Головна Автори Інформація по Герасимюк Оксана

Герасимюк Оксана

Відкрито новий метод зберігання сонячної енергії

Коли мова заходить про сонячну енергетику, в голову тут же приходять думки про фотогальванічні сонячні батареї, які перетворюють енергію сонячних променів прямо в електричну енергію. Але існує й інший тип сонячних електростанцій, в яких акри площ, покриті дзеркалами, відбивають сонячне світло на спеціальні вежі. Концентроване сонячне світло перетворює в цих вежах воду в перегріту пару, який обертає турбіну з генератором, який і виробляє електрику. Однак, в обох випадках є деякі проблеми, пов’язані з надмірною кількістю енергії, що виробляється під час максимальної інтенсивності сонячного світла, з необхідністю акумулювання цієї енергії і її віддачі в моменти пікового споживання.

20151115_6_1Інженери та вчені з університету Орегона (Oregon State University, OSU) і університету Флориди (University of Florida) знайшли досить універсальне рішення вищезазначених проблем, вони розробили систему термохімічного акумулювання теплової енергії, робота якої заснована на використанні хімічних перетворень, а не електрики.

Під час “зарядки” термохімічного акумулятора під впливом високої температури карбонат стронцію розкладається на оксид стронцію і вуглекислий газ, на що витрачається теплова енергія променів сонячного світла. Розряд цього акумулятора полягає в зворотній реакції окису стронцію з вуглекислим газом, в результаті якого виділяється практично вся поглинена раніше теплова енергія.

Всі використовувані в даній технології матеріали є негорючими, екологічно безпечними і легкодоступними. У порівнянні з іншими подібними системами, система на основі карбонату стронцію здатна забезпечити 10-відсоткове збільшення показники щільності зберігання енергії. Але найголовнішою перевагою нової системи є те, що вона, на відміну від подібних систем, що використовують інші речовини та інші хімічні реакції, здатна працювати при температурі до 1200 градусів Цельсія. Інші системи здатні працювати лише при 600 градусах і це обумовлює майже дворазовий приріст ефективності нової системи.

1Робоча температура системи настільки висока, що вона може спочатку нагріти повітря, яке буде обертати турбіну першого контуру, а залишкова теплова енергія повітря може перетворити воду в перегріту пару, який буде обертати другу турбіну.

Але, в цій “бочці меду”, як і завжди, є своя “ложка дьогтю”. Дослідження, проведені в лабораторних умовах, показали, що енергетична ємність термохімічного акумулятора починає відчутно падати вже після 45 циклів. Причиною цього є структурні зміни використовуваних матеріалів і вирішити цю проблему дослідники збираються шляхом розробки методів проміжної переробки та відновлення робочих матеріалів.

Переваги та недоліки вітрогенераторів

Даний огляд присвячений опису найбільш істотних плюсів і мінусів використання вітрогенераторів з метою виробництва електричної енергії на базі відновлюваних джерел.

Переваги вітрогенераторів:

indeks

  1. Виробництво електроенергії з використанням вітрогенераторів здійснюється без використання органічного палива (вуглеводнів), споживання технічної води і повітря.
  2. Електричні потужності на базі вітрогенераторів можуть бути швидко введені за модульною схемою (вітропарки).
  3. Екологічність виробництва електричної енергії з використанням вітрогенераторів всіх типів – у вітрогенераторів відсутні викиди продуктів згоряння палива, які є при роботі ТЕЦ, ДЕС і навіть АЕС.
  4. Вітрогенератори в складі вітропарків мають високий ступінь автоматизації – не потрібно великої кількості чергового персоналу
  5. При використанні вітрогенераторів немає необхідності у великому відчуженні землі і / або сільськогосподарських угідь.
  6. Вітрогенератори в порівнянні з іншими ВДЕ мають високу економічну ефективність
  7. Наша країна має великі запаси ресурсів для розвитку вітроенергетики

Недоліки вітрогенераторів:

