Скачать презентациюЗаявка на оборудование

Возобновляемая энергия

Одной из важнейших проблем, стоящих перед нынешним и будущими поколениями человеческой цивилизации, является необходимость обеспечения себя энергией. Прежде всего – электрической как самой распространённой и наиболее употребляемой.

Способы добычи её давно известны и хорошо освоены. Однако, они небезопасны для природной среды и населения планеты. Угроза глобального изменения климата, загрязнения воды, земли и атмосферы радиоактивными и углеводородными отходами, а также повсеместное истощение энергетических ресурсов заставляет искать альтернативные источники энергии.

Альтернативные и традиционные источники энергии

И они есть. В основе их появления лежит возобновляемая (регенеративная или «зелёная») энергия, получаемая из ресурсов, которые по человеческим меркам являются неиссякаемыми: в основном они возникают вследствие реакций термоядерного синтеза, происходящих на Солнце. Дополнительно к этому имеется внутренняя (геотермальная) энергия Земли, возникающая в недрах нашей планеты за счёт тех же термоядерных реакций. Также за счёт гравитационного воздействия Луны, приводящего к возникновению приливов и отливов, есть возможность использования и этого вида энергии.  

В отличие от традиционных источников энергии: каменного угля, природного газа, нефти, торфа, постепенно иссякающих, особенно в местах их длительного и интенсивного использования — эти виды энергоресурсов, представленные альтернативными источниками, практически неисчерпаемы, так как постоянно возобновляются и восстанавливаются естественным природным способом.

Вопрос № 1: Что это за источники?

Ответ:

  • Энергия, излучаемая Солнцем. Та, что непосредственно воздействует на земную поверхность, и та, что уходит в межзвёздное пространство – солнечный ветер.
  • Гидроэнергия – один из наиболее используемых источников возобновляемой энергии.
  • Ветровая энергия, состоящая на службе человека не одно тысячелетие в виде ветряных мельниц и парусов кораблей. Однако процесс её преобразования в электрическую энергию был поставлен на промышленную основу не так давно.
  • Геотермальное тепло – одно из самых перспективных, но достаточно сложное и сильно локализованное в территориальном плане направление.
  • Биотопливо в виде древесины, масел растительного происхождения, этанола.

Доля возобновляемой энергии в структуре общемирового потребления  энергоресурсов постоянно растёт. Так, в 2018 году она составила 26%. Конечно, значительную часть её составила гидроэнергия, но вместе с тем и увеличивается количество потребляемой ветровой энергии, биотоплива, а также солнечного света и тепла. Нередко в ландшафте пригородной местности можно увидеть ветрогенераторы, огромные площади фотоэлектрических панелей, иногда даже – биогазовые резервуары.

Возникает вполне резонный для неспециалиста вопрос № 2: А каким образом все эти виды преобразуются в электричество?

Развёрнутый ответ на него даётся в следующем разделе.

Устройства преобразования возобновляемых видов энергии в электричество и практика их применения

Наибольший практический интерес в этом плане представляют установки, предназначенные для использования солнечного света и ветровой энергии, как вобравшие в себя самые последние достижения научно-практической мысли.

В отличие от имеющих длительную практику применения топочных агрегатов и гидрогенераторов они достаточно компактны, удобны в использовании и не наносят столь существенного вреда окружающей среде. Эти устройства не требуют значительных капитальных затрат и легко могут быть установлены на незначительных площадях. Кроме того, некоторые из них достаточно мобильны, что позволяет перемещать их на значительные расстояния и использовать там, где отсутствует возможность подключения потребителей к стационарным электросетевым организациям.

Гибридные электростанции 48В для специального оборудования (телекоммуникации, транспорт, ТЭК)

Одной из наиболее удачных разработок последних лет, использующих возобновляемую энергию, являются гибридные электростанции на 48В.  Они представляют собой смонтированную на единой платформе систему, включающую в себя:

  • Солнечные модули.
  • Аккумуляторные батареи.
  • Дизельный генератор.
  • Блок управления.

Такого рода электростанции достаточно компактны, надёжны, весьма удобны в обслуживании и эксплуатации. Установленные на специальной платформе, они достаточно мобильны и могут перевозиться автотранспортом к месту своего назначения. Плюс к этому гибридные электростанции полностью автономны, их работа легко подвергается мониторингу и управлению с помощью обычного мобильного телефона. Также имеется возможность ориентирования солнечных панелей в нужном направлении с помощью лебёдок.

Подобного рода технологическая новинка, произведённая немецкой компанией RID GmbH для питания молдавских телекоммуникационных систем, оказалась весьма интересной для потребителей. Так как может применяться и для электроснабжения транспортных средств (в частности, для зарядки аккумуляторов), и в качестве автономного источника электроэнергии для выполнения монтажных или ремонтных работ. В последнем случае – что очень важно – напряжение 48В обеспечивает электробезопасность работающего персонала.

При необходимости гибридные электростанции можно синхронизировать с питающей сетью при помощи инвертора, что очень удобно и практично в случае нехватки электроэнергии во время пиковых нагрузок или при запуске установок высокой мощности. Кроме солнечных батарей в качестве источников питания активно применяются биологическое топливо и ветрогенераторы.

Монокристаллические и поликристаллические солнечные панели

Солнечная электростанция

Одно из направлений получения возобновляемой энергии – использование солнечного света, завоёвывающего всё большую популярность вследствие «экологической чистоты» и очевидного удобства применения, практически реализуется с помощью солнечных панелей.

Нынешний рынок средств источников альтернативной энергии может предложить покупателям два вида солнечных батарей: монокристаллические и поликристаллические. Их основными техническими характеристиками  выступают:

  • Электрическая мощность элементов.
  • Уровень напряжения на выходе.
  • Коэффициент полезного действия.
  • Физические параметры: габариты и вес.

Монокристаллические модели

Как следует из самого названия, эти панели изготавливают из зёрен монокристаллов кремния, выращиваемых по методу Чохральского,  изначально имеющих цилиндрическую форму, но в дальнейшем подвергающихся обработке для получения наилучших эксплуатационных характеристик. Некоторые производители кроме кремния используют химические соединения на основе галлия, индия, меди, селена. На сегодняшний день наиболее эффективным считается арсенид галлия.

Наиболее характерной чертой, отличающей монокристаллические солнечные батареи, является цветовая однородность панели. По сравнению со своими аналогами – поликристаллами — эти изделия отличает:

  • более высокая цена,
  • меньший вес и габариты,
  • повышенная эффективность, составляющая порядка 20-22%,
  • длительный срок службы – 25 лет и более,
  • большая степень снижения КПД при нагреве,
  • высокая степень требовательности к чистоте поверхности.

Подведя итог, можно сказать, что эти устройства мощнее, долговечнее, но требуют оптимальных условий эксплуатации и постоянного обслуживания.

Поликристаллические модели

Данные панели проще в изготовлении, так как производятся из расплавленной кремниевой массы, разливаемой в формы. Получаемые таким образом заготовки разрезаются на квадратные пластины. Готовые к эксплуатации изделия не отличаются внешней однородностью, что можно преодолеть с помощью специального покрытия. Также у них низкий КПД = 14-18%, сильный уровень чувствительности к продолжительному воздействию высокой температуры и необходимость занятия значительного свободного пространства.

В отличие от монокристаллических структур поликристаллические модули значительно дешевле и неприхотливее в обслуживании.

Горизонтально-лопастные и вертикально-лопастные ветротурбины

Ещё одним видом возобновляемой энергии является ветер. Тот самый ветер, который в той или иной степени присутствует в любое время на всей территории Земного шара (есть он и на других планетах Солнечной системы, где так же актуально стоят вопросы его использования межпланетными космическими аппаратами). Силу этой стихии человечество научилось использовать достаточно давно и успешно. Стоит только вспомнить паруса и ветряные мельницы.

В зависимости от положения оси вращения ветряка они подразделяются на горизонтальные и вертикальные установки. Примером первых как раз и является ветряная мельница.

Так как под воздействием резких порывов ветра или при попадании в зону вращения посторонних предметов или птиц имеется высокая вероятность повреждения ветрогенератора, то одним из защитных средств, применяемым в таких случаях, стал защитный корпус в виде прочного цилиндра. Это один из важных элементов ветряной турбины, внутри которого, как правило, располагаются лопасти, вращающиеся под воздействием набегающего потока воздуха.  

Несомненными достоинствами подобной установки являются:

  • Возможность самостоятельного ориентирования с целью поиска максимального потока, в дальнейшем усиливаемого за счёт эффекта возникновения «сопла» внутри цилиндрического корпуса.
  • Повышенный по сравнению с конструкциями без наличия корпуса КПД.
  • Простота конструкции.
  • Надёжность эксплуатации.
  • Лёгкость обслуживания и ремонта.
  • Длительный срок эксплуатации.

В случае горизонтально-лопастной ветровой турбины цилиндр располагается горизонтально, при наличии вертикально-лопастной – вертикально. В том и другом случае лопасти вращают генератор, вырабатывающий электрическую энергию. Наиболее популярными моделями являются разработки американской компании Fiddler и голландской The Archimedes (модель «Liam F1»).

Проектирование и сервис

Желание иметь в своём хозяйстве какой-либо источник возобновляемой энергии вполне понятно. Это позволяет сэкономить бюджет и даёт возможность изготовить некоторые элементы нужной конструкции самостоятельно.

И всё же гораздо лучше будет обратиться к специалистам, которые смогут оценить силу и периодичность ветровых потоков, количество и энергетическую мощь солнечных дней в месте потенциальной установки предполагаемого агрегата. В их силах выполнить проект, сделать все необходимые расчёты с учётом действующих тарифов и государственных мер стимулирования альтернативной энергетики.

Они также смогут:

  • порекомендовать необходимую технику,
  • подсказать надёжных продавцов,
  • оказать помощь в выполнении монтажных работ,
  • обеспечить правильное взаимодействие с компаниями, оказывающими тепло — и электроснабжение.
  • поставить на должный уровень систему технического обслуживания.

Всё это поможет организовать длительную, надёжную и, что не менее важно, безопасную работу действующих установок по использованию источников возобновляемой энергии с надлежащим уровнем сервиса.

Преимущества, получаемые пользователями возобновляемыми источниками электроэнергии

С целью стимулирования деятельности по эксплуатации установок альтернативной энергетики применяется значительное количество мер поддержки. Так, начиная с 24 июня 2017 года, на территории Российской Федерации вступил в силу утверждённый Правительством «План мероприятий по стимулированию развития генерирующих объектов на основе возобновляемых источников энергии с установленной мощностью до 15 кВт».

Это наряду:

  • с «зелёными» сертификатами, служащими документами, удостоверяющими факт генерации возобновляемой энергии;
  • гарантией технологического присоединения с возмещением его стоимости и заключением долгосрочных контрактов на весь объём вырабатываемой энергии с оплатой по фиксированным ценам;
  • «системой чистого измерения», что позволяет накапливать кредит на выработанный объём электроэнергии

раскрывает достаточно широкие возможности перед теми, кто желает активно заниматься эксплуатацией устройств по выработке электрической и тепловой энергии из широкого количества альтернативных источников.

Наши сотрудники  имеют богатый опыт в осуществлении комплексных решений стабильного электроснабжения объектов заказчика.

По всем возникшим вопросам обращайтесь к нам, заполнив форму на сайте. Наши специалисты в максимально короткие сроки ответят вам.