Нижче наведемо приклади типових завдань, які висуваються перед системами енергопостачання на альтернативних джерелах, а так само що і як доцільніше використовувати на практиці.

Опалення будинку за допомогою систем на альтернативних джерелах енергії.

Наприклад, ви хочете максимально економити на газі, або взагалі відмовитись від його використання при опаленні будинку. З альтернативних джерел енергії для цієї мети підходить біопаливо – дрова, тріска, пелети, торфобрикети; тобто, для опалення можна використовувати твердопаливні котли.

Знову ж таки, для цілей опалення ніяк не можна використовувати сонячні установки. Усталена омана – «перейду на електроопалення, поставлю сонячні панелі, підключу до них електрокотел» – абсолютно не працездатно. Причина проста – сонця взимку мало, потужність його випромінювання приблизно 5,5 рази нижче, ніж у весняно–літній сезон, у стільки ж разів менше надходження енергії від сонячних установок. Якщо хочете перейти на електроопалення, то ставте тепловий насос, наприклад повітряний. Зими в останні роки досить м’які, температури за –15? Морози тримаються не більше тижня–двох. А до цієї температури практично всі повітряні теплові насоси мають досить високий СОР – виграш між витратами на електроенергію і отриманим теплом.

Так само домогосподарству, котре використовує тепловий насос, щоб зменшити загальнорічні витрати на електрику, варто встановити сонячні батареї і оформити «зелений» тариф на продаж надлишків сонячної енергії державі. Таким чином, вийде досить збалансована енергосистема – так, в зимовий період буде підвищене споживання електроенергії, але все ж воно вийде значно менше, ніж опалюватися електрокотлом. А ось навесні–влітку буде досить велике вироблення сонячної енергії, за рахунок якої, продаючи її надлишок по «зеленому» тарифу, буде фінансова компенсація підвищеного зимового споживання електроенергії.

Раціональне використання геліоколекторів для нагріву води.

А яку систему можна використовувати для нагріву води? Як при цьому економити газ, менше підпалювати твердопаливний котел? Навесні – влітку завдання вирішується установкою геліоколекторів. Взимку сонця, повторююсь, мало, тому воду потрібно гріти іншим джерелом, наприклад, відбирати з буферної ємності твердопаливного котла. До речі, з використанням геліоколекторів пов’язана інша омана, коли клієнти розраховують отримати часткове заміщення використання газу/дров в системі опалення за рахунок сонячної енергії – «поставлю багато геліоколекторів, щоб взимку заміняли роботу електро-, газового або твердопаливного котла». Так, взимку в якісь сонячні дні від великої геліосистеми буде відчутна віддача, воду в системі опалення частково підігріє, але ось що з нею робити навесні – влітку? Адже геліосистема, якщо багато сонця, але немає відбору води, буде закипати, йти в стагнацію, що рано чи пізно призведе до негативних наслідків. Вам є куди дівати надлишки (в наявності басейн, мийка, кафе), то чудово, а якщо ні? Виливати окріп на город? Затінювати частину колекторів, фактично «закопуючи» вкладені гроші? Правильне рішення – геліосистема спочатку повинна бути розрахована під потреби в гарячій воді у весняно – літній сезон, без надлишків.

Сонячні батареї для економії електроенергії.

Тепер про економію електроенергії. Найпоширеніше завдання – «хочу поставити сонячні батареї, щоб економити електроенергію». Так ось, питання – економити в порівнянні з чим? Поки що мережева електроенергія далека за вартістю від енергії сонячних батарей.

Відповідно, щоб отримати економію електроенергії за рахунок сонячних батарей, треба не заміщати мережеву енергію сонячної, а продавати останню за більш високим тарифом – по «зеленому». Тоді і буде певна фінансова віддача.

Сонячна установка для продажу енергії за «зеленим» тарифом, якщо вона без акумуляторна, відразу припинить подачу потужності в мережу – адже останньої–то немає! Ось і виходить, що в наших реаліях, щоб мати стабільне енергопостачання, волею–неволею доводиться застосовувати накопичення енергії, що веде до значного подорожчання кожного кіловата. Просто порівняння з вартістю енергії від паливного генератора (дизельного, бензинового) не на користь останнього, та й зручності застосування зовсім інші, тому багато хто готовий переплатити за сонячні установки з накопиченням енергії. Поглядаючи в сторону систем безперебійного електропостачання з акумулюванням енергії треба чітко розуміти, що практичної економії не буде, споживач платить, головним чином, за комфорт.

Знову ж, найвигіднішими сонячними установками з акумулюванням будуть системи подвійного призначення, які можуть і продавати надлишки сонячної енергії за тим же «зеленим» тарифом, що дозволить поступово наблизиться до окупності, і підтримувати резервне енергопостачання при аваріях мережі, що забезпечить належний комфорт проживання.

Завдання підбору портативних сонячних установок для відпочинку, подорожей, автономного електропостачання в польових умовах до вартості електроенергії не так критичні, адже єдина альтернатива отримання енергії в цих випадках – паливні генератори. Тому для компактності і полегшеності в якості накопичувачів можна застосовувати і дорогі літієві акумулятори, і панелі малої потужності, що складаються книжкою кілька разів. Такі системи досить індивідуальні, кожен раз розраховуються під поточні завдання і умови експлуатації.

