Тепловой комфорт на 360°: «Мы греем дом как снаружи, так и внутри»
В этом году компания «СТН» («Современные технологии нагрева») отметила двадцатилетие. За это время она стала одним из успешных игроков не только в сегментах бытовых электроотопительных приборов и теплых полов, но и на рынке систем архитектурного (инфраструктурного) обогрева. Компания выпускает удобное в эксплуатации, пожаробезопасное и энергоэффективное оборудование для обогрева общественных и культурных объектов, элитного жилья, взрывоопасных производств. Об особенностях систем архобогрева, актуальных тенденциях и новых технологических решениях нам рассказал Александр Саразов, директор по продажам компании «Современные технологии нагрева».
— Прошлая зима выдалась сложной на всей территории Европейской части России. Сильные снегопады и заморозки чередовались с оттепелями, с большими сугробами и сильным гололедом. Особенно страдали жители крупных мегаполисов, таких как Москва и Санкт-Петербург. Снегоуборочная техника и дворники не успевали справляться с уборкой во дворах и на крышах многоэтажных зданий. Есть ли спасение от этой напасти?
— Конечно, есть. Средством спасения выступает архитектурный (инфраструктурный) обогрев. Речь — о системе антиобледенения, которая устанавливается на кровлях и водостоках зданий и аналогична по принципу работы функционированию системы антиобледенения в составе, например, самолетов или кораблей. Ее основой является нагревательный кабель (саморегулирующийся или резистивный), который за счет протекания тока по нагревательной жиле и выделения необходимой мощности растапливает снег и лед.
На самом деле все просто лишь на словах. На практике использование подобных систем требует разработки и производства сложной кабельной продукции, проведения инженерных расчетов, непростого монтажа на зданиях и подключения смонтированной системы электрообогрева к терморегулирующей аппаратуре (датчики, контроллеры, терморегуляторы), которые образуют своего рода метеостанцию. Последняя позволяет не только вовремя включать и выключать греющий кабель в момент начала сильного снегопада, чтобы успеть растопить снег до образования сугробов, но и экономить энергопотребление, что в условиях суровой русской зимы и на крупных объектах обеспечивает существенную экономию финансовых средств.
— Но ведь приобретение и монтаж такой системы, как и эксплуатация, также требуют финансовых вливаний?
— Разумеется. Но следует посчитать расходы в отсутствие систем архобогрева. Уборка сосулек и наледи с крыш жилых комплексов, торговых, развлекательных и деловых центров с привлечением промышленных альпинистов — дорогостоящее удовольствие. Например, в Санкт-Петербурге стоимость такой услуги превышает 25–30 тыс. рублей за раз. В пиковые периоды цена может превышать 45 тыс. рублей. А за сезон скатную крышу приходится чистить около десяти раз.
Кроме того, уборка кровли и водостоков крупных городских зданий чревата повреждением лопатами и ломами, а это означает затраты на ремонт и ощутимый вред для историко-архитектурного наследия города. И, конечно, неизбежны выплаты за ущерб, нанесенный здоровью и личному движимому имуществу граждан. Между тем всего этого можно избежать.
— Расскажите, пожалуйста, подробнее о технологии архитектурного обогрева. Есть ли у него подвиды? Где и как она применяется (в коммерческом, промышленном, частном домостроении)?
— Весь рынок нагревающих кабелей для систем комплексного обогрева можно условно поделить на два больших сегмента: массовый — для тех, кто любят экономить, и профессиональный — для тех, кто занимаются архобогревом как бизнесом. Для первого сегмента достаточно дешевых кабелей, которые продаются в розницу на маркетплейсах и обычно применяются для обогрева кровли и водостоков в частном домостроении. Для профессионалов, которые монтируют кабель на таких объектах, как государственные и муниципальные учреждения (например школы, больницы и прочие общественные здания), качество важнее цены.
Поэтому мы разрабатываем различные версии кабелей для разных сегментов рынка. Например греющий кабель НСК-B отличается фторопластовой оболочкой и более толстой жилой: если у серии НСК максимальное сечение — 0,88 мм2, а максимальная длина — 65 м, то у НСК-B — 1,31 мм2 и 120 м соответственно. Под заказ мы можем делать подобные кабели с сечением до 2,3 мм2 и длиной до 200 м.
