Головна Автори Інформація по Герасимюк Оксана

Герасимюк Оксана

Найменша в світі портативна гідроелектростанція

На сьогоднішній день велику роль в світі портативної електроніки і сучасних електронних гаджетів відіграють зарядні пристрої. Адже куди б ви не пішли, завжди є місце де можна підзарядити свій пристрій і користуватись ним чим довше. Зараз майже всі з них виробляються під спеціалізовані мережі живлення з централізованої зони з показниками напруги 220, 110 чи 12 В, або ж можуть використовувати вмонтований в них акумулятор, що може живитись від сонячної енергії. Проте зараз існують різні зарядні пристрої, чий принцип роботи являється досить унікальним і не менш цікавим, хоча рідко використовується для повсякденних гаджетів. Одним з таких витворів являється нова розробка портативної зарядки Blue freedom, яку можна по праву вважати найменшою в світі гідроелектростанцією (ГЕС).

еееМодель була розроблена німецькими інженерами. Blue freedom виробляє потоки електричного струму шляхом перетворення енергії води в електроенергію. Для цього в структуру зарядки був вмонтований мініатюрний гідро-електрогенератор діаметром в 12 см. Вага даної установки складає всього лиш 57 грам.

Основою живлення в моделі виступає турбіна потужністю 5 Вт, але крім неї Blue freedom оснащена літій-полімерним акумулятором, ємність якого складає 5000 мА*ч. Для того, щоб мати можливість підзарядити свій мобільний телефон, смартфон чи планшет, користувачу потрібно лише занурити нижню частину зарядного пристрою в проточну воду (це може бути річка, озера чи інша водойма). Також в комплекті іде шнур для підключення під різні порти гаджетів, що дуже комфортно у випадку, коли ви використовуєте різні пристрої.Це дуже зручно, наприклад, при походах, коли немає можливості користуватись таким благом цивілізації, як стаціонарні розетки. Також використовувати дану модель для будь-яких девайсів, що мають змінні акумулятори. Присутні 3 порти для шнурів вихідних гаджетів.мини

На даний момент німецькі інженери шукають спосіб і ресурси, які допоможуть їм просунути модель свого зарядного пристрою на світовий ринок. При достатньому рівні інвестування в подальшій перспективі цілком можливо почати розробляти портативні гідроелектростанції і для домашнього використання, наприклад, в якості ще одного альтернативного джерела енергії. Звичайно для того, щоб використовувати таке джерело, біля вашого дому має

Як просто зробити вітрогенератор своїми руками?

Альтернативні джерела енергії в наш час продовжують поширюватись на світовому ринку і використовуватись людьми в щоденних потребах. Серед таких джерел не є виключенням вітрогенератори. Зазвичай таку конструкцію можна просто придбати, і за кілька днів його доставлять і встановлять як Вам потрібно. Проте ціна на такий продукт дуже висока, і крім того їх потрібно монтувати на високі щогли, на встановлення яких потрібно отримати спеціальний дозвіл. Крім того є багато інших незручних нюансів в плані установки такого генератор: це може бути висока вартість електроенергії, нестабільність локальних енергомереж чи повна відсутність електропостачання на території проживання клієнта. Тому зараз багато людей шукає альтернативні шляхи отримання електроенергії.

1

Для побудови власного вітрогенератора потрібно буде багато різних дрібних залізних деталей і агрегатів, яких є дуже багато в кожного вдома. Модель генератора працюватиме не тільки як джерело енергоживлення, а й як зарядна станція. Вся енергія, що не буде використовуватись, зберігатиметься в акумуляторі, який, до речі, і буде найдорожчою частиною конструкції. В середньому вартість всіх допоміжних деталей не перевищуватиме 100 USD Найменш потужні вітряки мають потужність 750 Вт, і це обходиться приблизно в 1500 USD за 1 кВт, і це лише сам вітряк без контролерів, щогли і акумуляторних блоків –  ось і ще одна перевага створення саморобного генератора.

Вітряк буде обертатись горизонтально, а лопаті будуть діаметром в 1.8 метра. Номінальна потужність складатиме 300 Вт. Кілька таких вітряків з акумуляторними батареями зможуть забезпечити енергією дачу чи скромний дім в звичайному режимі. Кількість лопатей обмежується шістьома. Для створення використовувався алюмінієвий лист товщиною 2 мм для зниження ваги. Розміри лопаті складають 650*120 мм.

2
Відносно хвоста вітряка, то він буде злегка підпружинений. Каркасові трубки монтуються шарнірно, плоскість хвоста  – 600*400мм. В основі повороту вітряка задіювалась система ступеневого автомобільного підшипника. При збільшенні швидкості вітру колесо саме відходить в сторону. Висота щогли 5.5 метрів.

Для стабілізації напруги зарядки акумулятора і регулювання навантаження генератора ліпше використовувати блок управління, який буде складатись з 2 модулів. Один з  них виконуватиме роль стабілізатора напруги і обмежуватиме струм в обсязі 10% від ємності акумулятора. Другий буде в якості комутатора навантаження.

Для використання буде достатньо електромережі потужністю 220В. В плані освітлення можна використовувати світлодіоди і окрему мережу напругою в 12В.

Nokero-світодіодна лампа, яка виручить в скрутних становищах

Компанія Nokero, назва якої походить від скороченого “no kerosene” – “немає гасу”, працює над створенням екологічно чистих альтернативних джерел освітлення для світу, що розвивається з моменту заснування в 2010 році, з тих пір винахідники компанії запропонували кілька різних моделей “сонячних” світильників і зарядних пристроїв, але остання розробка претендує на звання “найефективнішого в світі світла”.

Світлодіодна лампа підходить для щоденного використання і дозволяє отримати достатньо світла для тривалих сеансів роботи, приготування їжі або читання після настання темряви. Гаджет допоможе скоротити витрати жителів країн, що розвиваються на гас і уникнути негативного впливу на навколишнє середовище.

Джерело світла Nokero N233 таке маленький, що може поміститися в кишеню, але досить яскравий, щоб бути по-справжньому корисним, і досить міцний, щоб витримати щоденне використання в складних умовах.

Nokero N233 є універсальним рішенням для освітлення в надзвичайних ситуаціях і використання поза мережею. У лампу вбудований літій-залізо-фосфатний акумулятор 500 мАг з можливістю більш ніж 2000 циклів зарядки, який повністю заряджається від комплекту сонячних батарей SunPower Maxeon протягом 6 годин. Nokero N233 може працювати 6 годин при інтенсивному світловому потоці (25 люменів) або 15 годин при слабкому (10 люменів) і зберігати заряд до 18 місяців. Світлова віддача пристрою досягає 700 лм / Вт, що в два рази більш ефективним, ніж подібними лампами, які працюють від енергії сонця.

Лампу можна тримати в руці, як ліхтар, підвісити або використовувати в якості настільної лампи. Вага пристрою – 85 грамів. Вартість гаджета – $ 17.99.

Чому потрібно встановити сонячні панелі? – 5 основних причин

Кожен день Сонце дарує нам мільярди кіловат екологічно чистої енергії. Її можна використовувати і перетворювати в таку необхідну людству електрику.

По-перше, встановлення сонячних батарей на даху будинку дозволяє значно заощадити на рахунках за електроенергію. У нас досить висока сонячна активність, щоб сонячні панелі були ефективні. Велика частина виробництва електроенергії сонячними батареями доводиться на період з березня по жовтень. Решта припадає на пізню осінь і зиму, що становить 10% від загального виробництва.

По-друге, сонячні батареї не мають ніяких механічних, електричних або електронних компонентів. Вони працюють природним шляхом і абсолютно безпечні для навколишнього середовища. Сонячні батареї не мають ніяких шкідливих викидів в атмосферу, абсолютно безшумні і жодним чином не відбиваються на здоров’я людей або тварин.

По-третє, сонячні батареї не потребують постійного технічного обслуговування. Одного разу встановивши їх Ви можете бути спокійні ще багато років. Термін служби сонячної панелі становить не менше 25 років. Кожна деталь відповідає міцністю і ефективністю, що, безсумнівно, також дає економію при встановленні та технічному обслуговуванні.
По-четверте, функціонування сонячних батарей не залежить від технічних неполадок енергопостачальників. Сонячним батареям не потрібно паливо, що дає можливість не залежати ні від цін на нього, ні від проблем з транспортуванням. Сонячна енергія не вичерпається ще 5 мільярдів років, а значить, з проблемою постачання будинку світлом ми навряд чи зіткнемося.

І по-п’яте, ще однією з переваг фотоелектричних систем є модульність. При збільшенні енергоспоживання і фінансових можливостей домовласник, який використовує сонячні батареї в якості джерела електропостачання, може збільшувати потужність системи за рахунок додавання додаткових фотоелектричних модулів. Це швидко і просто.

Чи є конкуренти у TESLA?

Ми постійно чуємо, що той чи інший виробник готує конкурента Tesla Model S або Model X. Багато хто хоче зайняти частку перспективного ринку «автомобілів майбутнього» і представляють свої напрацювання. Але за фактом електрокари Tesla вже кілька років є реалією і задають високу планку в сфері електричних машин, а інші тільки до цього прагнуть.

