Surse alternative de energie: Prezentare generală a tehnologiei

Introducere

Întreaga economie mondială modernă depinde de bogăția acumulată pe vremea dinozaurilor: petrol, gaze, cărbune și alți combustibili fosili. Majoritatea activităților din viața noastră, de la mersul cu metroul până la încălzirea ceainicului din bucătărie, necesită în cele din urmă arderea acestei moșteniri preistorice. Principala problemă este că aceste resurse de energie ușor disponibile nu sunt regenerabile. Mai devreme sau mai târziu, omenirea va pompa tot petrolul din măruntaiele pământului, va arde tot gazul și va scoate tot cărbunele. Ce vom folosi atunci pentru a încălzi ceainice?

De asemenea, nu ar trebui să uităm de impactul negativ asupra mediului al arderii combustibilului. O creștere a conținutului de gaze cu efect de seră din atmosferă duce la o creștere a temperaturii medii pe întreaga planetă. Produse de ardere a combustibilului poluează aerul. Locuitorii orașelor mari simt acest lucru deosebit de bine.

Cu toții ne gândim la viitor, chiar dacă acest viitor nu vine cu noi. Comunitatea globală a recunoscut de mult limitele combustibililor fosili. Și impactul negativ al utilizării lor asupra mediului. Statele lider implementează deja programe pentru o tranziție treptată la surse de energie ecologice și regenerabile.

Peste tot în lume, omenirea caută și introduce treptat înlocuitori pentru combustibilii fosili. Centralele solare, eoliene, mareomotrice, geotermale și hidroelectrice funcționează de mult timp în întreaga lume. S-ar părea că chiar acum ce ne împiedică să asigurăm toate nevoile omenirii cu ajutorul lor?

De fapt, energia alternativă are multe probleme. De exemplu, problema distribuției geografice a resurselor energetice.Parcurile eoliene se construiesc doar în zonele în care bate adesea vânturi puternice, solare - unde există un număr minim de zile înnorate, centrale hidroelectrice - pe râurile mari. Desigur, uleiul nu este disponibil peste tot, dar este mai ușor să-l livrați.

A doua problemă a energiei alternative este instabilitatea. La parcuri eoliene, generarea depinde de vânt, care își schimbă constant viteza sau chiar se oprește cu totul. Centralele solare nu funcționează bine pe vreme înnorată și nu funcționează deloc noaptea.

Nici vântul, nici soarele nu țin cont de nevoile consumatorilor de energie. În același timp, producția de energie a unei centrale termice sau nucleare este constantă și ușor de reglat. Soluția la această problemă nu poate fi decât construirea unor uriașe instalații de stocare a energiei pentru a crea o rezervă în caz de producție scăzută. Cu toate acestea, acest lucru crește considerabil costul întregului sistem.

Din cauza acestor dificultăți și a multor alte dificultăți, dezvoltarea energiei alternative în lume încetinește. Arderea combustibililor fosili este încă mai ușoară și mai ieftină.

Cu toate acestea, dacă la scara economiei globale sursele alternative de energie nu oferă mari beneficii, atunci în cadrul unei case individuale pot fi foarte atractive. Deja, mulți simt creșterea constantă a tarifelor la electricitate, căldură și gaz. În fiecare an, companiile energetice ajung mai adânc în buzunarul oamenilor obișnuiți.

Experții de la fondul internațional de risc I2BF au prezentat prima imagine de ansamblu a pieței energiei regenerabile. Conform previziunilor lor, în 5-10 ani, tehnologiile alternative de energie vor deveni mai competitive și vor deveni larg răspândite. Deja, diferența dintre costurile energiei alternative și convenționale se micșorează rapid.

Costul energiei se referă la prețul pe care un producător de energie alternativă dorește să-l primească pentru a-și compensa cheltuielile de capital pe durata de viață a proiectului și pentru a oferi o rentabilitate de 10% din capitalul investit. Acest preț va include, de asemenea, costul finanțării prin datorii, deoarece majoritatea au un efect de levier puternic.

Graficul prezentat ilustrează evaluarea diferitelor tipuri de energie alternativă și tradițională în trimestrul II al anului 2011 (Fig. 1).

Orez. unu.	Evaluarea diferitelor tipuri de energie alternativă și tradițională

Conform cifrelor de mai sus, energia geotermală, precum și energia generată prin arderea gunoiului și a gazelor de depozitare, are cel mai mic cost dintre toate tipurile de energie alternativă. De fapt, pot concura deja direct cu energia tradițională, dar factorul limitativ pentru ei este numărul limitat de locuri în care aceste proiecte pot fi implementate.

Pentru cei care doresc să câștige independență de capriciile inginerilor energetici, care doresc să contribuie la dezvoltarea energiei alternative, care doresc doar să economisească puțin energie, este scrisă această carte.

Din carte V. Germanovich, A. Turilin „Surse alternative de energie. Modele practice pentru utilizarea energiei vântului, soarelui, apei, pământului, biomasei.

Continuați să citiți aici

Există un viitor pentru sursele alternative de energie?

Sursele alternative de energie regenerabilă reprezintă o direcție destul de interesantă și promițătoare. De exemplu, există mai multe metode eficiente pentru generarea apei din aer. Adevărat, aici este necesar să folosiți un generator. Dacă vor fi găsite noi abordări pentru a rezolva aceste probleme și pentru a îmbunătăți metodele, doar timpul va spune.

Dacă va fi posibil să folosiți resursele cu înțelepciune este o mare întrebare

Urmărește acest videoclip pe YouTube

Previous Engineering️ Releu de tensiune 220 V pentru casă: cum să organizați corect protecția aparatelor de uz casnic
Următorul Inginerie Trebuie să trimit date cu apometre in 2019: si ce se intampla daca nu o faci la timp?

Tipuri de surse alternative de energie.

Energia vântului, a soarelui, a apei, a biocombustibililor, a căldurii Pământului sunt relativ inepuizabile și regenerabile. Beneficiile surselor alternative de energie sunt incontestabile, deoarece conservă resursele naturale. În plus, acestea sunt mult mai conforme cu cerințele de siguranță a mediului.

Energie eoliana.

Principiul utilizării energiei eoliene este de a transforma energia cinetică în electrică, termică, mecanică. Generatoarele eoliene sunt folosite pentru a genera energie electrică. Acestea pot avea diferiți parametri tehnici, dimensiuni, design, axă de rotație orizontală sau verticală. Pânzele sunt un exemplu clasic de utilizare a energiei eoliene în transportul maritim, iar o moară de vânt este o conversie în energie mecanică.

Diametrul palelor și înălțimea locației acestora determină puterea generatorului eolian. La o putere a vântului de 3 m/s, generatorul începe să genereze curent și atinge valoarea maximă la 15 m/s. Forța vântului peste 25 m/s este critică - generatorul este oprit.

Energia solară este un dar de la Soare.

Energia solară ca sursă alternativă de energie este o continuare naturală a misiunii dătătoare de viață a Soarelui pe planeta noastră. Dar în timp ce omenirea nu a învățat să-l folosească direct.În prezent, panourile solare sunt folosite ca convertoare de energie solară în energie electrică, iar colectoarele solare sunt folosite pentru energie termică. În plus, în unele cazuri, se utilizează o combinație de două tipuri.

Tehnologia solară constă în încălzirea suprafeței cu razele soarelui și în utilizarea apei încălzite pentru furnizarea apei calde, încălzirea sau utilizarea în generatoare de energie cu abur. Colectorii solari sunt folosiți pentru a transforma energia solară în energie termică. Comunul lor puterea depinde de numărul și puterea dispozitivelor individuale care sunt incluse în sistemul unei stații solare sau termice.

Panourile solare sunt împărțite în:

• siliciu
• film

Bateriile care folosesc cristale de siliciu sunt în prezent la cea mai mare căutare, iar cele de film sunt cele mai convenabile. Panourile din silicon sunt una dintre cele mai bune opțiuni pentru o casă privată.

Hidroenergia este utilizarea puterii apei.

