Альтернативные источники энергии

Вид материала

Документы

Содержание Тепловой насос Основные достоинства ТН Особенность работы ТН Солнечные коллекторы Котлы на пеллетах Солнечные фотопанели Недостатки ВЭУ

Подобный материал:

• «Альтернативные экологические источники энергии» Учитель физики моу «Каширская оош», 254.18kb.
• Международная научно-практическая конференция «Первые шаги в науку», 142.58kb.
• Реализация программы «Дистанционное образование» «Программа «Комплекс» классный час, 93.74kb.
• Альтернативные источники энергии: РФ и мировой опыт, 90.02kb.
• Системы ветровых турбин и другие альтернативные источники энергии, 85.96kb.
• Аннотация рабочей программы учебной дисциплины «альтернативные и возобновляемые источники, 66.58kb.
• Лисов О. М. Энергия, экология и альтернативные источники энергии, 615.83kb.
• Программа: практического семинара на тему: «Пути повышения эффективности и надёжности, 61.31kb.
• Перечислены их достоинства и недостатки, а также приведена экономическая эффективность, 58.62kb.
• Доклада по теме: Проблема использования альтернативные источники энергии, 115.36kb.

АЛЬТЕРНАТИВНЫЕ ИСТОЧНИКИ ЭНЕРГИИ

(Сообщение Канева С.Н. на заседании совета по предпринимательству

при губернаторе края 28 октября 2011 г.)


Все мы любим, когда у нас дома светло, тепло и есть горячая вода. Но ради этого приходится сжигать газ, уголь, нефтепродукты, то есть загрязнять атмосферу – несмотря на то, что в нашей стране давно уже применяются устройства, позволяющие использовать нетрадиционные альтернативные, так называемые, возобновляемые источники энергии (ВИЭ), к которым относятся энергия солнца, ветра, древесины, гидроэнергия, энергия биомассы, энергия приливов, геотермальная энергия и т.д.

ВИЭ – это источники на основе постоянно существующих или периодически возникающих в окружающей среде потоков энергии. Сегодня устройства, использующие альтернативные источники энергии, все более широко применяются в России, в частности, в малоэтажном жилье, коттеджах.

За рубежом интерес к этой технологии обусловлен следующими причинами:

• снижение эксплуатационных расходов;
  
• повышение экологической безопасности за счет снижения вредных выбросов в атмосферу; для России этот фактор остается актуальным только на бумаге, а в действительности экология вторична;
  
• энергоэффективность и за счет этого снижение доли энергии, вырабатываемой с помощью традиционных источников энергии, получаемых при сжигании углеводородов.
  

Большую роль играют и государственные программы, стимулирующие в той или иной форме применение энергетически эффективных и экологических технологий на базе ВИЭ. Так, например, в США субсидии частным лицам на внедрение таких устройств, как гелио и ветроустановки, доходят до 50-60% стоимости оборудования и монтажа.

В России интерес к применению устройств, использующих ВИЭ, обусловлен специфическими экономическими соображениями:

• высокая стоимость подключения к источникам традиционного энергоснабжения;
  
• энергонезависимость и возможность бесплатно использовать энергию из возобновляемых источников, будь то солнце, ветер, вода, геотермальная энергия и даже энергия, заключенная в древесине – все это дает природа совершенно бесплатно.
  

В России медленное внедрение ВИЭ обусловлено следующими факторами:

• отсутствие четкой государственной политики в данной области;
  
• отсутствие стимулирования (льгот, субсидий и т.д.);
  
• относительно низкая цена электро- и теплоэнергии, высокая стоимость капитальных затрат на внедрение устройств, работающих на базе ВИЭ, и, как следствие, большой срок окупаемости от 5 до 10 лет для различных типов устройств.
  

Сегодня экономически выгоднее использовать традиционные источники энергии, получаемые за счет сжигания углеводородов, чем использовать ВИЭ, так как вопросы экологии в России стоят далеко не на первом месте и запасов углеводородного сырья у нас достаточно.

Правда надо отметить, что в последнее время в России стала развиваться нормативно-правовая база развития ВИЭ. Так, например, в 2007 году были приняты поправки к ФЗ «Об энергосбережении», заложившие рамочные основы развития ВИЭ, а в 2009 г. Постановлениями Правительства РФ были утверждены основные направления государственной политики в сфере повышения энергоэффективности электроэнергетики на основе использования ВИЭ на период до 2020 г. Однако ни в одном из руководящих документов не идет речь о стимулировании при внедрении ВИЭ и поэтому внедрение ВИЭ в России тормозится.

Рассмотрим наиболее эффективные технологии на базе ВИЭ, которые целесообразно использовать в России, и, в частности, на Дальнем Востоке и в Хабаровском крае.





Рис. 1. Типы и принцип работы устройств на базе альтернативных возобновляемых источников энергии.


На рис. 1 приведена схема, демонстрирующая типы и принцип работы устройств на базе ВИЭ. Основными элементами данной схемы являются:

• устройство, преобразующее энергию солнца, ветра, земли, древесины в тепловую или электрическую энергию;
  
• инвертор, который преобразует электроэнергию постоянного тока, получаемую при работе солнца и ветроустановок в электроэнергию переменного тока;
  
• аккумулятор энергии (тепловой или электрической), к которому подключаются системы энергоснабжения объекта; аккумулятор необходим в силу следующих причин: солнце и ветер «работают» непостоянно, их работа зависит от времени суток, времени года, погодных условий и т.д.; поэтому, чтобы сгладить неравномерность выработки энергии, используется аккумулятор энергии;
  
• системы энергоснабжения объекта, которая включает в себя: трубопроводы, кабели, наосы, системы автоматизации, отопительные и электрические приборы и т.д.
  

Остановимся более подробно на работе устройств, преобразующих альтернативную энергию в тепловую и электрическую.


ТЕПЛОВОЙ НАСОС

Тепловые насосы (ТН) используются, как правило, в системах отопления (СО) и горячего водоснабжения (ГВС) зданий. Использование ТН в России становится все более популярным.

Однако одной из причин их недостаточного использования в России является недостаточная информированность потребителей об этих устройствах. Термин ТН и неизвестность этого термина для рядовых потребителей остаются существенной преградой на пути использования этой технологии.

Хотя на самом деле все очень просто и понятно: ТН – это фактически тот же бытовой холодильник, работающий для других целей – не охлаждение продуктов, а нагрев помещения. Просто в обычном холодильнике главная функция отводится отбору тепла, а в ТН – передаче тепла в обогреваемое помещение. Все знают, что бытовой холодильник обогревает помещение (теплообменник, расположенный на задней стенке холодильника горячий и отдает тепло в помещение, где он расположен), но очень незначительно, так как это не является его главной функцией.

В ТН этот теплообменник, с которого тепло снимается и используется для обогрева помещения, становится главным, а «морозилка» становится второстепенным объектом и размещается за пределами здания.

То есть, ТН – это устройство для передачи тепла от низкопотенциального температурного источника к высокотемпературному.

Принцип работы ТН показан на рис. 2. Схематично ТН можно представить в виде системы 3-х замкнутых контуров:

• I – внешний контур (теплоотдатчик), в котором циркулирует теплоноситель – незамерзающая жидкость (антифриз), отбирающий тепло от низкопотенциального источника теплоты (НПТ); источником НПТ может быть вода – река, озеро, море, канализационные стоки и т.д.;
  
• II – второй контур – непосредственно сам ТН, в который встроены испаритель, конденсатор, компрессор, дроссель, устройства автоматики; во втором контуре циркулирует хладоагент, который имеет низкую температуру кипения и проходя через испаритель, превращается из жидкого состояния в газообразное; это происходит при низком давлении и низкой температуре; из испарителя газ поступает в компрессор, где он сжимается до высокого давления и температуры; далее газ поступает в конденсатор, где он отдает свое тепло теплоносителю (вода, воздух), который используется в системе отопления или системе ГВС; хладоагент отдает тепло и охлаждается и снова переходит в жидкое состояние, но при этом его температура и давление понижаются, хладоагент попадает в испаритель и цикл повторяется снова;
  
• III – третий (отопительный) контур – теплоприемник: нагретый теплоноситель поступает в систему отопления или систему ГВС и нагревает помещение; при достижении необходимой температуры в отопительном контуре терморегулятор размыкает электрическую цепь и компрессор останавливается, при понижении температуры в отопительном контуре терморегулятор вновь включает компрессор.
  

При использовании в качестве источника НПТ энергии земли теплообменник, в котором циркулирует антифриз, зарывают на глубину 1 м, минимальное расстояние между трубами 0,8-1 м. Ориентировочное значение тепловой мощности, приходящейся на 1 погонный метр трубопровода – 20-30 Вт. Таким образом, для установки ТН производительностью 10 кВт необходим земляной контур длиной 350-450 м, для укладки которого потребуется участок земли площадью около 400 м² (20х20 м).

Если свободного участка для прокладки коллектора нет или в качестве источника тепла используется скалистая порода, то трубопровод опускается в скважину. Необязательно использовать одну глубокую скважину, можно пробурить несколько неглубоких, более дешевых, чтобы получить общую расчетную глубину. Ориентировочно на 1 пог. м скважины приходится 50-60 Вт тепла. Таким образом, для установки ТН мощностью 10 кВт необходимо пробурить скважину глубиной около 170 м.

Для получения тепла из теплого воздуха, вентиляционных отбросов или из наружного воздуха используется специальная модель ТН с воздушным теплообменником. Воздуховодяной или воздуховоздушный ТН эффективно работает только при температурах наружного воздуха не ниже -15⁰С.

Если тепла из внешнего контура недостаточно для отопления в сильные морозы, то в этом случае можно использовать дополнительный источник тепла (небольшой электронагреватель). В таких случаях говорят о бивалентной системе отопления.

Тепловые насосы применяются, как правило, с низкопотенциальными системами отопления типа «теплый пол» или воздушное отопление, но они могут использоваться и в традиционной радиаторной системе водяного отопления. При этом радиаторная система отопления должна рассчитываться на параметры 40/30⁰С.

Кроме отопления ТН также обеспечивают приготовление воды для системы ГВС.

Эффективность ТН принято характеризовать величиной коэффициента преобразования – отношение теплопроизводительности к электропотреблению насоса. Этот коэффициент зависит от разности температур в испарителе и компенсаторе ТН и колеблется от 2,5 до 5, то есть на 1 кВт затраченной электроэнергии ТН производит от 2,5 до 5 кВт тепла. Коэффициент преобразования увеличивается при уменьшении разности температур между испарителем и конденсатором. Температурный уровень теплоснабжения от тепловых насосов 35-55⁰С. Экономия энергетических ресурсов достигает 70%. ТН выпускаются мощностью от 5 до 1000 кВт.

Основные достоинства ТН:

• экономичность – тепловой насос использует введенную в него энергию эффективнее любых котлов, сжигающих топливо. Величина КПД у него больше 1;
  
• повсеместность применения – источник НПТ можно обнаружить в любом уголке планеты; везде этот агрегат раздобудет для себя «пищу», чтобы бесперебойно отапливать ваш дом, не завися от капризов природы; даже отсутствие нужных 2-3 кВт электроэнергии не помеха; для привода компрессора в некоторых моделях используют дизельные или бензиновые движки;
  
• экологичность – агрегат не сжигает топливо, поэтому нет вредных выбросов;
  
• безопасность – в сущности ТН опасен не более чем холодильник;
  
• не нуждается в специальном обслуживании;
  
• универсальность – ТН обладает свойством реверсивности: он «умеет» отбирать тепло из воздуха дома, охлаждая его, поэтому он может работать летом в режиме кондиционирования, в этом случае вместо радиаторов систем отопления во внутреннем контуре (рис. 2) используются фэнкойлы;
  
• летом избыточное тепло можно использовать для подогрева бассейна.
  

Рис. 2. Принципиальная схема теплового насоса:

I – внешний контур; II – тепловой насос; III – внутренний контур; 1 – испаритель,

2 – конденсатор, 3 – компрессор, 4 – дроссель, 5 – циркуляционный насос,

6 – система отопления, 7 – система ГВС, 8 – фэнкойлы, 9 - теплообменник


Особенность работы ТН.

Во-первых, ТН оправдывает себя только в хорошо утепленном здании, чем теплее дом, тем больше выгода.

Во-вторых, чем больше разница температур теплоносителей во входном и выходном контурах, тем меньше коэффициент преобразования тепла, т.е. меньше экономия электроэнергии; поэтому выгодно подключать агрегат к низкотемпературным системам отопления, прежде всего обогрев от водяных полов или теплым воздухом, так как в этом случае теплоноситель по медицинским требованиям не должен быть горячее +35⁰С.

В-третьих, для достижения большой выгоды ТН рекомендуется использовать совместно с другими системами, в частности, с солнечными коллекторами.

Ниже приведен пример экономической эффективности от внедрения теплового насоса для отопления и ГВС на коттедже (208 м²) в г. Лейбниц (Австрия).

Капитальные затраты на реконструкцию системы отопления с учетом мощности на всю систему отопления (теплый пол + радиаторная система отопления) составили около 25000 евро.

Годовая экономия тепла по сравнению с ранее использованной традиционной системой отопления от централизованного теплоснабжения составила примерно 30% от годового теплопотребления. Уменьшение выбросов СО₂ составило около 68%.


СОЛНЕЧНЫЕ КОЛЛЕКТОРЫ

Анализ возможностей применения гелиоустановок (солнечных коллекторов) на территории России показал, что их использование для целей отопления является неэффективным. Наиболее целесообразно их использовать в системах ГВС для приготовления горячей воды.

Как показали исследования этих устройств, наиболее целесообразно использовать их по климатическим условиям в Северо-Кавказском и Дальневосточном регионах России.

Самый простой способ использования энергии солнца – солнечные коллекторы, в состав которых входят поглотитель (зачерненный металлический лист с трубками, по которым протекает теплоноситель). Коллекторы устанавливаются неподвижно на крышах домов под углом к горизонту, равным широте местности. В зависимости от условий инсоляции в коллекторах теплоноситель нагревается на 40-50⁰С выше температуры окружающей среды. Такие системы применяются в индивидуальном жилье, практически полностью покрывая потребность населения в горячей воде.

Существуют солнечные коллекторы следующих типов:

• плоские солнечные коллекторы – это самый распространенный тип; они неподвижны и на первый взгляд должны быть очень дешевы, однако их эффективность ограничена геометрией – они работают, когда солнце падает на их поверхность под углом больше 30 градусов, т.е. летом и около 8 часов в сутки; их эффективная поверхность (площадь, перпендикулярная солнечным лучам) в среднем за эти 8 часов составляет около 70% от площади остекленной поверхности;
  
• трубчатые солнечные коллекторы – нагревающийся от солнца элемент – черная труба с циркулирующим теплоносителем, заключенная для теплоизоляции в стеклянную трубу; трубчатые коллекторы обычно относят к типу «плоских», но это не так – светопоглощающие трубки круглые и их площадь, обращенная к солнцу, остается постоянной в период с 7 до 17 часов астрономического времени; трубки имеют очень большую площадь, с которой принятое солнечное тепло уносится в атмосферу, т.е. большие теплопотери;
  
• вакуумные солнечные коллекторы трубчатого типа – прозрачные трубки – преобразователи, расположены так же, как и в обычных коллекторах; вакуум в трубках солнечных коллекторов этого типа – просто для теплоизоляции черной светопоглощающей трубки с водой, расположенной, как правило, коаксиально внешней стеклянной трубке-оболочке;
  
• бочка как солнечный коллектор – обычная черная железная бочка на 100-200 л., установленная на крыше с южной стороны, летом в солнечный день дает 50-100 литров горячей воды с t=50-60⁰С; эффективность нагревателя «бочка» обусловлена тем, что летом бочка освещена солнцем и нагревается не 8 часов в день, как плоские солнечные коллекторы и не 10 часов в день, как вакуумные коллекторы, а 14 часов; теплопроизводительность обычной 200-литровой бочки летом в солнечный день вполне соизмерима с производительностью фабричного плоского солнечного коллектора площадью 2 м² и стоимостью не меньше 300 евро или вакуумного трубчатого коллектора, состоящего из 20 трубок диаметром 58 мм и длиной 1 м с расстоянием между ними около 60 мм – что стоит не менее 400 евро.
  

Говорить в практическом экономическом смысле об эффективности солнечных коллекторов, понимая под эффективностью КПД довольно странно. Какое практическое значение имеет КПД, если «на вход» установки поступает бесплатная энергия? Какая разница в этом случае КПД=60 или 90%? Но есть смысл говорить об эффективности солнечной установки в экономическом смысле – о реальной стоимости энергии, которую получает потребитель, т.е. о цене кВт-часа полезной энергии.

При этом «забывается», что обычные солнечные коллекторы имеют фиксированный угол наклона к горизонту – то есть нужно выбирать, в какие месяцы нужно получать солнечную энергию, так как угол солнца над горизонтом изменяется в течение года всего на 45 градусов.

Если настроить плоский солнечный коллектор на «декабрь-январь» (наклон 58 градусов), то за сутки (в среднем за месяц) от прямого солнечного излучения с 1 м² можно получить в декабре 2,41 кВт·ч тепловой энергии, а в июне – 4,46.

Если же настроить плоский СК на «июнь-июль» (наклон 0 градусов), то за сутки выработка энергии составит: в декабре 1,27 кВт∙ч, в июне – 6 кВт·ч.

Ниже приведен пример экономической эффективности от внедрения солнечных коллекторов в систему ГВС на коттедже (250 м²) в г. Владивостоке. Сравним 2 системы ГВС:

• традиционная от ТЭЦ;
  
• комбинация солнечной и традиционной.
  

Солнечная система ГВС оснащена плоскими солнечными коллекторами общей площадью 12 м², баком-аккумулятором на 600 литров, устройством автоматики и циркуляции.

Годовой коэффициент замещения нагрузки ГВС при внедрении солнечной системы составил 70%, т.е. экономия тепла, расходуемого на ГВС, составила 70%.


КОТЛЫ НА ПЕЛЛЕТАХ.

Изобретенное в Европе новое твердое топливо – древесные топливные гранулы – пеллеты, дало начало разработкам автоматизированных установок – пеллетных котлов, предназначенных для отопления и ГВС удаленных от газовых магистралей домов, дач, коттеджей.

Котлы на пеллетах не требовательны в обслуживании. Подключенные к системе отопления и электричеству и загруженные древесными гранулами, пеллетные котлы исправно работают длительное время без участия человека. Самый примитивный комплект оборудования для мини-котельной состоит из котла пеллетного, оснащенного горелкой для сжигания пеллет и бункера для них же. Во время работы котла из бункера посредством механизма подачи в горелку поступают древесные гранулы. Розжиг осуществляется или автоматически от струи раскаленного воздуха, направленной на гранулы, либо пеллеты просто поджигают спичкой.

Регулировка температуры теплоносителя котла производится с помощью датчиков, которые замеряют температуру прямой и обратной подачи. Интенсивность пламени регулируется подачей воздуха в пеллетную горелку с помощью вентилятора, входящего в стандартную комплектацию котла.

Древесные топливные гранулы – пеллеты спрессованы под высоким давлением из мелкоизмельченных отходов деревообработки. При их производстве не применяется клей или другие искусственные добавки. Склеивание пеллет в небольшие цилиндры происходит за счет легнина - натурального клеящего вещества, которое содержит древесина.

Во время работы котла на пеллетах выделяются безвредные продукты сгорания, а запах, исходящих при горении пеллет, натуральный и приятный. Золу, оставшуюся после работы котла, можно применять в качестве удобрения, поскольку пеллеты экологически чисты.

Технология сжигания пеллет влияет на КПД котла, который обычно составляет 85-97%, что соответствует уровню КПД газовых и дизельных котлов. Поэтому при выборе пеллетного котла следует учитывать объем бункера и его вместимость, а также иметь в виду, что пеллетные котлы разделяются на 2 типа:

1. Специализированный котел на гранулах, имеющий в своем составе пеллетную горелку. Этот котел имеет КПД до 93%, минимальные эксплуатационные затраты и высокую степень автоматизации.

2. Дровяной котел плюс встраиваемая пеллетная горелка. Этот котел достигает КПД до 80%, имеет более внушительные расходы на эксплуатацию и менее долгий срок службы.

Подводя итог, следует отметить, что отопление пеллетами вдвое дешевле, чем отопление дизтопливом. Отопление на пеллетах всегда будет доступнее, чем традиционные варианты, так как цены на невозобновляемые источники энергии постоянно растут, а пеллеты, являясь биомассой отходов деревообработки, держатся в рамках устойчивой ценовой политики.

Пеллетные котлы взрывобезопасны, отличаются чистотой использования и усовершенствованным дизайном.

Ориентировочные цены на пеллетные котлы базовой комплектации:

Мощность	Потребляемая электроэнергия	Расход пеллет	Объем воды	Вес	Цена
кВт	кВт	кг/ч	литр	кг	руб.
16	0,7	1-5	40	200	156000
24	0,7	4,5-5,6	50	250	174000
35-42	0,7	3,5-4,2	-	-	232000
185-236	1,0	19-24	-	-	627000

В базовую комплектацию входит:

• топливный бункер;
  
• шнековый механизм подачи топлива с электродвигателем;
  
• система надува воздуха с электровентилятором;
  
• функция переключения «пеллеты-дрова»;
  
• инструмент для обслуживания;
  
• колосниковые решетки;
  
• ящик для золы.
  

Особенности:

• стандартный дымоход;
  
• высокая теплоотдача;
  
• надежность;
  
• доступность эксплуатации;
  
• срок службы 15-20 лет.
  

Пеллеты выпускают двух видов: серые с содержанием золы (зольность выше) и белые – без коры.

Тонна пеллет в Москве стоит около 110 долларов. На 2-х этажный коттедж с подвалом необходимо пеллет примерно 1 т/месяц. 1 тонна пеллет с небольшой влажностью – это примерно 1,5 м³ по объему. По расходу, если перевести в ватты, то 1 кг европеллет = 5 кВт.

Теплотворная способность пеллет сравнима с углем и составляет 4200-4500 ккал/кг. При сжигании 1 тонны пеллет выделяется столько же энергии, сколько при сжигании 1,6 т древесины, 480 м³ газа, 500 литров дизтоплива или 700 литров мазута. При этом золы образуется в 15-20 раз меньше, чем при сжигании угля.

Пеллеты представляют из себя гранулы длиной 24 мм и диаметром 8 мм.

Объем производства пеллет в России в 2009 году вырос на 60% по сравнению с 2008 г., при этом большая часть продукции (до 70%) отправляется на экспорт.


СОЛНЕЧНЫЕ ФОТОПАНЕЛИ.

Принцип действия: солнечная энергия падет на фотоэлектрическую панель, составленную из фотоэлементов, где преобразуется в постоянный электрический ток, заряжающий аккумуляторы. Инвертор забирает накопленную энергию и преобразует ее в потребительское напряжение 220 В с частотой 50 Гц. Солнечная батарея - на самом деле условное название. По факту это огромный транзистор.

Принцип прямого преобразования солнечной энергии с помощью фотоэлементов базируется на явлении фотоэмиссии, когда возбуждаемые фотонами солнечного света электроны полупроводника (кремний, арсенид, галлий и др.) создают в нем электрический ток. Максимально достигнутые значения КПД полупроводникового фотопреобразования составляют не более 20-25%.

В настоящее время в России выпускаются солнечные фотопанели из моно- и поликристаллического кремния с КПД=16%. При этом стоимость модуля мощностью 50 Вт составляет около 5 долларов за 1 Вт. Однако большинство серийно выпускаемых фотопанелей на основе монокристаллов кремния имеет КПД=10-12%, срок службы их составляет 10-20 лет, а ориентировочная стоимость за 1 Вт мощности составляет 4-4,5 доллара.

Отметим, что 20 лет назад 1 кВт·ч электроэнергии, полученный за счет солнца, стоил 2,5 доллара, а в настоящее время его цена снизилась до 25-40 центов, но это еще гораздо выше стоимости электроэнергии, получаемой за счет сжигания невозобновляемых источников энергии.

В настоящее время плохое внедрение фотопанелей в России сдерживается из-за следующих факторов:

• малая плотность лучистого потока;
  
• низкий КПД;
  
• занимает относительно большие площади;
  
• проблема суточных, погодных и сезонных колебаний и в связи с этим необходимость аккумуляции энергии;
  
• высокая стоимость установки – кроме непосредственно солнечных фотопанелей, стоимость которых колеблется от 4 до 5 долларов за 1 Вт мощности, необходимо приобретать еще и дополнительное оборудование (аккумулятор, инвертор), стоимость которого составляет от 50 до 80% стоимости панелей;
  
• отсутствует административная финансовая поддержка со стороны государства; в США и в Европе субсидии на внедрение солнечных установок от государства достигают 50-60% стоимости оборудования.
  

Ниже приведены технические характеристики и ориентировочная стоимость двух типов фотопанелей отечественного производства.

1. Фотопанель ФСМ-120:

• мощность – 120 Вт
  
• габариты – 655х1305х28
  
• вес – 12,5 кг
  
• рабочее напряжение – 24 В
  
• цена – 20000 руб.
  

2. Фотопанель R7МР:

• мощность – 220-230 В
  
• габариты – 1107х1875х46
  
• вес – 27 кг
  
• рабочее напряжение – 27 В
  
• цена – 27000 руб.
  

ВЕТРОУСТАНОВКИ

Наиболее распространенным типом ветровых установок (ВЭУ) является турбина крыльчатого типа с горизонтальным валом и числом лопастей от 1 до 3 в фиксированном положении с небольшой регулировкой угла наклона. Турбина, мультипликатор и электрогенератор размещаются в гондоле, установленной наверху мачты.

Другая популярная разновидность ВЭУ – карусельные ветродвигатели. Они тихоходны. Карусельный лопастной ветродвигатель наиболее прост в эксплуатации. Еще более важным преимуществом карусельной конструкции стала ее способность без дополнительных ухищрений следить за тем, «откуда дует ветер».

ВЭУ выбирается на основе энергопотребления объекта в течение какого-либо периода и среднегодовой скорости ветра в районе сооружения ВЭУ. При выборе ВЭУ необходимо скорректировать среднегодовую скорость ветра и суммарное энергопотребление.

Необходимость коррекции среднегодовой скорости ветра связана с тем, что выработка энергии ВЭУ зависит от высоты мачты. У ВЭУ с мощностью до 5 кВт высота мачты, как правило, не превышает 10 м. Выбирая высокую мачту для ВЭУ (выше 10 м) можно в ряде случаев увеличить среднегодовую скорость на оси ротора ВЭУ до 50%.

ВЭУ заряжает аккумуляторную батарею (АБ). Инвертор пребразует энергию, запасенную в АБ в однофазное напряжение переменного тока 220 В/50 Гц. Непосредственно к АБ подключаются потребители. В случае длительного штиля необходимо иметь какой-либо дополнительный резервный источник питания. Например, дизель-электрогенератор для зарядки АБ.

Выбор инвертора производится исходя из пиковой мощности энергопотребления. Как правило, мощность инвертора примерно равна расчетной мощности ВЭУ.

Скорость ветра – важнейший элемент в проектировании и использовании ветроустановки. Для ветроустановок, подключаемых к сетям энергосистемы, приемлемой минимальной скоростью является 6 м/с.

Главное правило состоит в том, что возможная вырабатываемая мощность пропорциональна скорости ветра в кубе и квадрату диаметра ротора. Это означает, что при удвоении скорости ветра возможная вырабатываемая мощность увеличивается в 8 раз.

Недостатки ВЭУ:

• ветер обычно непостоянен и мощность, вырабатываемая ВЭУ, все время меняется; возникает дополнительная задача по регулированию частоты и мощности;
  
• нет ветра, нет энергии – поэтому необходим резервный источник для зарядки аккумулятора (при больших мощностях, при малых мощностях может быть достаточно только аккумулятора);
  
• довольно высокая стоимость установленной мощности;
  
• достаточно большой уровень шума при работе – поэтому ее необходимо выносить подальше от объекта, уровень шума зависит от модели ВЭУ, установку мощностью выше 2 кВт рекомендуется устанавливать на расстоянии не менее 30 м от здания;
  
• необходимость технического обслуживания.
  

Достоинства ВЭУ:

• не требуется топливо;
  
• экология – нет вредных выбросов;
  
• не требуется вода.
  

Ориентировочная стоимость ВЭУ - от 15000 до 80000 руб. за 1 кВт вырабатываемой энергии.

Для ВЭУ мощностью 1-5 кВт начальная скорость ветра должна быть не менее 2,5 м/с, оптимальная – 8 м/с, максимальная – 25 м/с.