у4

  1. Непостійне і нерегульоване вироблення електричної енергії на базі вітрогенераторів.
  2. Необхідні технічні засоби регулювання частоти і потужності для вітрогенераторів.
  3. У разі вітроенергетичних штилів необхідні акумулююючі системи або резервні потужності для бекапу вітрогенераторів.
  4. Невеликий коефіцієнт використання встановленої потужності (КВВП).
  5. Потреба в будівництві додаткових ліній електропередач для обладнання вітропарків.
  6. Потреба в висотних автокранах для установки вітрогенераторів.
  7. Шумовий та електромагнітний вплив на природу і людину.
  8. Можливий невеликий вплив на популяцію птахів в регіоні установки вітрогенераторів.
  9. Ландшафтні проблеми – ВЕУ псує візуально ландшафт, адже має великі розміри.

Усі особливості монтажу сонячних панелей

Сонячна енергія, як відомо, безкоштовна енергія, яка доступла людству круглий рік.
«Просунуті» люди завжди і скрізь прагнули і прагнуть накопичити сонячну енергію, розуміючи, що дана енергія вічна. Для накопичення даного виду енергії вченими були винайдені сонячні батареї – екологічно чисте джерело електричної енергії.

І багато розвинених країн світу давно і успішно використовують такі батареї в якості альтернативного джерела електричної енергії.

Сонячні батареї акумулюють, тобто збирають сонячну енергію, накопичують її, і за допомогою певного обладнання перетворюють її в електроенергію, яка використовується в різного роду господарських потребах: для опалення приміщення, нагрівання води, освітлення і т. Д.

1Думаю, немає таких людей, які не захотіли б встановити таку сонячну міні електростанцію у себе на дачі, наприклад. Адже вигода від її використання «на обличчя». Вона і ефективна, і надійна, і довговічна, і легка в обслуговуванні, абсолютно безшумно працює, не залишаючи після себе ніяких відходів. До того ж вельми гарна, дуже стильно виглядає на даху. Ну, і, звичайно ж, використання сонячної енергії значно економить витрати по оплаті комунальних послуг.

На сьогоднішній день можна говорити тільки про один «недолік» сонячних батарей – їх великих розмірах. Тому, якщо ми хочемо отримати максимально ефективну роботу сонячних батарей, необхідно дотриматись деякі обов’язкові правила при їх монтажі. Розглянемо їх.

1По-перше, оптимальний вибір місця для розміщення сонячних батарей. Найчастіше їх встановлюють на дахах будинків, що дозволяє не шукати вільне місце на землі, розчищати його, тощо.

За формою даху і з розміщення на площині розрізняють такі види монтажу сонячних батарей:
1. Похилий монтаж на похилому даху;
2. Горизонтальний монтаж на плоскому даху;1
3. Вільний монтаж на опорному каркасі;
4. Інтегрований монтаж використовується з урахуванням архітектури будівлі.
По-друге, установка батарей з правильною орієнтованістю в просторі. Це означає, що фотоелементи батареї повинні бути чітко спрямовані на південь, бажано під кутом до сонця. І «вміти» рухатись за ним. Тому батареї монтують на спеціальних трекерах, що дозволяють сонячним батареям максимально вловлювати сонячну енергію.
По-третє, установка батарей має здійснюватись з урахуванням розташованих недалеко ліній електропередач, висотних будівель, дерев та інших подібних факторів, здатних собою закривати сонце.