Principiul de funcționare al turbinelor din hidrocentralele este efectul forței apei asupra palelor unei hidroturbine, care generează energie electrică. Uneori, doar acele hidrocentrale sunt clasificate ca tipuri alternative de energie, unde nu se folosesc baraje puternice, iar generarea de curent are loc sub influența fluxului natural de apă. Acest lucru se datorează impactului negativ semnificativ al hidrocentralelor puternice asupra peisajelor naturale ale râurilor, inundațiilor lor de mică adâncime și catastrofale.

Ecologiștii nu se opun utilizării energiei naturale a mareelor ​​și oceanelor. Conversia energiei cinetice în energie electrică are loc în acest caz la stații speciale de maree.

Energia geotermală este căldura Pământului.

Suprafața Pământului radiază căldură nu numai în locurile în care sunt ejectate surse seismice fierbinți, cum ar fi, de exemplu, în Kamchatka, ci și în aproape toate regiunile planetei. Pentru a extrage căldura pământului, se folosesc pompe de căldură speciale, iar apoi aceasta este transformată în energie electrică sau folosită ca căldură. Principiul de funcționare a instalațiilor se bazează pe legile termodinamicii și legile fizice ale comportării lichidelor și gazelor, în special freonul.

Tipul de proiectare al pompei determină sursa primară de energie, cum ar fi sol-aer sau sol-apă.

Biocombustibil.

Principiul obținerii biocombustibililor se bazează pe prelucrarea produselor ecologice folosind instalații speciale. În timpul procesării, se generează energie termică sau electrică. Biocarburanții pot fi lichizi, solizi sau gazoși. Solide, de exemplu, includ brichete de combustibil, lichid - bioetanol, gazos - biogaz. Varietățile sale includ gazul de depozit, care se formează în gropile de gunoi. Utilizarea biogazului din depozitele vechi ajută la rezolvarea problemelor de reciclare a deșeurilor.

Sursă alternativă de energie: ce este și de ce este necesară

Până în prezent, energia se bazează pe metode bine dezvoltate și dovedite de a produce energie electrică. Sunt centrale nucleare, electrice și hidroelectrice bine-cunoscute. Toate lucrează cu utilizarea resurselor planetei noastre, care mai devreme sau mai târziu vor fi epuizate, sau implică reacții care pot provoca daune ireparabile.

În anul 2017, procentul de utilizare a acestor resurse a fost repartizat astfel:

• 39,3% - cărbune;
• 22,9% - gaze naturale;
• 16% - apă;
• 10,6% - energie nucleară;
• 4,1% - ulei.

Astăzi, această zonă promițătoare caută substanțe și procese în lumea înconjurătoare care sunt capabile de:

• reînnoiește-ți resursa (adică să fii inepuizabil);
• reprezinta un inlocuitor complet al celor traditionale din punct de vedere calitativ;
• fii economic;
• nu dăunează mediului.

Ce este în neregulă cu sursele tradiționale de energie?

Cărbunele, petrolul și gazele nu și-au găsit încă un înlocuitor complet în producerea energiei necesare omenirii. Cu toate acestea, stocurile lor sunt limitate și nu pot fi recuperate.

De exemplu, Pământul nostru a petrecut până la 350 de milioane de ani pentru a crea petrol și gaze și le-am epuizat resursele într-un ritm mult mai rapid.

Aproximativ 90% din energia planetei în 2010 a fost produsă prin arderea fosilelor și a biocombustibililor din materii prime vegetale sau animale. Și până în 2040, ponderea unei astfel de producții nu va scădea sub 80%. În același timp, consumul de energie este în creștere: până în al 40-lea an - cu 56%.

În 2012, oamenii de știință au indicat că întreaga aprovizionare cu gaz de pe planetă se va termina până în 2052, iar petrolul va dura puțin mai mult - până în 2060. Adică, copiii noștri pot prinde deja momentul în care un petrolier sau o conductă de gaz nu va fi de folos, iar pădurile vor fi tăiate.

Emisiile nocive în atmosferă asociate cu produsele de combustie și cu generarea de energie nucleară sunt epuizatoare de ozon și conductoare de încălzire globală.

Astfel, întreaga civilizație modernă, indiferent de modul în care politicienii și producătorii de petrol o resping, se confruntă cu o întrebare globală - ce sursă de energie le va înlocui pe cele tradiționale, păstrând în același timp mediul înconjurător.

Industria energiei termice

Cel mai comun sector energetic din Rusia.Centralele termice din țară produc peste 1.000 MW folosind cărbune, gaze, produse petroliere, zăcăminte de șist și turbă ca materie primă. Energia primară generată este ulterior transformată în energie electrică. Din punct de vedere tehnologic, astfel de posturi au o mulțime de avantaje, care le determină popularitatea. Acestea includ condițiile de operare nepretențioase și ușurința organizării tehnice a fluxului de lucru.

Instalațiile termice sub formă de instalații de condensare și centrale termice combinate pot fi construite direct în zonele în care este extrasă resursa consumabilă sau în care se află consumatorul. Fluctuațiile sezoniere nu afectează stabilitatea stațiilor, ceea ce face ca aceste surse de energie să fie fiabile. Există însă și dezavantaje ale centralelor termice, care includ utilizarea resurselor de combustibil epuizabile, poluarea mediului, nevoia de a conecta cantități mari de resurse de muncă etc.

Ce să alegi: surse de energie regenerabilă sau energie nucleară?

Din punct de vedere istoric, energia nucleară, cărbunele și hidroenergia au fost surse masive de energie

Prin urmare, fără a ține cont de faptul că multe țări ale lumii sunt strâns implicate în dezvoltarea sectorului energiei regenerabile, conducerea Federației Ruse a planificat să primească doar 4,5% din energie din energie regenerabilă până la începutul anului 2020, realizând că rezervele de hidrocarburi nu sunt nelimitate

Guvernul rus mizează pe generarea de energie pe termen lung din plutoniu și energie de fuziune; astfel de surse de energie nu sunt pe deplin explorate și reprezintă o amenințare reală pentru umanitate. Acest lucru se aplică dezvoltării și aplicării întregii energii nucleare.

Cu scopul de a continua cercetările în domeniul energiei nucleare în Franța în 2007, a fost începută construcția unui reactor termonuclear experimental de importanță internațională.

Proiectul a fost fondat de un grup de mai multe țări, inclusiv Rusia. Scopul principal al realizării unui astfel de proiect a fost acela de a demonstra posibila utilizare comercială a energiei obținute din fuziunea termonucleară ca sursă de energie electrică. O soluție la această problemă nu a fost încă găsită.

Conform calculelor oamenilor de știință implicați în studiul proceselor termonucleare, cantitatea de energie primită de la acestea până în 2100 nu va putea depăși bara de 100 GW, care este un indicator scăzut al soluționării problemelor omenirii asociate cu generarea de energie electrică. . Ca exemplu, putem lua faptul că centralele mondiale moderne furnizează 4000 GW de energie electrică.

Singura modalitate de a rezolva problema obținerii energiei electrice este trecerea omenirii la surse de energie regenerabilă cu utilizarea paralelă a tehnologiilor care contribuie la economisirea energiei electrice. Avantajul unei astfel de tranziții va fi conservarea climei planetei. Toate finanțele necesare pentru a începe acest proces sunt disponibile.

Energie alternativă în Rusia modernă

În comparație cu anii precedenți, energia alternativă în Rusia se dezvoltă mai rapid, dar nu este dominantă. Astăzi, cea mai mare parte a energiei din țară este produsă din surse tradiționale.

Centrale solare

Centrală solară din Urali

Regiunile sudice ale țării, precum și Siberia de Vest, Est și Orientul Îndepărtat au potențial de producere a energiei electrice solare. În Rusia, promite să extragă energie din Soare, astfel că proiectele în această direcție primesc sprijin de stat.

Hidrocentrale și hidrocentrale

Rusia folosește în mod activ potențialul apei pentru a genera energie electrică: conform datelor din 2017, țara are 15 centrale electrice cu o capacitate de peste 1000 de megawați și, de asemenea, sute de stații cu o capacitate mai mică. Energia generată de o centrală hidroelectrică costă jumătate decât cea generată de o centrală termică.