Ізраїльський аніматор Джозеф Тайар перетворив звичайну вантажівку в прекрасне екологічне житло.

«Я не відчуваю, що я щось пропустив. Так, я відмовився від багатьох матеріальних речей книг, одягу та інших непотрібних речей. Але я знайшов свободу. Справжню свободу. Свободу пересування, що дозволяє мені жити поруч з пляжем, в мальовничій лісистій місцевості, або навіть в місті. Свобода від податків, електроенергії, кабельних компаній і корпорацій. »Джозеф Тайар.

Як вантажівку перетворити в автономний будинок, який працює на сонячних батареях?
Джозеф надихнувся на реалізацію свого проекту, після того як побачив телевізійну передачу, присвячену домівкам на колесах. Будучи сповненим рішучості втілити свою ідею в життя, Тайар перетворив 11,5-метрову вантажівку в справжній будинок.

Покращення торкнулися багатьох аспектів, в їх числі ізоляція стін, товщиною майже 18 сантиметрів, сучасна кухня, дві окремі зони для сну (одна з яких піднята в задній частині вантажівки), простора вітальня, обідня зона, робочий куточок і простора ванна кімната.

Деревина використовується в різних частинах перетвореного інтер’єру, для створення теплої і затишної атмосфери – по суті інтер’єр мало відрізняється від класичних невеликих будиночків, які ви могли бачити.

Але найголовніше – дах вантажівки покритий сонячними панелями, які забезпечуюють енергією цей чудовий будинок. У будинку так само є резервуар для зберігання води, прямо під однією зі спалень, що дозволяє цьому мобільному дому бути повністю незалежним від зовнішніх комунікацій, якщо раптом в цьому настане необхідність.

Його наступна мета полягає в придбанні сільськогосподарських земель і розробці села на колесах для всіх, хто хоче жити автономно. Це буде місце, де кожен зможе вирощувати свої власні продукти харчування і обмінюватися один з одним, приходити і йти.

Третя промислова революція буде означати для XXI століття те ж саме, що перша – для XIX століття, а друга – для XX: вона докорінно змінить всі складові нашої роботи і життя. Традиційна вертикальна організація, характерна для економічного, суспільного і політичного життя промислових революцій, в основі яких лежить викопне паливо, поступиться місцем розподіленим і горизонтальним взаємодіям, які народяться в зелену промислову еру. Ми переживаємо глибоку перебудову самого підходу до структурування суспільства, перехід від ієрархічної структури до горизонтальної.

Подібно будь-якій іншій комунікаційній та енергетичній інфраструктурі в історії, стовпи третьої промислової революції повинні закладатися одночасно, інакше фундамент буде неміцним. Це відбувається тому, що кожен з них може виконувати свою функцію тільки у взаємозв’язку з іншими стовпами.

В основі третьої промислової революції лежать п’ять стовпів:

1) перехід на поновлювані джерела енергії;

2) перетворення всіх будівель на кожному континенті в міні-електростанції, що виробляють електроенергію в місці її споживання;

3) використання водневої і інших технологій в кожному будинку для акумулювання періодично енергії;

4) використання інтернет-технології для перетворення енергосистеми кожного континенту в інтелектуальну електромережу, що забезпечує розподіл енергії, подібно розподілу інформації в Інтернеті (мільйони будинків, що генерують невеликі кількості енергії, можуть віддавати надлишки в електромережу та ділитися ними з іншими континентальними споживачами);

5) переклад автомобільного парку на електромобілі з підзарядкою від мережі або автомобілі на паливних елементах, які можуть отримувати енергію від інтелектуальної континентальної електромережі і віддавати надлишки в мережу.

П’ять стовпів, описаних вище, утворюють інфраструктуру нової економічної системи, яка може привести нас в зелене майбутнє. Коли всі ці п’ять стовпів на місці, вони утворюють цілісну технологічну платформу – нову систему, властивості і функції якої якісно відрізняються від суми її частин. Іншими словами, синергія стовпів створює нову економічну парадигму, здатну трансформувати світ.

Неминуче ніколи не загрожувало існуванню людства. Історія бачила чимало прикладів загибелі великих цивілізацій, провалів перспективних соціальних експериментів і нереалізованих уявлень про майбутнє, але життя тривало. На цей раз, однак, все інакше. Ставки набагато вище.

Можливість повного зникнення життя – щось таке, з чим людству не доводилося мати справи до другої половини минулого століття. Перспектива розповсюдження зброї масового знищення в поєднанні із наступом кліматичної кризи схилила шальки терезів на бік кінця не тільки нашої цивілізації в тому вигляді, в якому ми її знаємо, але і людства як виду.

Третя промислова революція – це не панацея, яка принесе миттєве зцілення всіх недуг суспільства, і не утопія, що обіцяє привести нас на землю обітовану. Це прагматичний економічний план без прикрас, який може відкрити нам дорогу в нову еру.