FARADAY FUTUREFaraday Future привернула до себе увагу в минулому році, коли вклала мільярд доларів в фабрику електромобілів в Каліфорнії. Компанія належить китайському мільярдерові Цзя Юетіну і збирається випускати електрокари, які будуть в рази крутіше Tesla-мобілів. На Faraday Future до кінця 2015 року вже працювало близько 550 осіб, серед яких колишній інженер шасі Tesla Model S, провідний дизайнер BMW i8, колишній дизайнер інтер’єрів Ferrari і фахівець з акумуляторів з SpaceX. Крім них в компанії дуже багато колишніх співробітників Ford, General Motors, Volvo, Facebook і Google. Нік Семпсон, колишній технічний директор Tesla, обіймає посаду старшого віце-президента. Поки компанія представила свій перший концепт – 1000-сильний FFZERO1, який вже встиг отримати прізвисько новий «Бетмобіль». Представники компанії говорять, що FFZERO1 не має серійних перспектив, але деякі стилістичні риси будуть використані на їх майбутніх авто. 01 FFZERO1 замислювався як прообраз гоночного автомобіля – звідси і вивірена аеродинаміка і стильний низький кузов, виготовлений з легких композитних матеріалів і вуглецевого волокна. Платформа отримала назву VPA (Variable Platform Architecture) і, по суті, вона повторює за своєю будовою платформу, яку використовують в Tesla. У центральній частині розташований блок з встановленими батареями, які, в свою чергу, розділені на блоки.

Суперкар приводиться в рух чотирма електродвигунами – по одному на кожне з коліс. Сумарна потужність більше 1000 кінських сил. Відмітка 100 км / год досягається менш ніж за 3 с, а максимальна швидкість вийде за межі 320 км / ч. Зрозуміло, таких показників можна буде досягти тільки в умовах треку. Запас ходу так точно і не названий, але деякі джерела дають цифру 480 км.

Porsche-Mission-E-front-three-quarter-02 Porsche Mission E дуже красивий, футуристичний седан, який погрожує стати конкурентом моделі S, звичайно ж коли стане серійним. А станеться це в 2020 році.
Запас ходу на одному заряді – близько 500 кілометрів, потужність пари електродвигунів – 600 к.с, час зарядки батарей становить 20 хвилин через 800-вольтів зарядку. Також електрокар можна заряджати від звичайної домашньої розетки.

Шоу-кар отримав повнокероване шасі і повний привід з системою векторизації тяги. Розгін до сотні – 3,5 с, до 200 км / год – за 12 с.
Така істотна потужність дозволяє великому кросоверу (довжина – 4,88 метра) вистрілювати з місця до 100 км / год за 4,6 секунди. Максимальна швидкість обмежена електронікою на позначці в 210 км / ч.
Такий SUV без проблем долає близько 500 кілометрів на одному заряді. Крім того, компанія представила спеціальну «швидкісну» зарядну станцію (потужність 150 кВт), яка дозволяє повністю зарядити ємну батарею всього за 50 хвилин.

YOUXIA MOTORSYOUXIA MOTORS
Кітайські розробники в минулому році показали свого майбутнього конкурента Tesla III автомобіль – Youxia Х, який погрожує з’явиться вже в цьому році (ближче до кінця) .
Youxia Motors створила електромобіль з пробігом на одній зарядці в 460 км. Це більше ніж, наприклад, у моделі Tesla III (орієнтовно 320 км), яка повинна дебютувати на Женевському автошоу. Автомобіль будуть пропонувати з трьома батареями на вибір: на 40, 60 і 85 кВт / год. З останньої батарейкою авто може проїхати 460 км, при цьому від пристрою експрес-зарядки поповнити запас можна за 30 хвилин.
Ззаду у Youxia Х встановлений електромотор потужністю 348 к.с, з максимальним моментом 440 Нм. З нуля до сотні машина розганяється за 5,6 с. Ціна, в залежності від комплектації, складе від 200 000 до 300 000 юанів ($ 32 000 – 48 000). Модель Tesla III повинна коштувати $ 35 000.
Thunder-Power-5460-696x417THUNDER POWER не дрімає і Тайвань. Восени 2015 року компанія Thunder Power представила свою Tesla, точніше Power. До речі, раніше ця компанія займалася виробництвом будівельних інструментів, але раптом вирішила змінити напрямок діяльності і інвестувала $ 710 мільйонів на розробку електричного седана. Керує проектом колишній співробітник Bugatti – Петер Туцер. Дизайном авто займалося відоме ательє Zagato. Седан буде доступний з двома варіантами електромотора – на 308 і 429 к.с. Потужна версія до 100 км / год домчить менше ніж за п’ять секунд, а максимальна швидкість буде обмежена 250 км / ч. Запас ходу – 650 км на повній батареї і 300 км після півгодинної підзарядки. Випуск серійної моделі запланований на 2017-й рік.