Stațiile de maree necesită finanțare mari, astfel încât dezvoltarea acestei direcții în Federația Rusă nu are loc. Conform previziunilor oamenilor de știință, TPP-urile ar putea reprezenta o cincime din energia electrică produsă în Rusia.

turbine eoliene

Este imposibil să instalați generatoare cu o axă orizontală de rotație în Rusia din cauza vitezei scăzute a vântului. Cu toate acestea, sunt adesea folosite structuri cu o axă verticală de rotație.

Centrală eoliană din regiunea Ulyanovsk

În 2018, capacitatea totală a turbinelor eoliene din Rusia se ridica la 134 de megawați. Cea mai mare centrală electrică din regiunea Ulyanovsk (capacitate - 35 megawați).

Statii geotermale

Există 5 centrale geotermale în Rusia, dintre care trei sunt situate în Kamchatka. Conform datelor din 2016, GeoPP generează 40% din energia electrică consumată pe această peninsulă.

Aplicarea biocombustibililor

Producția de combustibil este organizată și în Rusia. În același timp, este mai profitabil pentru țară să dezvolte biocombustibili solizi decât cei lichizi. Acum producția se desfășoară la o fabrică din Vladivostok.

centrală nucleară

Rusia produce energie electrică folosind energia nucleară și continuă să se dezvolte în această direcție.Se construiesc noi stații, se aplică noi metode de extracție. Conform datelor din 2019, în Rusia funcționează 10 centrale nucleare. Federația Rusă ocupă locul al doilea în lume în ceea ce privește capacitatea de generare a energiei electrice folosind centrale nucleare; Republica Populară Chineză a câștigat campionatul în această industrie.

Energie eoliana

Parcurile eoliene sunt o modalitate promițătoare de a genera energie, mai ales în locurile în care direcția vântului este constantă.

Metoda de obținere a unei astfel de energie nu poluează mediul natural. Cu toate acestea, există o dependență de inconstanța direcțiilor și puterea vântului. Deși această dependență poate fi parțial netezită prin instalarea de volante și o varietate de baterii.

Dar construcția, întreținerea și repararea parcurilor eoliene nu este ieftină. În plus, funcționarea lor este însoțită de zgomot, interferează cu păsările și insectele și reflectă undele radio cu părți rotative.

Energie alternativă pentru centre de date

Proprietarii de centre de date sunt din ce în ce mai interesați de surse alternative de energie electrică. Singura modalitate de a menține rata de creștere a capacității aici este reducerea semnificativă a costurilor de implementare, întreținere și răcire a centrelor de date. Există mai multe opțiuni.

De exemplu, căldura generată în timpul funcționării serverelor poate fi direcționată către încălzirea spațiului. Deci, în 2015, Yandex a încălzit un întreg oraș din Finlanda. Prin furnizarea de căldură orașului, Yandex a putut să ramburseze o parte din costurile sale de energie electrică.

Răcirea centrelor de date este unul dintre cele mai vorace articole de cheltuieli pentru companiile IT. În medie, răcirea reprezintă 45% din costurile energiei.

O modalitate originală de a economisi la răcirea echipamentelor este utilizarea „freecooling”. Sau, pur și simplu, pentru a răci serverele cu aer de pe stradă.Pentru Rusia, unde afară este frig în cea mai mare parte a anului, acest lucru este valabil mai ales.

O altă modalitate de a răci aerul din centrul de date, permițându-vă să economisiți asupra costurilor energetice — metoda de răcire adiabatică. În acest caz, se pulverizează apă pentru a scădea temperatura. La evaporare, ia căldură și într-un mod atât de simplu reduce temperatura aerului.

În orice caz, înainte de a experimenta, este recomandabil să se efectueze un audit energetic detaliat. Rezultatele sale vor permite analizarea stării consumului de energie și identificarea oportunităților de economisire a resurselor energetice.

De ce avem nevoie de surse alternative de energie

Când sursele epuizabile de energie (combustibili fosili) se vor epuiza, omenirea va trebui să treacă la AES (surse alternative de energie). Începând cu 2017, 35% din energia electrică generată în Rusia a fost produsă fără carbon - în centrale nucleare și hidrocentrale.

Utilizarea surselor tradiționale de energie este problematică din următoarele motive:

• TPP folosește combustibil care se va epuiza în viitorul apropiat. Potrivit celor mai proaste estimări, acest lucru se va întâmpla peste 30 de ani;
• Costul combustibililor fosili este în creștere, deci prețul energiei electrice crește;
• Produsele de generare a energiei electrice poluează mediul;
• Căldura generată de stații provoacă încălzirea globală.

Omenirea are o singură cale - trecerea la AIE.

Energia fluxului și refluxului

Conversia energiei mareelor ​​în energie electrică se realizează la centralele mareomotrice în două moduri:

1. Prima metodă, conform principiului conversiei energiei, este similară cu conversia energiei într-o centrală hidroelectrică prin rotirea unei turbine conectate la un generator electric;
2. A doua metodă folosește energia mișcării apei; Această metodă se bazează pe diferența de nivel a apei în timpul mareelor ​​înalte și joase.

Profesionistii

• Energia solară este o resursă regenerabilă. Atâta timp cât Soarele există, energia lui va ajunge pe Pământ.
• Generarea de energie solară nu are ca rezultat poluarea apei sau a aerului, deoarece nu există nicio reacție chimică de la arderea combustibilului.
• Energia solară poate fi folosită foarte eficient în scopuri practice, cum ar fi încălzirea și iluminatul.
• Beneficiile energiei solare sunt adesea văzute pentru încălzirea piscinelor, stațiunilor și rezervoarelor de apă din întreaga lume.

Cons

• Energia solară nu produce energie dacă soarele nu strălucește. Noaptea și zilele înnorate limitează sever cantitatea de energie produsă.
• Centralele solare pot fi foarte costisitoare de construit.

Principalele tipuri de energie regenerabilă

Energia soarelui

Energia solară este considerată principala sursă de energie ecologică. Până în prezent, metode termodinamice și fotoelectrice au fost dezvoltate și utilizate pentru a genera energie electrică. Conceptul de operabilitate și perspectivele nanoantenelor este confirmat. Soarele, fiind o sursă inepuizabilă de energie ecologică, poate satisface nevoile omenirii.

Energie eoliana

Energia eoliană a fost folosită cu succes de oameni de mult timp și de morile de vânt. Oamenii de știință dezvoltă parcuri eoliene noi și îmbunătățesc. Reducerea costurilor și creșterea eficienței morilor de vânt. Ele au o relevanță deosebită pe coastă și în zonele cu vânturi constante.Prin transformarea energiei cinetice a maselor de aer în energie electrică ieftină, parcurile eoliene aduc deja o contribuție semnificativă la sistemul energetic al țărilor individuale.

energie geotermală

Sursele de energie geotermală folosesc o sursă inepuizabilă - căldura internă a Pământului. Există mai multe scheme de lucru care nu schimbă esența procesului. Aburul natural este curățat de gaze și alimentat în turbine care rotesc generatoarele electrice. Instalații similare funcționează în întreaga lume. Sursele geotermale furnizează energie electrică, încălzesc orașe întregi și luminează străzile. Dar puterea energiei geotermale este folosită foarte puțin, iar tehnologiile de producție au o eficiență scăzută.

Energia mareelor ​​și a valurilor

Energia mareelor ​​și a valurilor este o metodă în dezvoltare rapidă de transformare a energiei potențiale a mișcării maselor de apă în energie electrică. Cu o rată mare de conversie a energiei, tehnologia are un potențial mare. Adevărat, poate fi folosit doar pe coastele oceanelor și mărilor.

energie din biomasă

Procesul de descompunere a biomasei duce la eliberarea de gaze care conțin metan. Purificat, este folosit pentru a genera energie electrică, încălzirea spațiilor și alte nevoi gospodărești. Există întreprinderi mici care își satisfac pe deplin nevoile energetice.

Energia radiației electromagnetice solare

Poate fi folosit pentru a genera atât energie electrică, cât și căldură.Conversia directa a radiatiei solare in energie electrica se realizeaza atat prin conversie directa datorita fenomenului de efect fotoelectric intern asupra panourilor fotovoltaice, cat si indirect folosind metode termodinamice (obtinerea aburului la presiune mare).

centrala solara

chitanta energie termică din solar este produs prin absorbția acestei energie și încălzirea în continuare a suprafeței și a lichidului de răcire, atât prin colectori speciali, cât și prin utilizarea tehnicilor „arhitecturii solare”.

Set de setări pentru conversia energiei solare este solară centrală electrică.

Pro

Energia eoliană nu produce poluare care poate polua mediul. Deoarece nu au loc procese chimice, ca atunci când se arde combustibilii fosili, nu mai rămân subproduse nocive.

• Deoarece generarea eoliană este o sursă de energie regenerabilă, nu o vom termina niciodată.
• Agricultura și pășunatul pot avea loc în continuare pe terenuri ocupate de turbine eoliene, care ar putea ajuta la producerea de biocombustibili.
• Parcurile eoliene pot fi construite offshore.

Dispozitivul și utilizarea colectoarelor solare

Un colector solar primitiv este o placă de metal neagră plasată sub un strat subțire de lichid transparent. După cum știți de la un curs de fizică din școală, obiectele întunecate se încălzesc mai mult decât cele ușoare. Acest fluid se deplasează cu ajutorul unei pompe, răcește placa și se încălzește în același timp. Circuitul de lichid încălzit poate fi plasat într-un rezervor conectat la sursa de apa rece. Prin încălzirea apei din rezervor, lichidul din colector este răcit.Și apoi se întoarce. Astfel, acest sistem energetic iti permite sa obtii o sursa constanta de apa calda, iar iarna si calorifere calde.

Există trei tipuri de colectoare care diferă în funcție de dispozitiv

Până în prezent, există 3 tipuri de astfel de dispozitive:

• aer;
• tubular;
• apartament.

Aer

Colectoarele de aer sunt formate din plăci de culoare închisă.

Colectoarele de aer sunt plăci negre acoperite cu sticlă sau plastic transparent. Aerul circulă natural sau forțat în jurul acestor plăci. Aerul cald este folosit pentru a încălzi încăperile din casă sau pentru a usca hainele.

Avantajul este simplitatea extremă a designului și costul redus. Singurul dezavantaj este utilizarea circulației forțate a aerului. Dar te poți descurca fără el.

Tubular

Avantajul unui astfel de colector este simplitatea și fiabilitatea.

Colectorii tubulari arată ca mai multe tuburi de sticlă aliniate pe rând, acoperite la interior cu un material care absoarbe lumina. Sunt conectate la un colector comun și fluidul circulă prin ele. Astfel de colectoare au 2 moduri de transfer a energiei primite: directă și indirectă. Prima metodă este folosită iarna. Al doilea este folosit pe tot parcursul anului. Există o variație folosind tuburi de vid: unul este introdus în celălalt și se creează un vid între ele.

Acest lucru le izolează de mediu și reține mai bine căldura rezultată. Avantajele sunt simplitatea și fiabilitatea. Dezavantajele includ costul ridicat de instalare.

apartament

Pentru ca colectorii să funcționeze mai eficient, inginerii au propus utilizarea concentratoarelor.

Colectorul plat este cel mai comun tip.El a fost cel care a servit drept exemplu pentru a explica principiul de funcționare a acestor dispozitive. Avantajul acestui soi este simplitatea și ieftinitatea în comparație cu altele. Dezavantajul este o pierdere semnificativă de căldură decât alte subtipuri nu suferă.

Pentru a îmbunătăți sistemele solare deja existente, inginerii au propus să folosească un fel de oglinzi numite concentratoare. Acestea vă permit să ridicați temperatura apei de la standardul 120 la 200 C°. Această subspecie de colectori se numește concentrare. Aceasta este una dintre cele mai scumpe opțiuni de execuție, ceea ce este, fără îndoială, un dezavantaj.

locul 4. Centrale mareomotoare și valurilor

Centralele hidroelectrice tradiționale funcționează după următorul principiu:

1. Presiunea apei este furnizată turbinelor.
2. Turbinele încep să se învârtească.
3. Rotația este transmisă generatoarelor care generează energie electrică.

Construcția unei hidrocentrale este mai costisitoare decât o centrală termică și este posibilă doar în locurile cu rezerve mari de energie apei. Dar principala problemă este deteriorarea ecosistemelor din cauza necesității de a construi baraje.

Centralele mareomotrice funcționează pe un principiu similar, dar folosesc puterea mareelor ​​pentru a genera energie.

Tipurile de energie alternativă „apă” includ o direcție atât de interesantă precum energia valurilor. Esența sa se rezumă la generarea de energie electrică prin utilizarea energiei valurilor oceanice, care este mult mai mare decât cea de maree. Cea mai puternică centrală a valurilor de astăzi este Pelamis P-750, care generează 2,25 MW de energie electrică.

Legănându-se pe valuri, aceste convectoare uriașe („șerpi”) se îndoaie, drept urmare pistoanele hidraulice încep să se miște în interior.Ei pompează ulei prin motoare hidraulice, care la rândul lor transformă generatoare electrice. Electricitatea rezultată este livrată la țărm printr-un cablu care este așezat de-a lungul fundului. În viitor, numărul de convectoare va fi înmulțit, iar stația va putea genera până la 21 MW.

Istoricul utilizării energiei eoliene

Este imposibil să spunem exact când a început utilizarea energiei eoliene pentru rezolvarea problemelor economice ale unei persoane. Morile de vânt sunt cunoscute încă din timpurile egiptene antice. În China antică, morile de vânt erau folosite pentru a pompa apa din câmpurile de orez. Folosirea unei pânze pentru navigație este cunoscută și mai devreme, din vremea Babilonului antic, iar aceasta este doar dovezi scrise.

Europa în acele vremuri era o colecție de triburi sălbatice. Odată cu apariția semnelor civilizației, aici au apărut și mori de vânt, corăbii cu vele. Dar pentru o perioadă lungă de timp, folosirea vântului s-a încheiat acolo. Sursă prea instabilă, imprevizibilă, era imposibil să se bazeze pe ea fără a avea o opțiune de rezervă.

Odată cu dezvoltarea producției, au apărut primele pompe pentru ridicarea apei din puțuri. În același timp, a început utilizarea morilor de vânt ca motor pentru ele. Astfel de dispozitive funcționează și astăzi, sunt simple, fiabile și nepretențioase în funcționare.

Generatoarele eoliene au început să apară odată cu apariția dispozitivelor pentru transformarea mișcării de rotație în electricitate - generatoare. Turbinele eoliene s-au dezvoltat rapid în secolul al XX-lea, deși războiul a oprit multe proiecte în Europa.

Astăzi, liderii în utilizarea parcurilor eoliene sunt Statele Unite și China. Un număr mare de stații sunt disponibile în Europa, acestea fiind concentrate pe coasta de vest.Cel mai mult în Danemarca, ceea ce este destul de înțeles - nu există alte surse în această țară.

Eficiența ridicată a HPP, absența vântului puternic și stabil în majoritatea zonelor au redus interesul pentru energia eoliană. În plus, echipamentele care existau la acea vreme nu aveau o productivitate ridicată, nu făceau posibilă producerea de energie suficientă. Problema a fost rezolvată folosind generatoare pe benzină sau diesel, mai fiabile și gata să producă rezultatul dorit la momentul potrivit.

Astăzi, interesul pentru energia eoliană a crescut semnificativ. Au apărut dezvoltări noi, mai eficiente, care pot oferi un număr suficient de consumatori. În plus, există magneți puternici de neodim care vă permit să faceți singur generatoare cu capacitatea de a lucra la o viteză de rotație lentă, ceea ce a schimbat radical situația și a stârnit un mare interes în rândul designerilor.