Для інформації треба сказати, що в залежності від цілей, переслідуваних при монтажі сонячних батарей і якості вже існуючої електричної мережі, існують такі варіанти підключення:

4

  1. Автономні сонячні батареї, які використовуються для забезпечення електроенергією окремого будинку. Такі види сонячних батарей найчастіше використовуються там, де відсутнє централізоване електропостачання.
  2. Автономна електростанція окремого будинку зазвичай оснащена потужними акумуляторними батареями, здатними за світловий день накопичити достатню кількість електроенергії, і використовувати її вночі або в похмурі дні. До складу автономної системи входять:
  • фотоелементи;
  • контролер заряду (забезпечує захист батарей від надлишку зарядки або повної розрядки);
  • інвертор (перетворює постійний електричний струм в змінний, який використовується в побуті);
  • акумулююча система (накопичує надлишкову електроенергію за допомогою декількох дуже ємних акумуляторних батарей, яка використовується в разі відсутності сонця).
  • резервна система, що використовуються при перебоях центральної електромережі;
    Такі енергосистеми використовуються в якості додаткового ( «про всяк випадок») джерела енергії.
    До складу резервної системи входять ті ж елементи, що і до автономної.

2

3.  Змішаними, що мають можливість «ділитися» надлишками електроенергії з державними енергомережами.
До складу змішаної системи входять:
– фотоелементи;
– інвертор для підключення до мережі;
– інтерфейс взаємодії з електричною мережею (нормалізує напруга відповідно до стандартів);
– реверсний електролічильник (контролює рух електроенергії до абонента і назад і її використання).
Використовуючи сонячні батареї у себе в оселях, ми бережемо природу, вносимо посильний вклад в оздоровлення екологічного стану всієї планети.

Як правильно вибрати сонячні батареї – почитайте перед покупкою!

Сьогодні все більше і більше людей шукають способи скоротити витрати на електрику. Одним із способів досягнення цієї мети є обмеження у використанні будь-яких електроприладів в будинку. Але більшості людей це дуже важко зробити. Отже, що ж ми можемо зробити, щоб заощадити гроші на оплаті рахунків за електрику? Хорошим варіантом є покупка сонячних панелей для створення власного джерела електроенергії.

1Прочитайте цю статтю і ви дізнаєтеся, як вибрати сонячні батареї для дому і не пошкодувати про покупку.

Сонячні батареї перетворюють сонячне світло в електрику. Чим більше інтенсивність світла, тим більше енергії вони можуть виробляти.

Які ж переваги використання цього альтернативного джерела енергії?

Явною перевагою є можливість використання отриманої енергії для обігріву або кондиціонування вашого будинку. При використанні котлів на природному газі для обігріву, необхідно щомісяця оплачувати спожиту кількість кубів. Встановлення ж розглянутих батарей може позбавити вас від щомісячних витрат за ці зручності, так як енергія сонця поки ще безкоштовна.

4Багато хто використовує енергію Сонця, так як її використання не має шкідливого впливу на навколишнє середовище. Деякі країни, наприклад США, надають податкові пільги і субсидії для людей, які купують і встановлюють дане джерело енергії. Перед тим, як вибрати сонячні батареї для дачі чи будинку, необхідно розглянути деякі моменти докладніше:

  1. Розрахуйте необхідну кількість електроенергії. Оцініть потужність кожного з приладів, які ви хотіли підключити до батарей. Більшість людей використовують енергію, що виробляється сонячними батареями, для нагріву води або опалення, так як ці системи витрачають досить велику кількість потужності. Складіть потужності всіх приладів, які ви вирішили підключити до панелей. Це дасть вам приблизне уявлення про кількість споживання в місяць електроенергії при використанні саме цих пристроїв. При покупці сонячних батарей, вибирайте ті, потужність яких трохи перевищує розрахункову. Це гарантує вам достатній рівень вироблюваної потужності;
  2. Виберіть місце установки вашої покупки. Це залежить від того скільки вам потрібно електроенергії і скільки панелей ви купите. Вони повинні протягом дня перебувати в зоні максимальної освітленості. Як правило, період часу, протягом якого сонячне світло має найбільшу інтенсивність – з 9 ранку до 15 години дня. Тому необхідно встановити їх так, щоб саме в цей час вони були розташовані лицьовою стороною до сонця. При такому інтенсивному світлі сонячні батареї можуть виробляти більшу кількість енергії;
  3. Перевірте гарантований термін служби придбаних фотоелектричних перетворювачів. Більшість з них розраховані на експлуатацію протягом 10-15 років. Багато людей думають, що їх можна використовувати вічно. Це абсолютно неправильно! Перед покупкою, підрахуйте, чи забезпечать вам економію ці пристрої і їх можливе використання протягом цих років. Для цього:
  • Візьміть сумарну кількість грошових коштів на оплату споживаної потужності пристроїв і приладів в місяць. Потім, помножте це число на 12, щоб отримати передбачувану величину витрат на електроенергії в рік;
  • Тепер, помножте це число (передбачувану річну вартість електроенергії) на гарантований термін служби панелей. Порівняйте отримане значення з вартістю сонячних батарей та оцініть доцільність подібних інвестицій.

