксплуатации.