Куц Тина
Особенности эксплуатации тепловых насосов
Несмотря на то, что во многих странах бывшего СНГ (и не только) существуют значительные залежи энергетических ресурсов, которые они активно экспортируют в другие государства, но большая часть территорий поставлена в условия отсутствия доступа к централизованным системам энергоснабжения. Автономные хозяйства для решения данной проблемы начали использовать тепловые насосы.
Подобные установки используют для своего функционирования энергию из возобновляемых источников, что делает их применение возможным даже в самых отдаленных уголках страны.
На данном этапе развития альтернативной энергетики разработано множество разнообразных установок, которые используют воздух, землю или водный ресурс в качестве первоисточника теплоты. Установка теплового оборудования определенной конфигурации должна проводится на основании предварительных исследований особенностей климатических условий того или иного региона. Если тепловой насос, функционирующий при помощи воздуха и воды, установить в регионе, где зимой температура воздуха опускается ниже показателя в минус 20 градусов Цельсия, то необходимым условием будет установка дополнительного источника тепла для использования его в период наиболее низких температур.
Тепловая установка, имеющая в основе грунтовой коллектор, может эффективно применяться в условиях, когда температура земляной поверхности не снижается больше чем до 0 градусов Цельсия.
Если в регионе грунт имеет тенденцию промерзать в холодное время года, то такого типа установка не может быть использована продуктивно. Существует вариант введения в эксплуатацию такого теплового оборудования путем расположения его на определенной глубине, которой промерзание грунта в зимний период не достигает.
Рынок тепловых насосов в большинстве своем изобилует приборами зарубежного производства. Чехия, Китай и Соединенные Штаты предоставляют широкий выбор бюджетных моделей насосов, что влечет за собой большой спрос на них. Швеция и Германия производят модели, имеющие более высокую ценовую политику.
По подсчетам специалистов цена одного киловатта теплового геотермального оборудования иностранных производителей колеблется в районе 6 тысяч гривен. Воздушный тепловой насос и прилегающее к его эксплуатации оборудование достигает значения в 7 тысяч и более.
В данном списке ценовых сравнений присутствует и тепловая установка, имеющая вертикальное расположение контура грунта. Затраты на подготовку ее к эксплуатации составляют приблизительно 35 тысяч гривен на один киловатт мощности. В свою очередь установка, имеющая горизонтальное расположение контура грунта будет иметь стоимость приблизительно 27 тысяч. Самой бюджетной установкой в данном списке оборудования является воздушный тепловой насос с ценой в 15 тысяч гривен за 1 кВт.
Такая сравнительно низкая стоимость насоса обусловлена тем, что в процессе функционирования он использует воздух, и дополнительные работы по подготовке места для установки просто отсутствуют.
Продолжительность эксплуатации теплового насоса напрямую зависит от срока работы компрессора, так как только в нем присутствуют движущиеся механизмы. Срок эксплуатации компрессора в среднем составляет 20-25 лет. В случае поломки данного элемента установки его просто заменяют новым, и тепловой насос вновь может функционировать. Продолжительность эксплуатации коллектора насоса достигает пятидесяти лет.
Древнейший собор Великобритании обзавелся инновационными технологиями
Возведение Глостерского собора датируется ХI веком. Данное строение является одной их старейших архитектурных построек мира. Собор использовался в качестве съемочной площадки при создании кинокартин о Гарри Поттере. Также здесь короновали августейших особ.
В настоящее время Глостерский собор стал владельцем солнечных панелей, которые компактно расположились на нефе постройки в южном крыле. Установкой и обслуживанием оборудования для выработки электричества из возобновляемых источников в роекта занимается компания MyPower.
По предварительным подсчетам «зеленая» электроэнергия поможет сэкономить ¼ часть денежных средств, выделяемых на энергопотребление собора. Специалисты утверждают, что благодаря солнечным батареям древнейшая постройка получит около 45 кВт электричества.
Данный проект на имеет аналогов и служит прекрасным примером для приобщения старинных архитектурных строений к эксплуатации технологических достижений альтернативной энергетики с целью значительной экономии средств.
Глава компании MyPower сообщает, что реализация этого проекта имела некоторые трудности в процессе установки солнечных батарей. Так как строение древнее и имеет немалые габариты, маневренность в пределах собора была значительно ограничена. Одной из основных задач, поставленных перед работниками компании, было не нанести вреда строению в процессе проведения работ.
Энергосбережение в условиях производственного процесса
Энергосберегающие технологии сопровождают любой крупный производственный процесс. Использование разработок альтернативной энергетики в данном вопросе значительно снижает стоимость самого производственного процесса и соответственно увеличивает прибыль предприятия.
Ассортимент энергоэффективных тепловых и энергетических устройств довольно широк и многообразен. Он представлен двумя основными типами технологий: непосредственно энергосбережение и получение дополнительного ресурса посредством использования энергии возобновляемых источников.
Давайте ознакомимся с некоторыми примерами использования отдельных технологий энергосбережения в производственных условиях.
Значительно повысить процент коэффициента полезного действия производства помогает когенерация. Данная технология представляет собой использование специальных установок в комплексе с теплогенерирующими устройствами для получения не только тепла, но и электричества. На практике это выглядит следующим образом: над паровым или водонагревающим котлов надстраиваются газовые турбины, которые в процессе эксплуатации обогревающей системы параллельно будут вырабатывать некое количество электроэнергии для внутренних нужд производства. Если применить высокотехнологичные микротурбинные установки мощностью 400 кВт, то в двухлетней перспективе – увеличение мощности в пределах 1 МВт.
Энергоэффективными могут быть не только тепловые установки. Достойный результат показывают энергоцентры, созданные на базе производств. Энергетический центр предполагает использование энергии из возобновляемых источников для выработки электричества, используемого в производственном процессе.
Энергоцентры, помимо турбинных установок, используют солнечные панели и ветрогенераторы с вертикальной осью вращения, которые располагаются на крыше помещения. Полученной таким образом электроэнергии достаточно для того, чтобы обеспечить внутренние нужды производства.
Помимо оптимизации и модернизации генерирующих систем, нужно позаботиться об энергосбережении на узлах непосредственной передачи электроэнергии и тепла. К выбору технологий в данном процессе необходимо подходить основательно и обдуманно. Так, например, использование не изученной до конца жидкокристалической изоляции на одном из производств в городе Астрахань повлекло за собой негативный опыт применения. Данный материал оказался практически бесполезным и применение его привело к значительным теплопотерям. Проведенные впоследствии исследования при помощи тепловизоров показали, что намного продуктивнее было бы использование для теплоизоляции минеральной ваты.
В вопросе тепловых сетей существуют методы дополнительной экономии средств на их строительство и дальнейшую эксплуатацию. Если трубопроводы монтировать, используя муфтовый метод соединения деталей, а не с применение сварки, то возможно использовать трубы с цинковым покрытием (с применением сварки это становится невозможным). Оцинкованные трубы способны увеличить срок полноценного функционирования трубопровода до ста лет. К тому же применение данной технологии не предполагает использование компенсаторной системы теплового расширения, что позволяет значительно упростить ремонтные мероприятия и сократить их сроки.
Описанные выше методы энергосбережения являются малой частью от общего количества различных технологий альтернативной энергетики, которые можно с пользой применить в условиях производства.
Продуктивный и экологически чистый теплогенератор
Сельскохозяйственный сектор на данном этапе развития остро нуждается в использовании инновационных энергосберегающих приборов и устройств. Процесс создания сельхоз продукции довольно дорогой и трудоемкий. Помочь снизить финансовые затраты в данном вопросе может применение технологий альтернативной энергетики.
Одним из активно развивающихся направлений «зеленой» энергетики является вихревая энергетика. В основе ее лежит эксплуатация специальных установок, принцип работы которых заключается в движении жидкостей или газов по закрученным потокам сплошной среды с целью превращения их в тепловую энергию.
К числу наиболее распространенных устройств можно отнести тепловые генераторы, которые функционируют благодаря сгоранию разного вида топливного сырья. Такого рода приборы довольно продуктивны в производстве тепла, но имеют при этом некоторые недостатки, к которым можно отнести вредные выбросы в окружающую среду и высокие денежные затраты на перевоз и хранение топливного сырья.
Альтернативой в данной сфере может стать вихревой гидравлический тепловой генератор или ВГТ. Он имеет малые габариты и неприхотлив в эксплуатации. Установка является абсолютно безопасной технически.
Устройство было сконструировано изначально с целью обеспечить население регионов, которые находятся отдаленно от централизованных энергетических сетей, теплом. Принцип работы ВГТ заключается в смене физических и механических характеристик жидкостной среды во время ее протекания под действием замедленного или ускоренного движения. Ускоренное движение возникает посредством появления вихря в закрученной системе потока с дальнейшим его сужением при попадании в конфузор. Замедление движения происходит при расширении потока в специальной трубе генератора и его развихрением при выходе из данной трубы.
Обогревательная система, имеющая в основе вихревой генератор тепла, выглядит следующим образом:
- Система закрутки жидкостного или газового потока;
- Кавитационная труба;
- Развихритель;
- Устройства, передающие тепло потребителю;
- Гидравлический насос;
- Электродвигатель насоса;
- Пульт управления ВГТ;
Схема системы обогрева при помощи ВГТ
В данной системе источником тепловой энергии является непосредственно вихревой генератор, который функционирует благодаря гидравлическому насосу. Подобного рода система требует небольшого количества электроэнергии для работы гидронасоса (электричество в данном случае используется с целью нагрева воды). Предварительные исследования показали, что насос, имеющий мощность в 1 кВт, способен нагреть воду до 60 градусов Цельсия, затратив на весь процесс не более 20 кВт/час электроэнергии.
Среди положительных качеств вихревого теплогенератора можно выделить:
- Экологичность. Нет необходимости сжигать сырье, выделяющее в атмосферу в процессе горения СО2 и вредные вещества.
- Отсутствие каких-либо элементов для нагрева.
- Минимальные затраты электроэнергии на обеспечение работы насоса.
- Возможность работать с абсолютно любой жидкостью (водой, газовым конденсатом и т.п.).
- Автоматическое регулирование температуры и поддержание ее на установленном уровне.
- Экономичность и удобство эксплуатации.
Сферы и масштабы использования подобной установки могут быть абсолютно разными.
«Зеленый» тариф в Украине и его возможное снижение
Закон Украины «Об электроэнергетике» гласит, что в нашем государстве «зеленый» тариф представляет собой специальную единицу (тариф), по которой производится закупка электроэнергии, полученной из альтернативных источников.
Cтраны, входящие в состав ЕС, на данном этапе практикуют снижение «зеленых» тарифов. Это делается для того, чтобы сделать «зеленую» электроэнергию более доступной и выгодной для потенциального потребителя.
Специалист в области юриспруденции Шмелин Дмитрий утверждает, что нашей стране не нужно следовать этой стратегии европейских государств. В течении последних двух десятков лет «зеленый» тариф был введен в 45 развитых странах. Он был создан в первую очередь для того, чтобы привлечь инвесторов и значительные капиталовложения в альтернативную энергетику. Внедрение «зеленого» тарифа в экономику стран Европейского Союза («первооткрыватели»):
— Германия – 1991 год;
— Швейцария – 1992 год;
— Италия – 1993 год;
Для сравнения: Украина установила «зеленый» тариф в 2008 году.
Подобного рода нововведения на данном этапе позволили не самой «солнечной» Германии занять лидирующие позиции и показать результат почти в 20% от всей альтернативной электроэнергии в Европейском Союзе. По предварительным подсчетам специалистов более 30% от общего количества электричества в Европе – это «зеленая» энергетика.
С недавних пор положение дел на энергетическом рынке начало волновать, как инвесторов, так и потребителей. Законодательная база в сфере альтернативной энергетики предполагает заключение долгосрочных договоров относительно поставок электроэнергии. В связи с тем, что альтернативная энергетика стремительно развивается и появляются все новые мощности, соответственно и цена на кВт/час снижается. А так как договора заключались довольно давно (в некоторых случаях 10-15 лет назад) и цена за кВт/час фиксировалась при заключении соглашения, то компании в итоге платят за электроэнергию по «старым» ценам, которые в 3-4 раза превышают нынешнюю стоимость.
Предполагаемое резкое снижение существующих в данный момент «зеленых» тарифов и снижение мощностей выработки альтернативной энергии особо не смогут повлиять на ситуацию в Европе.
В реалиях настоящего времени перед правительствами европейских стран стоит нелегкий выбор: снизить «зеленый» тариф и тем самым спровоцировать множественные жалобы в инвестиционный арбитраж со стороны инвесторов или оставить тарифы прежними и еще больше увеличить давление на потребителя.
Инвестиционный арбитраж, основываясь на международных договорах относительно защиты инвестиционных вложений, может сформулировать требования к государству о возмещении убытков инвестора.
Ситуация, сложившаяся в данный период, довольно двоякая и сложная. Наша страна так же имеет членство в Договоре к Энергетической хартии и соответственно несет те же обязательства перед иностранными инвесторами, что и страны ЕС.
Таким образом, изменение «зеленого» тарифа в Украине может быть чревато жалобами в инвестиционный арбитраж и соответствующими разбирательствами, которые могут повлечь за собой значительные экономические убытки государства.
На территории Исландии будут получать электричество из магмы
С технологиями использования геотермальной энергии для различных нужд человечество знакомо не понаслышке. Во многих странах активно используется энергия недр земли для получения тепловой и электрической энергии. В Исландии пошли намного дальше – там стартовал проект по получению энергии с расплавленных магматических масс. Бурение специальных скважин будет происходить до получения температуры около тысячи градусов по Цельсию. Данные каналы помогут получать в десятки раз больше энергии, нежели от геотермальных скважин.
Исландия является одним из лидеров по освоению технологий альтернативной энергетики. Островное государство напрочь отказалось от добытого из глубин земли топливного сырья, но на этом внедрение инноваций не остановилось. В данный момент проводиться создание пятикилометровых скважин для получения новых объемов энергии с возобновляемых источников.
В 2009 году во время буровых работ разработчики скважин случайно наткнулись на жидкую магму. На тот момент исследований относительно использования глубинных магматических масс не существовало, поэтому проект был закрыт.
Ученые подсчитали, что энергии, получаемой из одной магматической скважины будет достаточно чтобы обогреть и обеспечить электроэнергией более 50000 жилых домов, а это колоссальная разница в сравнении с геотермальной.
Заместитель директора геотермальной компании HS Orka господин Альбертссон утверждает, что на подобных глубинах уже проводились буровые работы. Но бурение в жидкой среде происходит впервые и ему нет аналогов.
В недрах земли ученые ищут «сверхкритический пар». Искомое вещество несет в себе большее количество тепловой энергии, нежели любые существующие жидкости или газ. «Сверхкритический пар» способен выделить около 50 МВт энергии (для сравнения: геотермальная скважина способна на 5 МВт).
Подобная технология может продуктивно применяться в тех местах, где присутствуют молодые вулканы.
Cолнечная электростанция без фотоэлементов – инновация от харьковских ученых
Имея дело с солнечной энергией обычно подразумевают работу солнечных панелей, которые при помощи фотоэлемента преобразуют излучение в электричество. Харьковские изобретатели пошли по иному пути: сконструированный ими прибор включает в себя солнечный коллектор и специальное приспособление, которое использует тепловую энергию для производства электрической.
Идея проекта принадлежит группе харьковчан, которые именуют себя «Hooli». Ребята одержали победу на киевском конкурсе стартапов (Sunny Day 2016 Challenge) и получили финансовое подспорье в виде выигрыша для дальнейшей работы над своим творением.
Устройство, собранное харьковскими инноваторами включает в себя: зеркальную поверхность Френеля, диаметр которой 500 см; приспособление, превращающее в электричество тепло от солнечных лучей (в составе своем имеет генератор и специальную турбину); ориентационный прибор, который позволяет прибору занимать оптимальное положение для получения наибольшего количества излучения.
Принцип действия инновационного прибора основан на термодинамических законах (цикл Ренкина).
Руководитель Hooli Христенко Николай сообщает, что на этапе разработки проекта планировалось собрать устройство в течении одного месяца. Ребята оставили места своей основной работы именно на такой срок. К сожалению, за месяц конструкторы не успели собрать целостную систему, поэтому на данном этапе продолжают работу над проектом в свободное от работы время.
Принцип работы установки довольно прост и незатейлив: испарение жидкости в системе благодаря солнечному излучению влечет за собой перенос энергии в турбину.
Новая электростанция по предварительным подсчетам будет иметь следующую мощность: электрическую – 1 кВт, тепловую – 20 кВт.
Никопольская СЭС – новые мощности в Днепропетровской области
В Никополе положено начало возведению электростанции, генерирующей энергию солнечных лучей. Проект будет полностью введен в работу в 2017 году. Никопольская СЭС – второй по счету объект, реализацию которого обеспечили инвестиционные вложения.
Новое производство будет включать в себя более 30 тысяч солнечных панелей. Никопольская СЭС станет одним из наиболее продуктивных объектов в области, учитывая, что каждая из имеющихся солнечных батарей будет вырабатывать 10 МВт электричества в течении суток.
Председатель облгосадминистрации Резниченко Валентин утверждает, что экономика области на данном этапе активно развивается, привлекая тем самым иностранных инвесторов и украинских бизнесменов. Первым объектом в Днепропетровской области, построенном на инвестиционные средства является Подгородненская СЭС. Третья очередь проекта «Солар Парк Пригородне» была открыта в поточном году. Общий бюджет составил более 20 миллионов гривен, которые были предоставлены отечественными инвесторами. В данный момент началось строительство аналога – Никопольской СЭС. Подобного рода объекты получили положительные отзывы и заручились хорошей репутацией в странах Европы, ведь энергия солнца неисчерпаема и экологически чиста.
Реализацией проекта солнечной электростанции в Никополе занимается фирма «Мэйн Групп Украина». Для строительства новой станции было привлечено 11 млн евро инвестиций из Франции.
По словам главы Днепропетровской ОГА Резниченко Валентина, подобные инвестиционные вложения помогут создать рабочие места для местного населения, значительно пополнят областной бюджет, повлекут за собой обустройство прилегающей территории и позволят жителям области получать качественную электроэнергию без перебоев.
Часть площади завода ферросплавов в Никополе станет пристанищем для новой СЭС. Здесь под строительство энергетического производства отведено около 15 га земли.
Директор компании-подрядчика «Экотехник Никополь» Засядьвовк Юрий сообщает, что этап подготовительных работ завершен. Все необходимые проектные разработки полностью готовы и ожидают начала строительных работ, которые стартуют в середине ноября. 
Вначале планируется смонтировать и зафиксировать специальные стойки, а уж затем устанавливать панели. Данное производство даст возможность значительно сэкономить (около 1 млн тонн каменного угля за один год). Помимо экономии Никопольская СЭС принесет немало пользы экологии региона, значительно сократив количество вредоносных выбросов. Строительство объекта по предварительным подсчетам займет около полугода. Сроки могут варьировать в зависимости от погодных условий.
В развитие экономики области только за 6 месяцев было инвестировано около $25 млн. Размер инвестиционных вложений в регион в целом составил более $7 миллиардов. Около 90% заграничных инвестиций поступило из стран Европы. Днепропетровская область удерживает первенство в Украине по количеству инвестиций.
Школы Черниговской области активно заменят традиционную систему отопления на альтернативную
Черниговщина выделилась на общем фоне внедрения технологий альтернативной энергетики, значительно преуспев в вопросе замены угля на дрова и пеллеты. Подобная практика не является новинкой в рамках Украины, но масштабы подобного рода инноваций в Черниговской области достойны восхищения.
По словам главы Варвинского отделения образования, Брагинцевская и Леляковская общеобразовательные школы в прошлом году позаботились об экономии во время отопительного сезона и закупили партию брикетов с лузги подсолнечника на производстве в с. Ивковцы. Покупка была осуществлена через безопасную систему с названием «Прозрачно».
Глава отделения образования пгт Варва Кутовой Владимир утверждает, что качественное биологическое топливо, которое имеет соответствующие сертификаты, доставляют в специальных упаковках. Альтернативное топливо в виде брикетов с подсолнечника, опилок или соломы выделяет достаточное количество тепла, не выделяя при сгорании едкого дыма.
Работники котельных на собственном опыте убедились в эффективности нового топлива. Хотя брикеты горят в разы быстрее угля (новую порцию топлива следует закладывать через два часа после предыдущей), зато цена тонны биотоплива почти в три раза меньше от стоимости угля.
Школы Городнянского района отапливаются гибридными котлами, которые функционируют как на газу, так и на биотопливе. В зависимости от температуры на улице, выбирают вид топлива (когда большой мороз – топят газом, когда температура не слишком низкая – дровами).
Общеобразовательное учреждение в городе Бобровица при помощи твердотопливного котла сэкономило более 140 000 гривен.
Глава отдела образования г. Бобровица Лоленко Станислав сообщает, что в рамках района на данный момент пять школ эксплуатируют котлы на твердом топливе, а еще десять школ – гибридные установки.
Глава отделения образования утверждает, что проверка газовых счетчиков в «Черниговгазе» повлекла за собой значительные дополнительные траты. Проверка одного счетчика на исправность обошлась в три сотни гривен. Около 10 устройств газовщики признали неисправными и настоятельно попросили заменить, при том что цена на один счетчик более 2 тысяч гривен. Станислав Лоленко акцентирует внимание на том, что затраты на отопление газом немалые, а если добавить к этому еще и дорогую эксплуатацию оборудования, то речь о целесообразности такого топлива не идет.
Глава отдела образования сообщает, что на данном этапе заключен договор с компанией, которая занимается установкой и обслуживанием альтернативных отопительных приборов. Предоставляемые фирмой услуги заключаются в установке твердотопливных котлов, обеспечении топливом и обслуживающим персоналом, а также контроль температурного режима помещений при помощи компьютерной сети. Пользуясь широким спектром услуг компании, школы будут экономить около 10% в сравнении с оплатой газа.
Школы Ичнянского района отапливаются торфяными брикетами, опилками и дровами. Глава местного отдела образования Нагорная Светлана сообщает, что для школ района было предварительно закуплено более 450 кубометров древесины по цене около 150 гривен за кубический метр. Торфяные брикеты обошлись в 600 гривен за 1 тонну.
В Ичнянском районе также был заключен договор с отопительным предприятием и теперь школы обогреваются альтернативным топливом. По словам Светланы Нагорной, в помещениях стало значительно теплее, а платят они теперь в 1,5 раза меньше, чем за газ.
Убеждаясь в эффективности альтернативного топлива, школы Черниговской области уверенно заменяют привычное газовое отопление на экономичные твердотопливные котлы. На их опыте прекрасно прослеживается динамика снижения финансовых вложений в обогрев заведений на время отопительного сезона. Данная практика в Украине уже показывает конкретные результаты в числовых значениях и в денежном эквиваленте