3Розглянемо деякі доповнення до системи сонячних перетворювачів. Вони можуть підвищити ефективність їх роботи. Наприклад, система стеження дзеркального концентратора є дуже корисним пристроєм, але дуже дорогим. Крім того, вона працює на електриці, що виробляється перетворювачами, і, отже, знижує вихідну потужність батарей. Так що, майте це на увазі!

2Існує багато видів фотоелектричних перетворювачів, і, якщо ви витратите трохи більшу суму грошей, то зможете вибрати дані пристрої з кращими характеристиками. Фотоелектричні панелі з тонкими плівками дають незначне підвищення економічної ефективності.

Полікристалічні – набагато збільшують ефективність роботи батарей, але мають надто високу вартість. Найкращими на даний момент є монокристалічні кремнієві панелі. Технологія їх виготовлення неймовірно складна, тому вони дорожче всіх інших видів.

Рекомендації та попередження:

  1. Перед тим, як вибрати сонячні батареї для будинку або дачі, перевірте рахунок за комунальні послуги, щоб дізнатися кількість споживаної вами енергії.
  2. Скоротіть споживання потужності з мережі, щоб перевірити, чи забезпечують встановлені перетворювачі достатню потужність для живлення ваших електроприладів.
  3. Кількість електроенергії, що виробляється сонячними панелями електроенергії буде змінюватися в залежності від дня і пори року.
  4. Деякі домогосподарства споживають 30 і більше кВт * год в день.
  5. В ідеалі, панелі, розраховані на вироблення 1 кВт, повинні видавати 1 кВт щогодини. Але ідеальних умов неможливо досягти, крім того, в системі потрібно враховувати ще й втрати електроенергії.

Схеми енергопостачання будинку з використанням вітрогенераторів і сонячних батарей

Якщо ви вирішили організувати схему енергопостачання будинку з використанням геліоенергетики, обов’язково поцікавтеся рівнем інсоляції в вашому регіоні.

karta-insolatsii

Рівень інсоляції в Україні

Інсоляція – кількість сонячної енергії, що падає на поверхню Землі, це кількість сонячної енергії, що припадає на ділянку площею м2 протягом доби.
Від цього рівня залежить, скільки модулів сонячних батарей вам знадобиться для всіх споживачів заміського будинку.

Типові схеми автономного енергопостачання

На жаль, умови далеко не завжди бувають ідеальними, а в деяких регіонах України інсоляція може бути недостатньою для безперебійного електропостачання необхідних споживачів.
Тому краще вибрати наступний набір обладнання для схеми електропостачання будинку:

  1. фотоелектричні панелі на основі полікристалічного кремнію (3 шт.);
  2. вітроустановка;
  3. інвертор;
  4. акумулятори (10 шт.).

При цьому очевидно, що основну частку енергії буде поставляти вітроустановка.
Крім більшої надійності і гарантії отримання потрібної кількості енергії, такий комплект ще й істотно дешевше.

Слід зауважити, що в даному випадку враховуються тільки необхідна побутова техніка і прилади. А такі споживачі, як системи опалення та водопостачання (в тому числі гарячого), зовнішнє освітлення не беруться до уваги.