Так, один из наших партнеров — компания «Теплоинновация» из Воронежа — является лидером в Черноземье по архитектурному обогреву и работает в основном с крупными объектами совместно с проектными институтами, которые закладывают комплексные системы обогрева еще на стадии проектирования зданий. Такие наши партнеры продают не просто кабель, они продают системы и решения. Если говорить на примере цифр, на частный дом могут понадобиться 250 м греющего кабеля, а на школу или больницу — уже 1,5–5 км.
Помимо больших объемов и более высокого качества кабелей, крупным заказчикам часто необходима защита проекта. Это очень важный момент для профессионалов архитектурного обогрева, который дает защиту от воровства проектов. И мы такую защиту нашим партнерам обеспечиваем.
— Можно ли говорить об энергоэффективности архитектурного обогрева?
— Монтажные организации включают наш греющий кабель в состав целой системы обогрева с автоматическим управлением и погодными датчиками (метеостанцией). Специальные датчики замеряют температуру и влажность окружающего воздуха и определяют наличие осадков. Автоматика включает греющие кабели в период снегопада, при наличии на крыше льда или снега, что позволяет избежать перерасхода электроэнергии. Кроме того, автоматика обеспечивает защиту от утечки тока и коротких замыканий. Возможно и ручное удаленное управление системой в режиме онлайн для большей энергоэффективности.
— Какие новые решения задействуются при разработке и производстве систем архитектурного обогрева?
— Раньше многие компании на рынке систем архитектурного и инфраструктурного обогрева нередко работали с греющими кабелями из дешевых материалов. Однако в последнее время обозначилась тенденция к широкому использованию более качественных и дорогостоящих кабелей. Дело в том, что применение дешевых аналогов вкупе с не слишком профессиональным монтажом чревато рекламациями. Для серьезных монтажных организаций это означает ущерб репутации и финансовые издержки.
Поэтому при разработке новых серий греющих кабелей мы внедряем более технологичные решения — как, например, изоляция токопроводящей и нагревательной жил из фторопласта. Этот тип материалов находит широкое применение, в частности из фторопластовой пленки выполняют первичную обмотку высоковольтных проводов. Кроме того, при сотрудничестве с монтажными организациями мы всегда требуем, чтобы они подтверждали квалификацию своих монтажников. Все это позволяет давать конечным клиентам более длительную гарантию на греющий кабель: для кровли — от трех лет, для уличных площадок — от пяти лет.
В качестве примера новой разработки с улучшенными техническими характеристиками могу привести резистивный нагревательный кабель PRO из серии НРК. Его секция может быть рассчитана на напряжение 230 или 400 В и состоит из двухжильного нагревательного кабеля постоянного сопротивления (резистивного типа) определенной фиксированной длины, с одной стороны которого установлена концевая муфта, а с другой — соединительная муфта, с помощью которой кабель соединяется с кабелем питания. Внутренняя изоляция из термостойкого полимерного материала позволяет выдерживать серьезные тепловые нагрузки без риска перегорания и придает высокую механическую прочность. Использование для изоляции кабеля жаропрочного фторопласта с рабочей температурой 230° и возможностью кратковременного повышения до 400° позволяет системе эффективно работать даже в условиях повышенных нагрузок. Кабель подходит для использования во взрывоопасных зонах (Ex). Секция на 400 В может устанавливаться на промышленных объектах и имеет бо́льшую длину, чем в сегменте кабелей с напряжением 230 В (до 150 м). Таким образом, для монтажных организаций намного упрощается монтаж системы обогрева.
Безопасное и комфортное в эксплуатации нагревательное оборудование особенно востребовано в сегменте элитной недвижимости. Класс дома и уровень жизни сегодня определяют не только отделочные материалы, планировка квартир, красота придомовой территории, но и качество инженерной инфраструктуры. Нагревательные кабельные системы «СТН» могут использоваться для поддержания комфорта как на придомовых территориях, так и в жилых помещениях. А системы теплых полов легко включить в комплектацию внутренней отделки квартир и таким образом повысить ценность жилья в объекте.