download (1)APPLE І GOOGLE
Apple планує випустити революційний електрокар вже в 2019 році. Поки відомо лише назва проекту – Titan і те, що деякі колишні працівники Tesla приєдналися до «яблучної» компанії. Ілон Маск сумнівається, що Apple зможе конкурувати з його компанією, і зазначає, що Apple не переманила у його компанії важливих співробітників. За його словами, вона найняла їх уже після того, як вони були звільнені з Tesla.
Ми завжди жартома називаємо Apple «кладовищем Tesla». Якщо ви більше не займаєтеся електромобілями в Tesla, ви йдете працювати в Apple. Я не жартую, »- сказав Маск. Він також зазначив, що для Apple створення автомобіля було б «наступним логічним кроком, щоб нарешті представити по-справжньому інноваційний продукт, адже нового стилуса або більшого iPad вже недостатньо.
Варто відзначити, що компанія GOOGLE поки не поспішає робити своє творіння масовим, вони зосереджені на повній автопілотізаціі авто, для управління якого людина зовсім не потрібен.

ПІДВЕДЕМО ПІДСУМКИ.

Faraday Future і Thunder Power випустять свої авто через рік, Audi – через два, Porsche потрібно ще 4 роки, Apple – поки взагалі нічого не відомо, а Google, мабуть, вибрав інший напрямок. Запас ходу конкурентів приблизно тесловський (450-650 км). Для довідки, зовсім недавно Ілон Маск ділився планами і зазначив, що вже в 2018 році запас ходу їх авто перевищить 1000 км, а в 2020 році буде більше 1200 км. А сам електрокар до цього часу стане повністю автономним. Що стосується електричних батарей, для їх виробництва Tesla має солідні інвестиції розміром в $ 5 мільярдів і має намір побудувати в Неваді величезну «Гігафабріку».

Також в Tesla пильно спостерігають за гравцями ринку, здатними займатися виробництвом електричних батарей. Це робиться, як пояснив Маск, для того, щоб добре уявляти собі розстановку сил і технології конкурентів, і щоб класифікувати можливих майбутніх супротивників за деякою умовною шкалою від «1» до «5». Зараз в світі існує приблизно 60 виробників електричних батарей, при цьому результати деяких з них можна віднести до довгострокової перспективи. В основному у всіх оцінка «1» або «2», у кількох «3», «4» – немає ні у кого, а «5» – тільки у Tesla.

Звичайно, можливо, існує якась секретна лабораторія, що займається електричними батареями, що володіє технологією високого рівня і при цьому невідома нам. Але це малоймовірно, – вважає Маск.

Установка Parabosol очищує воду із допомогою енергії сонця

Більше 1 мільярда людей на планеті не мають доступу до чистої питної води. 510887311_1280x720Незважаючи на те, що кожна людина в світі має право на чисту воду, вона продовжує залишатися недоступною для жителів багатьох віддалених населених пунктів в країнах, що розвиваються.

Hakan Gürsu з компанії Designnobis розробив пристрій Parabosol – портативну “сонячну” систему очищення води для використання у віддалених районах. Система складається з контейнера для забрудненої води, контейнера для очищення і двох контейнерів для чистої води. Перший пісочний фільтр вловлює частинки піску, а потім вугільний фільтр видаляє запах розчинених у воді газів.

Система очищає питну воду за допомогою параболічного дзеркала, яке дозволяє нагріти забруднену воду до 400 градусів Цельсія. Установка Parabosol може очистити за один цикл до 170 літрів води.

Проект був удостоєний срібної нагороди на A ‘Design Awards в 2014-2015, і він також став номінантом на World Design Impact Prize 2015

Шляхи підвищення ККД сонячних панелей

Сьогодні для функціонування СЕС застосовуються напівпровідникові фотоелементи, які представляють собою напівпровідникові діоди великої площі. Влітає в pn-перехід світловий квант, генерує пару електрон-дірки, при цьому, на виходах фотодіода створюється перепад напруги (близько 0,5 В).

1459803393_1459778727_img_5118ККД кремнієвої сонячної батареї – близько 16%. Чому ж ККД настільки низький? Для того щоб сформувати електронно-діркову пару, потрібна певна енергія. Якщо прилетівший світловий квант має малу енергією, то генерація пари не відбудеться. В цьому випадку квант світла просто пройде крізь кремній, як крізь звичайне скло. Ось чому кремній є прозорим для інфрачервоного світла далі 1.2 мкм. Якщо ж світловий квант прилетить з більшою енергією, ніж потрібно для генерації (зелене світло), пара утворюється, але надлишок енергії просто піде в нікуди. При синьому і ультрафіолетовому світлі (енергія якого є дуже високою), квант може не встигнути долетіти до самих глибин p-n переходу.