сон
Схема електропостачання будинку, виробленого на основі геліоенергетики

Якщо площа будинку збільшується до 500 м2, то зростає і число споживачів електроенергії – хоча б за рахунок джерел освітлення. Ну а якщо додати, наприклад, домашній кінотеатр, і врахувати, що при більшій площі може проживати більше людей, а отже, збільшується час роботи пилососа, праски, фена, кухонного комбайна і інших побутових приладів, то виявиться, що потрібна вже набагато більша вихідна потужність (4-5 кВт).

На цей випадок пропонується такий комплект обладнання:

  1. вітрогенератор;
  2. фотоелектричні панелі на основі полікристалічного кремнію (8 шт.);
  3. аумулятори (15 шт.);
  4. інвертор.

 Cхема електропостачання будинку, отриманого із використанням геліо- і вітроенергетики

Очевидно, що при недостатньому рівні енергії сонця схема автономного електропостачання будинки тільки за допомогою сонячних панелей виявляється дуже дорогою. При цьому термін окупності обладнання занадто великий, і тут не рятує навіть довговічність.

Цікаві проекти, які використовують альтернативну енергію

Сонячна енергетика – напрямок в області ВДЕ, яка користується популярністю всюди. Сонячні колектори встановлюють всюди, щоб вони приносили користь своїм користувачам. Прикладами служать ініціатива Porshe, школа в Нью-Йорку і багато іншого.

Стелла від Porshe, «загорнута» в сонячні батареї

2Вперше у всьому світі була зведена стела, яку покрили величезною кількістю батарей, що генерують сонячну енергію. Автор проекту – Porshe. Така стела здатна задовольнити потребу в електроенергії протягом цілого року, якщо мова йде про один з центрів компанії Porsche.

Конструкція зроблена зі сталі і знаходиться в зоні технопарку в Берліні. Висота досягає 25 метрів і на фасаді розташувалося приблизно 8 тисяч елементів, які генерують 30 тисяч кіловат на годину.

Відкриється даний центр в 2017 році і, треба сказати, відвідувачі Техноцентру отримають від цього деякі вигоди у вигляді можливості заряджати свої електромобілі.

Таке безкоштовний джерело електроенергії – вдале капіталовкладення Porsche.
Представник компанії заявляє, що стела – це демонстрація прагнення керівництва і всіх співробітників активно брати участь у розвитку альтернативної енергетики. Участь це якраз проявляється у створенні сприятливих умов для користувачів електромобілів.
Подібний проект – один з важливих факторів для реальних перспектив відповідної галузі електромобілів в Німеччині.

«Зелена» школа в Нью-Йорку

1Як вже було зазначено, «зелені» конструкції є і в Нью-Йорку. Місцеві архітектори звели справжнісіньку зелену школу, яка не функціонує за допомогою центральної електросистеми, а користується тим, що дає їй її ж прибудова у вигляді навісу з сонячних батарей. Розташоване це «диво» в Стейтен-Айленд.
Якщо говорити про масштаби споживання, то вони скорочені до 50%, що менше, ніж у звичайній школі. Панелі та люки на стелях дозволяють проникати світлу всередину, що скорочує потребу в додатковому штучному освітленні. Опалення працює за рахунок енергії землі, а вода нагрівається сонячними нагрівачами. Таким чином, школа виходить по-справжньому зеленою.

Як працює вертикальний вітрогенератор?

Вертикальні вітрогенератори перетворюють кінетичну енергію вітру в механічну енергію обертання приводного валу. Вертикальна вісь вітрової турбіни з’єднана з ротором, що працює також у вертикальному положенні. Ротор і генератор розташовані в нижній частині башти.

1Лопаті вітряка приєднані прямо до центральної осі, з’єднаної з ротором генератора. Генератор розташовується в нижній частині установки, іноді навіть на рівні землі.

Таким чином, при обертанні лопатей гвинта ротор генератора також починає рухатися і, отже, з’являється можливість вироблення електроенергії.

Дані вітряки не потребують додаткового обладнання, яке визначає напрямок вітру і коригує положення вітряка у відповідність з ним.