Термогенератор, що виробляє електроенергію від впливу тепла на термопару, був відкритий ще в 1821 році. Точніше, тоді був відкритий ефект Зеєбека, покладений в основу створення термогенератора. А коли в 1834 році французький фізик Жан Пельтьє відкрив ефект, протилежний ефекту Зеєбека, то з’явилася можливість створення генератора електроенергії, що діє при впливі на нього тепла. У замкнутому ланцюзі, що складається з двох провідників різного роду, з’являється електрорушійна сила (ЕРС), коли місця спайки цих провідників знаходяться в різних температурах. Класичний приклад – одна спайка в киплячій воді, а інша – в банцы з льодом.

Електрони переміщаються від провідника з більш високою температурою туди, де температура нижче, отже і енергія зарядів менше. І якщо ланцюг замкнутий, то в ньому з’являється ЕРС. Для визначення значення ЕРС існує проста і зрозуміла шкала, згідно з якою треба тільки підрахувати алгебраїчну різницю значень металів, складових електрода.

Як джерела живлення на основі ефекту Зеєбека вже в середині XIX століття створювалися батареї з з’єднаних послідовно термоелементів. Першу таку батарею створили Ерстед і Фур’є. Їх прилад, в якому використовувалися вісмут і сурма як термоелектроди, став класичним при описі принципу дії термогенератора. У 1874 році була виготовлена ​​батарея Кламона, яка справлялася і з деякими практичними завданнями. Її використовували для гальваніки і виготовлення геліогравюру. Однак термобатареъ, що мають в основі термоелементи, виготовлені з чистих металів, мали дуже низький ККД, і тому великого поширення вони не отримали. Але вже тоді було відкрито, що інтерметалічні з’єднання, деякі оксиди і сульфіди мають набагато більші ККД.

Напівпровідникова революція, яка почалася в 30-х роках ХХ століття, помітно просунула вперед роботу над термогенератора – для диверсійно-партизанських загонів навіть був створений так званий «партизанський казанок», де температура холодних спаїв була забезпечена окропом, а гарячі перебували в полум’ї багаття, що давало необхідну різницю температур для того, щоб казанок-генератор міг забезпечити харчуванням портативну радіостанцію. При цьому ККД пристрою був всього лише в межах 1,5-2%.

Після війни для сільської місцевості, де не було електропостачання, випускався прилад, що дозволяє підключати до нього батарейні радіоприймачі. За основу тепла була взята гасова лампа «блискавка». Зручним було те, що ніяких додаткових витрат гасу не було, тому що в електрику перетворювалася теплова енергія вже згорілого палива. Такий генератор міг лежати без роботи роками, він міг працювати без навантаження і не боявся коротких замикань, а термін служби батарейок – був воістину вічним. Та й ламатися у термогенератора фактично було нічому. Єдине – так для нього було потрібно трохи вкорочене лампове скло, в верхню частину якого вставлявся металевий теплопередатчик.

В даний час з’явилося багато побутових приладів, які використовують ефект термогенератора. Причому один і той же прилад можна використовувати як для розігріву продукту, так і для його охолодження – варто тільки поміняти полярність струму, який подається. І в той же час той же прилад можна використовувати за прямим призначенням – як джерело електроенергії, отриманої з теплової.

На цьому ж принципі засновані туристичні комплекти (набагато більш сучасні «партизанські казанки») і печі опалення, які здатні забезпечувати електрикою побутові прилади в похідних умовах або на дачі.

Досить цікавим і вже навіть не історичним джерелом енергії є супермаховик. Інакше його називають «інерціоїд». Супермаховик – це гіроскоп на магнітній підвісці в безповітряному просторі герметичного корпусу, виготовлений із пластику й розкручений до пари десятків тисяч обертів на хвилину.

Супермаховик періодично треба заряджати, і його можна використовувати в гібридному транспорті, де він буде істотно економити бензин, віддаючи накопичену енергію.

Все частіше замислюються про введення супермаховиків в повсякденне життя, особливо це стосується транспорту і енергетики. У США вже працюють величезні супермаховики, які накопичують зайву нічну енергію і віддають її під час пікових навантажень, коли потужності електростанції не вистачає на забезпечення всіх споживачів належною якістю постачання, для стабілізації стрибків напруги, які виникають в електромережі. Ці величезні агрегати запасають і потім віддають енергії по 1,7 мегават кожен.

Ще в 50-ті роки минулого століття були проведені експерименти з облаштування громадського транспорту супермаховиками (гіроскопами). Тоді з’явилося кілька реально працюючих транспортних засобів-гіробусів. Але складність виготовлення супермаховиків і відсутність на той час більш якісних матеріалів для них не дали гіробусам розвинутися в звичний вид транспорту.

Зараз людство, озброєне новими досягненнями науки, вже здатне поставити супермаховик на потік як доповнення до двигуна автомобіля. Перезарядка гіроскопа може здійснюватися двома способами – розкручуванням його безпосередньо в автомобілі або ж заміною відпрацьованого агрегату з подальшою розкруткою в стаціонарних умовах на вже розкручений.