Перспективи сонячної енергетики

1-6-Solnechnye-batarei-2Для того щоб сонячне світло не відбивався від поверхні сонячної батареї, на неї наноситься спеціальне противідбивне покриття (таке покриття наносять і на лінзи фотооб’єктивів). Текстуру поверхні роблять нерівною (у вигляді гребінки). В цьому випадку світловий потік, відбившись від поверхні один раз, повертається знову.

ККД фотоелементів збільшують, комбінуючи між собою фотоелементи, на основі різних напівпровідників і з різною енергією, необхідною для генерації пари електрон-дірка. Для триступеневих кремнієвих фотоелементів досягається ККД в 44% і навіть вище. Принцип роботи тьохступеневого фотоелемента заснований на тому, що спочатку ставиться фотоелемент, який ефективно поглинає саме синє світло, а червоне і зелене, пропускає. Другий фотоелемент поглинає зелене, третій – інфрачервоне. Однак триступінчасті фотоелементи сьогодні дуже дорогі, тому, повсюдно використовуються більш дешеві одноступінчасті фотоелементи, які за рахунок ціни випереджають триступінчасті за показником Ват / $.

sunedison-fotovoltaica-ChileГігантськими темпами розвиває виробництво кремнієвих фотоелементів Китай, за рахунок чого вартість одного вата знижується. У Китаї вона складає приблизно 0,5 доларів за Ват.
Основними типами кремнієвих фотоелементів є:
• Монокристалічні
• Полікристалічні
ККД монокристалічних фотоелементів, які є більш дорогими, трохи вище (всього лише на 1%), ніж ККД полікристалічних. Полікристалічні кремнієві фотоелементи сьогодні забезпечують найбільш дешеву вартість 1 Вата генеруючої електроенергії.
Кремнієві сонячні батареї не можуть служити вічно. За 20 років експлуатації в умовах агресивного середовища найдосконаліші з них втрачають до 15-ти відсотків своєї первісної потужності. Є підстави вважати, що в подальшій перспективі деградація сонячних батарей сповільнюється.

50PВинахідники в усіх країнах світу пробують збільшити економічну рентабельність сонячних електростанцій. Якщо, наприклад, взяти маленький ефективний кремнієвий фотоелемент і параболічне дзеркало, можна досягти ККД в 40% замість 16, при цьому, дзеркало набагато дешевше, ніж сонячна батарея. Але для того щоб стежити за сонцем, потрібна надійна механіка. Величезна дзеркальна поворотна тарілка повинна бути надійно укріплена і захищена від потужних вітрових поривів і агресивних чинників навколишнього середовища. Друга проблема полягає в тому, що параболічні дзеркала не можуть фокусувати розсіяне світло. Якщо сонце зайшло навіть через не щільні хмари, вироблення енергії за допомогою параболічної системи впаде до нуля. У звичних сонячних батарей в цих умовах вироблення теплової енергії теж серйозно знижується, але не до нуля. Сонячні батареї з параболічними дзеркалами занадто дорогі по монтажніій вартості і затратні в обслуговуванні.
Американською компанією Solyndra при підтримці уряду були сконструйовані сонячні фотоелементи круглої форми. Вони монтувалися на дахах, пофарбованих у білий колір. Сонячні батареї круглої форми виготовляли шляхом напилення провідникового шару (у випадку з Solyndra використовувався Copper indium gallium (di) selenide) на скляні труби. Фактична ефективність круглих батарей становила близько 8,5%, що нижче дешевших кремнієвих. Solyndra, що отримала державні гарантії по величезному кредиту, збанкрутувала. В технології, економічна ефективність від яких була вельми сумнівною з самого початку, американська економіка вклала чималі кошти.

solar panel charges the battery
Є ще один шлях. Він відображений в проекті Desertec – передача електроенергії з Африки в Європу. За допомогою ЛЕП в вечірній пік споживання електрики можна передавати електроенергію від СЕС, які знаходяться в тих районах земної кулі, де в цей час в розпалі сонячний день. Але цей спосіб до переходу на надпровідники вимагає величезних фінансових витрат, а також, всіляких узгоджень між різними державами.

Яка вартість сонячної енергетики сьогодні?

Ми з’ясували , що в середньому вартість одного Ватта, виробленого сонячною батареєю складає 0,5 долара. Протягом дня (8 годин) батарея здатна згенерувати в межах 8-ми Вт * год енергії. Цю енергію необхідно зберегти до вечірнього піку споживання електрики.

enerji-piyasasiЛітієві акумулятори, розроблені в Китаї, коштують приблизно 0,4 долара за Вт * год, отже, для сонячної батареї вартістю 0,5 долара, на 1 Вт будуть необхідні акумулятори вартістю 3,2 долара, а це в шість разів перевищує вартість самої батареї. Якщо врахувати, що літієвий акумулятор розрахований максимум на 2000 циклів заряду-розряду, що становить від трьох до шести років, то можна зробити висновок, – літієвий акумулятор, це надзвичайно дороге рішення.

Найдешевшими акумуляторами є свинцево-кислотні. Оптова ціна цих далеко не найбільш екологічних систем, порядку 0,08 долара за Вт*год Свинцево-кислотні акумулятори також, як і літієві, розраховані на 3-6 років роботи. ККД свинцевого акумулятора становить 75%. Четверту частину своєї енергії цей акумулятор втрачає в циклі заряд-розряд. Щоб зберегти денне вироблення сонячної енергії потрібно буде придбати свинцево-кислотні акумулятори за 0.64 долара. Ми бачимо, що це також більше, ніж вартість самих батарей.

solar panel charges the batteryДля сучасних СЕС розроблені гідроакумулюючі електростанції. Протягом світлового дня в них закачується вода, а вночі вони функціонують як звичайні гідроелектростанції. Але будівництво цих електростанцій (ККД 90%) не завжди можливо і надзвичайно дорого.

Ми можемо зробити невтішний висновок. На сьогоднішній день акумулятори обходяться дорожче, ніж самі СЕС. Для великих сонячних електростанцій вони не передбачені. У міру генерації електроенергії, великі сонячні електростанції продають її в розподільні мережі. У вечірній і нічний час електроенергію виробляють звичайні електростанції.

Візьмемо, наприклад, Німеччину – світового лідера у використанні сонячної енергетики. Кіловат сонячної енергії, яка генерується (навіть в денні години, але ж така електроенергія дешевша), викуповується в цій країні за ціною від 12 до 17,45 євроцентів за кВт*год. Оскільки газові електростанції в Німеччині як і раніше будуються, функціонують або знаходяться в гарячому резерві, сонячні електростанції в цій країні фактично просто допомагають економити російський газ.

come-montare-il-quadro-elettrico-allimpianto-solare_fdb586e00d7a6b64e09ce47dd847e75eВартість російського газу на сьогоднішній день – 450 доларів за тисячу кубометрів. З цього обсягу газу (ККД генерації 40%) можна виробити приблизно 4.32 ГВт електроенергії. Отже, на 1 кВт*год електроенергії виробленої від сонця, російського газу економиться на суму в 0,104 долара або 7,87 євроцента. Ось справедлива вартість сонячної нерегульованої генерації. Таким чином, в даний час в Німеччині сонячна енергетика на 50% дотується державою. Хоча, слід зазначити, що Німеччина стрімко знижує вартість генерації електроенергії від сонця.

Робимо висновки

Найекономічнішу сонячну електрику (0,5 доларів за 1 Ватт) отримують сьогодні за допомогою сонячних полікристалічних батарей. Всі інші способи отримання електрики за допомогою енергії сонця, на порядок дорожче.

Проблема, яка є ключовою для сонячної енергетики, це все-таки не ККД сонячних батарей і не ціни. Головна проблема полягає в здешевленні способів генерації енергії сонця, отриманої в денні години і заощадження цієї енергії для вечірнього пікового споживання. Адже в даний час акумуляторні системи, термін служби яких від трьох до шести років, в рази дорожче самих сонячних батарей.

1459803393_1459778727_img_5118Сонячна генерація в значних масштабах розглядається сьогодні тільки у вигляді способу економії невеликої частини традиційного викопного палива в денний час. Сонячна енергетика поки не в силах повністю взяти на себе навантаження в вечірні години пік енергоспоживання і зменшити число АЕС, вугільних, газових і гідроелектростанцій, які в денні години повинні стояти в резерві, а у вечірні, брати на себе значну енергетичне навантаження.

Якщо в результаті посилення тарифів (при яких, наприклад, виробникам водню і алюмінію буде вигідно запускати своє електролізне виробництво в денні години) пік споживання електроенергії зміститься на денні години, то у енергії сонця з’являться більш серйозні перспективи для розвитку.

Вартість сонячної генерації, яка є «нерегульованою», непорівнянна з вартістю генерації електроенергії на звичних електростанціях, які можуть вільно генерувати її в будь-який час, коли в цьому є необхідність.

1451911567_1Вартість сонячної електроенергії не повинна перевищувати вартості викопного палива, зекономленого з її допомогою. Якщо, наприклад, газ в Німеччині коштує 450 доларів, то ціна сонячної генерації в цій країні не повинна перевищувати 0,1 долара за кіловат годину, в іншому випадку сонячна енергетика в цій країні є збитковою. До тих пір поки викопне паливо залишатиметься дешевим і доступним, генерація сонячної енергії є невигідною з економічної точки зору.

В даний час використання енергії сонця і дорогих сонячних акумуляторних систем є економічно виправданим тільки для тих регіонів і об’єктів, де немає інших можливостей підключення до електромереж.
Однак, не варто забувати наступних важливих факторів, які вселяють оптимізм при розгляді сонячної енергетики:
1. Вартість викопного палива неухильно зростає в міру зменшення його запасів.
2. Розумна державна політика робить використання сонячних електростанцій вигідніше.
3. Прогрес не стоїть на місці!

Перспективи сонячної енергетики

Про сонячну енергетику та перспективи її розвитку ведуться суперечки і дискусії вже багато років. Більшість вважають сонячну енергетику – енергетикою майбутнього, надією всього людства. Серйозні інвестиції вкладає в будівництво сонячних електростанцій велика кількість компаній. Сонячну енергетику прагнуть розвивати в багатьох країнах світах, вважаючи її головною альтернативою традиційним енергоносіям. Німеччина, будучи далеко не сонячної країною, стала світовим лідерів в цій сфері. Сукупна потужність СЕС Німеччини зростає рік від року. Серйозно займаються розробками в області енергії сонця і в Китаї. Згідно оптимістичним прогнозом International Energy Agency, сонячні електростанції до 2050 року зможуть виробляти до 20-25% світової електроенергії.

Альтернативний погляд на перспективи сонячних електростанцій базується на тому, що витрати, які потрібні для виготовлення сонячних батарей і акумуляторних систем, в рази перевищують прибуток від виробленої сонячними електростанціями електроенергії. Противники цієї позиції запевняють, що все якраз навпаки. Сучасні сонячні батареї здатні працювати без нових капіталовкладень десятки і навіть сотні років, вироблена ними сумарна енергія дорівнює нескінченності. Ось чому в довгостроковій перспективі електроенергія, одержана з використанням енергії сонця, стане не просто рентабельною, а надприбутковою.
Де ж істина? Спробуємо розібратися в цьому разом з вами. Ми розглянемо сучасні підходи в сфері сонячної енергетики і деякі геніальні ідеї, які на сьогоднішній день вже реалізовані. Ми спробуємо встановити ККД сонячних батарей, що функціонують в даний час, зрозуміти, чому сьогодні цей ККД є досить низьким.
Відповідно до сучасних досліджень, сонячна енергія становить порядку 1367 Ватт на 1 кв.м (сонячна постійна). На екваторі через атмосферу до землі доходить лише 1020 Ватт.
У цих таблицях приводиться річна інсоляція для міст України з урахуванням погодних умов, тривалості дня і ночі, а також, типу установки сонячних батарей (ККД сонячної батареї не враховується).1

Найбільш поширені способи генерації електроенергії за допомогою сонця: сонячні тепло-електространціі.

Величезні дзеркала таких сонячних електростанцій, повертаючись, ловлять сонце і відображають його на колектор. Принцип функціонування таких електрогенеруючих станцій заснований на перетворенні теплової енергії сонця в механічну електроенергію термодинамічної машини або за допомогою газопоршневого двигуна Стірлінга, або за допомогою нагріву води і т.п.

Перспективи сонячної енергетики

Як приклад розглянемо електростанцію Ivanpah (потужність 392 мегават), в яку вклав свої кошти всемогутній Google. У будівництво сонячної електростанції, розташованої в каліфорнійській пустелі Мохаве, вкладено більше двох мільярдів доларів США. На 1 кВт встановленої потужності СЕС витрачено 5612 доларів. Багато хто вважає, що ці витрати, хоча і перевищують витрати на спорудження вугільних електростанцій, набагато нижче, ніж витрати на будівництво АЕС. Але чи так це? По-перше, на атомній електростанції, на 1 кВт її встановленої потужності витрачається від 2000 до 4000 доларів, що дешевше, ніж витрати, які пішли на будівництво Ivanpah. По-друге, річний виробіток електроенергії сонячної електростанції – 1079 ГВт * год, отже, її середньорічна потужність 123.1МВт. До того ж, сонячна електростанція станція здатна генерувати енергію сонця тільки в денні години. Таким чином, «усереднена» вартість будівництва СЕС доходить до 17870 доларів за 1 кВт, а це досить значна ціна. Мабуть, дорожче обійшлася б хіба що вироблення електрики у відкритому космосі. Витрати на будівництво звичних електростанцій, що працюють, наприклад, на газі, в 20-40 разів нижче. При цьому, на відміну від сонячних електростанцій, ці електростанції можуть функціонувати постійно, виробляючи електроенергію тоді, коли в ній є потреба, а не тільки в ті години, коли світить сонце.

Але ми знаємо, що сучасні сонячні теплоелектростанції здатні генерувати електроенергію цілодобово, використовуючи для цього великий обсяг нагрівається протягом усього світлового дня теплоносія. Тільки вартість будівництва цих станцій намагаються не надто афішувати, ймовірно, тому, що вона є значною. А якщо у вартість проектування і будівництва сонячних електростанцій включити акумулятори, тим більше, будівництво гідроакумулюючих електростанцій, то сума зросте до фантастичних розмірів.

Мережеві електростанції для дому і “Зелений тариф”

Окремим видом сонячних станцій в Україні та світі є сонячні станції.
Вони застосовуються набагато частіше, ніж будь-який інший тип станцій і цьому є ряд простих пояснень:

  1. низький рівень капіталовкладень (набагато нижче, ніж в гібридні станції);
  2. високий рівень надійності;
  3. висока продуктивність;
  4. врактично повна відсутність необхідності проведення сервісних робіт;
  5. короткий термін окупності;
  6. можливість заробітку грошей.

З недоліків можна виділити тільки один – відсутність можливості резервування навантажень, підключених до системи.

мережева система
Компоненти мережевої системи

Система складається з наступних основних елементів:

  1. конструкція сонячних батарей може складатися з декількох частин, які можуть бути орієнтовані на різні сторони світу;
  2. мережевий інвертор;
  3. система заземлення
  4. система блискавкозахисту (при необхідності);
  5. реверсивний лічильник.

4

Як бачимо, в склад не увійшли акумуляторні батареї. Цей факт пояснює неможливість резервування навантажень і низького рівня капіталовкладень. Допоміжним обладнанням, яке є обов’язковим до установки є система заземлення. Вона здатна захистити весь комплект обладнання від виходу з ладу через появу в мережі небажаних імпульсів підвищеної напруги, наприклад, розрядів блискавок або її наведень.

Система блискавкозахисту може бути інтегрованою в обладнання і виносною.

Установка устаткування з вбудованими разрядниками більш краща бо:

  1. різниця у вартості інвертора + системи блискавкозахисту набагато вище, ніж вартість інвертора з інтегрованою системою.
  2. Захист розраховується спеціально для конкретного інвертора, а виносна може бути підібрана не зовсім коректно.

Реверсивний лічильник – це обладнання призначене для установки на електрогенеруючих установках і здатне здійснювати облік електроенергії як спожитої домогосподарством, так і згенерованої.

Найскладнішим апаратом системи є інвертор. Він має кілька функцій. Першою з них є відстеження і контроль точки максимальної потужності фотомодулів. Кожен мережевий інвертор має в своєму складі цей контролер. Доцільність його установки повністю виправдана так як він дозволяє знімати на 30% більшу кількість енергії з сонячних батарей, ніж пристрій, не обладнаний таким контролером. Також як описано вище апарати можуть комплектуватися разрядниками.

Основною функцією такого інвертора є перетворення енергії, згенерованої сонячними батареями в придатну для подачі в мережу (50Гц, 220В). У системах застосовують переважно інвертори, які не мають в своєму складі електролітичних конденсаторів. Звідси з’являється дуже високий ступінь надійності.

3

Продуктивність системи набагато вище в порівнянні з гібридним типом систем, це пов’язано з наявністю бездонного «акумулятора» електроенергії, яким є міська мережа. Тобто, відсутній період простою як такої. Енергія «зливається» в мережу як при наявності мінімального сонячного випромінювання, так і при пекучому сонці.

Алгоритм роботи мережевої системи

Вся енергія, вироблена полем сонячних батарей, перетворюється інвертором і направляється в мережу. У разі коли генерація перевищує внутрішнє споживання будинком, то різниця енергії спрямовується на продаж в мережу, якщо ж її недостатньо, то з мережі підтягується рівно ту кількість енергії, яка необхідна для живлення внутрішніх навантажень будинку.

Чим більше розмір панелі – тим більше енергії вона виробляє

Дана система практично не вимагає проведення технічного обслуговування. Це пов’язано з тим, що в ній відсутні елементи, які схильні до швидкого зносу. Основний догляд за станцією полягає в своєчасному очищенні сонячних батарей від пилу і різних забруднень. Але, знову ж таки, якщо своєчасно не була проведена очистка модулів, то це може відбитися тільки на виробленні електроенергії і жодним чином не впливає на працездатність системи в цілому.

Короткий термін окупності пов’язаний з можливістю продажу надлишкової електроенергії за «зеленим тарифом». Тобто, надлишок згенерованої потужності держава зобов’язана викуповувати за завищеним тарифом. Виходячи з цього термін окупності, а, відповідно, і початок періоду заробітку на системі, безпосередньо залежить від кількості споживаної енергії і кількості надлишкової потужності.

Популярні