Крім того, ці турбіни більш стійкі до турбулентності, ніж стандартні горизонтальні.

Переваги

2Основною перевагою є ортогональное розташування осі ротора, що дозволяє розміщувати пристрій поблизу поверхні землі. Відповідно, вітрогенератор і передавальний механізм розташовані на цій же висоті і не вимагають споруди високих конструкцій для їх установки.

Крім того, турбіна не обов’язково повинна бути орієнтована за напрямком вітру, що робить її дуже простою в експлуатації.

Застосування вертикальних вітрогенераторів дає високий ефект при їх установці на верхній частині пагорбів, поверхнях гір, по лінії гірських хребтів і в інших місцях, де поблизу поверхні землі присутні турбулентні потоки повітря.

У місцях, де заборонено розміщення висотних вітрових турбін, можуть бути розташовані вертикальні. При цьому, ви заощадите кошти і час, які потрібні були б вам для отримання відповідних погоджень для розробки і монтажу високих баштових установок вітряків з горизонтальним розташуванням валу.

Також, незаперечною перевагою пристроїв з вертикальним валом є їх можливість повороту в будь-якому напрямку разом з вітром.

Недоліки

3Одним з недоліків вертикальних турбін є їх низька ефективність у зоні постійних вітрів. Це відбувається через високу сили опору, що діє з протилежного боку, при спробі захопити потік повітря.

Тому, на рівнинах і інших місцях з переважаючими постійними вітровими потоками найкращим варіантом є горизонтальні вітроустановки. Вони дозволяють найбільш повно використовувати енергію вітру в даних районах.

При наявності ж турбулентних потоків у поверхні землі рекомендується застосовувати ортогональні вітроустановки.

Іншим мінусом вертикальних вітроустановок є можливість руйнування лопатей гвинта. Це викликано тим, що при обертанні навколо головної осі, на них постійно впливають відцентрові сили. Тобто, з часом, лопаті згинаються, тріскаються і руйнуються. При їх поломці вся машина виходить з ладу.
Якщо розмістити вітряк поруч з будівлею, то він не буде працювати, так як знаходиться в мертвому повітряному просторі.

Висновок

4Вертикальні вітроустановки існують протягом тисяч років, але через погану надійність і ефективность вони не користуються популярністю. Однак, їх продовжують випускати і по цей день.

Виробники стверджують, що дані пристрої можуть вловити вітер будь-якого напрямку, що, по суті, також вірно і для горизонтальних турбін.

У порівнянні з горизонтальними установками, розглянуті моделі мають менший коефіцієнт корисної дії.

Основні типи гідрогенераторів

У цій статті розглянемо основні типи гідрогенераторів і їх особливості:

  1. водяне колесо;
  2. пропелер;
  3. Гірляндна гідроелектростанція;
  4. Ротор Дарьє.

Найпростіші в експлуатації і найнадійніші міні-ГЕС – це водяне колесо і пропелер. Їх нескладно побудувати власними руками, і вони не вимагають точних розрахунків. Водяне колесо, забезпечене лопатями, встановлюється перпендикулярно до водної поверхні таким чином, щоб воно було занурене у воду приблизно на третину – за принципом старовинних водяних млинів.

Міні-ГЕС на основі водяного колеса.

1

Гідрогенератор на основі водяного колеса

Установка водяного колеса

Існують різні варіанти установки водяного колеса. При цьому перепад висот водного потоку може бути організований штучно – щоб підвищити продуктивність міні-ГЕС.

Варіанти установки водяного колеса:

Нижньобійне водяне колесо (встановлюється безпосередньо у водний потік);

2
Установка нижньобійного водяного колеса

Среднебійне водяне колесо (встановлюється в місці перепаду висот водного потоку таким чином, що падаючий потік води потрапляє приблизно на середину колеса);

3
Установка середньобійного водяного колеса

Верхнебійне водяне колесо (встановлюється в місці перепаду висот водного потоку таким чином, що падаючий потік води потрапляє зверху колеса)

4Установка верхньобійного водяного колеса

Виробники обладнання для міні-ГЕС пропонують спеціальні колеса-турбіни, оснащені лопатями, оптимізованими під ту чи іншу швидкість водного потоку. Народні умільці виготовляють водяні колеса таким же чином, як і предки, що ставили водяні млини, тобто без будь-якої оптимізації. З одного боку, це знижує ККД установки, з іншого – обходиться набагато дешевше, ніж придбання «магазинного» обладнання.

Використання пропелера

Пропелером називають колесо, аналогічне колесу вітряних млинів, але розташоване під водою. Він повністю занурений у воду (на відміну від водяного колеса), а ширина його лопатей мінімальна (на відміну від вітрового колеса).

Для різних швидкостей водного потоку вибираються лопаті різної ширини. Так, при швидкості 0,8-2 м/с оптимальна ширина – 2 см. Виробники обладнання для міні-ГЕС пропонують моделі пропелерів, які підходять для тієї чи іншої швидкості водного потоку. Але відповідний пропелер можна зробити і самостійно.

Безгребельні гідрогенератори: гірляндні ГЕС і ротор Дарьє

Існує ще два види безгребельних міні-ГЕС: гірляндні ГЕС і ротор Дарьє. Їх пристрій складніше, а тому такі гідрогенератори застосовуються рідше.

5

Гірляндна гідроелектростанція

Гірляндна ГЕС отримала назву від зовнішнього вигляду: сталевий трос діаметром 10-15 мм, на якому, як намистини, нанизані ротори. Трос в даному випадку виконує функцію гнучкого валу. Ним перегороджують русло річки, при цьому ротори повністю занурюються у воду. Один кінець троса з’єднується з підшипником, а другий – з валом генератора. Водний потік обертає ротори, а вони, в свою чергу, обертають трос.

Уже в 50-ті роки ХХ століття народні умільці споруджували гірляндні міні-ГЕС, використовуючи генератор від автомобіля, а в якості роторів – консервні банки.

Сьогодні технології рушили вперед, і промисловість пропонує ротори різних видів, що підвищують ККД генератора.

Як гідроколесо ефективніше використовувати не консервні банки, а пропелери (аналоги дитячих вертушок), виготовлені з тонких металевих листів. Одне таке гідроколесо дає до 2 кВт енергії при швидкості водного потоку 2,5 м/с. Глибина занурення роторів залежить від пори року: влітку їх опускають на 0,2 глибини від поверхні води, а взимку – на 0,5 глибини від поверхні льоду (якщо водний потік замерзає). При цьому глибина водного потоку не повинна перевищувати 1,5 м. Тобто подібні міні-ГЕС встановлюються на невеликих річках і струмках.

6Конструкція гірляндної ГЕС з турбінно-тросовим приводом

Недоліки гірляндної ГЕС очевидні:

  1. висока матеріаломісткість, що призводить до досить значних початкових витрат;
  2. складність конструкції, що знижує надійність обладнання;
  3. необхідність перегороджувати річкове русло, що може становити небезпеку для оточуючих.

Найістотніший мінус – перегороджування русла. Подібне практично неможливо зробити в більш-менш жвавому місці: діти, рибалки, човни – все це заважає нормальній роботі гідрогенератора, причому навіть установка попереджувальних знаків мало допомагає. Залишається тільки огороджувати ділянку річки таким чином, щоб перешкодити доступ небажаних візитерів до обладнання, але це не завжди вдається здійснити. Тому гірляндні міні-ГЕС використовуються в основному в безлюдних місцях (наприклад, на літніх пасовищах).

Більш безпечним для оточуючих варіантом гірляндної міні-ГЕС є погружна установка, укладена в раму. У цьому випадку немає необхідності перегороджувати все річкове русло. Крім того, обладнання можна встановлювати практично при будь-якій глибині і ширині річки (якщо глибина занадто велика, то рама забезпечується поплавками).

Погружна міні-ГЕС з горизонтально розташованими роторами поперечного типу.