Кейс Carré Blanc
Не так давно в центре Москвы появился элитный комплекс апартаментов Carré Blanc (франц. «Белый квадрат»). Он возведен по проекту бюро Speech под руководством известного архитектора Сергея Чобана. Авторы украсили фасад натуральным португальским камнем оттенка слоновой кости. Растительный орнамент повторяет мотивы древнерусского зодчества — Георгиевского собора XIII века в Юрьеве-Польском.
Пятиэтажный монолитно-кирпичный комплекс расположен на Пречистенской набережной Москвы-реки, около Кремля, напротив храма Христа Спасителя и Дома на набережной, в пешеходной доступности от ГМИИ им. А. С. Пушкина. Он вмещает элегантные апартаменты с просторными балконами и террасами, а также пентхаусы с дровяными каминами и панорамными окнами.
Проектировщики оснастили апарт-комплекс современными инженерными системами. В доме установлена умная система приточно-вытяжной вентиляции Swegon (Швеция), которая очищает, нагревает (или охлаждает) и увлажняет воздух, поступающий в жилища. Мультизональное кондиционирование от Daikin (Япония) позволяет задать оптимальную температуру в каждом помещении. Отопление осуществляется с помощью конвекторов Jaga (Бельгия) и Kermi (Германия). Очистная станция Grunbeck (Германия) смягчает водопроводную воду и убирает из нее излишки железа.
По рекомендациям Москомархитектуры для предотвращения накопления снега, образования наледи и сосулек в зимний период на кровле и водостоках здания Carré Blanc используется система архитектурного обогрева от компании «СТН». Она выполнена на основе резистивного нагревательного кабеля постоянной мощности серии НРК PRO.
Этот двухжильный кабель с утолщенной оболочкой, внутренней изоляцией из полимерного материала повышенной термостойкости и УФ-защитой обладает повышенной механической прочностью и способностью выдерживать серьезные тепловые нагрузки без риска перегорания. Вдобавок он подходит для использования во взрывоопасных зонах (Ex), например на АЗС. Такие кабели проходят специальную дорогостоящую проверку и получают сертификат взрывозащиты, который говорит о надежности и безопасности продукта. Все используемые материалы — негорючие, кабель не воспламенится даже в случае сильного замыкания, так как он самозатухающий (не поддерживает горение). Кабель рассчитан на напряжение 400 В, что позволяет использовать его на промышленных объектах в секциях длиной до 250 м. Это существенно облегчает и ускоряет монтаж системы, так как на большую площадь можно положить один длинный кусок кабеля.
Исполнитель системы обогрева здания Carré Blanc — Kremer Group, партнер компании «СТН».
— И напоследок — вопрос о компании «СТН». Есть ли у вас своя «фишка», почему стоит работать именно с вами?
— В чем наша «фишка»? Мы греем дом как снаружи (кровлю, водостоки, придомовые площадки и пр.), так и внутри (с помощью теплых полов и инфракрасно-конвективных обогревателей). То есть мы можем предложить комплексный комфортный обогрев дома полностью — как частного жилища, так и крупного общественного здания. С помощью электричества в отсутствие центрального отопления и горячего водоснабжения можно достичь комфортной температуры в максимально сжатые сроки. Если коротко: тепло снаружи — тепло внутри.
Справка
Производство «СТН» расположено в России, в г. Владимире, и представляет собой полный цикл изготовления нагревательного оборудования — от чертежа до готового изделия. У компании «СТН» есть собственный конструкторский отдел, а также инженерный и технологический отделы, ОТК и испытательная лаборатория, полный цикл производства от нагревательной жилы до упаковки продукции. Система контроля качества включает также пооперационный контроль на всех этапах производства продукции. Все это позволяет разрабатывать и производить востребованную рынком высококачественную продукцию.
Узнать о вариантах систем теплового комфорта для вашего объекта можно в коммерческом отделе компании «СТН» по телефону (495) 783-50-55.
Ознакомиться с продукцией для архитектурного обогрева можно на сайте компании: www.stnmoscow.ru.
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.
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.