7

 Схема погружной міні-ГЕС з горизонтально розташованими роторами поперечного типу

Принцип роботи ротора Дарьє

Ротор Дарьє – четвертий варіант міні-ГЕС. Це вертикальний ротор з лопатями спеціальної конструкції: потік води подає на них різний тиск, і за рахунок цього здійснюється обертання. Ефект нагадує підйомну силу, що діє на літакове крило, яка виникає через різницю між тиском повітря над крилом і під ним.

У конструкції гідрогенератора ротор Дарьє використовується найрідше, тому що перед початком експлуатації його необхідно розкрутити. До плюсів такого обладнання відноситься те, що розкручений ротор Дарьє продовжує працювати незалежно від сезонних змін швидкості водного потоку. Зупинити його може тільки повне промерзання води. Але обладнання цього типу є дорогим і складним в експлуатації.

Переваги гідрогенераторів

Якщо ви збираєтеся встановлювати гідрогенератор, майте на увазі, що багато невеликих водотоків в холодну пору року замерзають. Крім того, для них характерні зміни рівня, обсягу і швидкості води в залежності від сезону. А деякі водойми просто пересихають в літній період. Всі ці фактори впливають на працездатність і ККД гідрогенератора.

Більш того, через них міні-ГЕС може виявитися лише сезонним джерелом енергії. Наприклад, якщо річка або струмок пересихає влітку, гідрогенератор буде працювати тільки в холодну пору року, а якщо замерзає на всю глибину взимку, то зможе забезпечувати ваш дім електрикою лише при плюсових температурах навколишнього середовища.

Періоди, коли гідрогенератор не експлуатується, використовуються для технічного обслуговування. З головної тріади безпаливної енергетики – гідро-, вітро- та геліоенергетики – перша вимагає самих значних початкових витрат, а обладнання найскладніше в експлуатації і має найменший ресурс служби (робота здійснюється в агресивному середовищі).

Але при цьому є й очевидні плюси: обладнання для міні-ГЕС випускається давно, воно ретельно випробувано і надійне – відомо, чого від нього чекати. Виробляють його багато компаній, в тому числі і вітчизняні, які пропонують різні варіанти комплектації, розраховані на всі можливі різновиди водних потоків і умов експлуатації. В даний час виготовляються міні-ГЕС, оснащені пристроями автоматичного регулювання. Це обладнання благополучно працює «саме по собі», не вимагаючи постійної присутності людини.

Як встановити сонячну панель правильно: поради від професіоналів

На ефективність будь-якої геліосистеми істотно впливає її кут нахилу. Оптимально, якщо установка сонячного колектора буде запланована ще під час будівництва: і в такому випадку можна вибрати найкращу конфігурацію даху (форма, кут нахилу), щоб система працювала з максимальною віддачею.

2Якщо колектор встановлений під прямим кутом до падаючих сонячних променів, то він вловлює найбільшу кількість випромінювання і, отже, працює з максимальною ефективністю.

Однак зберігати такий кут протягом доби можливо лише в тому випадку, якщо колектор переміщається, адже кут падіння сонячних променів змінюється, причому не тільки протягом доби, а й в залежності від пори року.

3Якщо ж геліоустановка не мобільна, а стаціонарна, то кут нахилу підбирається виходячи з висоти сонця. В середньому для України оптимальним вважається кут нахилу 5-60°, але слід пам’ятати, що для кожної широти він індивідуальний.  До прикладу наша столиця місто Київ розташований на 50° пн. широти. Тобто найкращим у літню пору року кутом нахилу сонячних панелей буде 40°, а для зими – 60° (+ або – 10 ° від широти). Таким чином середній показник – 50°.

Втім, навіть якщо колектор встановлений не під оптимальним кутом, це зовсім не означає, що він не буде працювати. Просто ККД знизиться в залежності від того, наскільки велике відхилення від оптимуму.

Де встановити?

аа

Правильна установка сонячного колектора на опорах

Ви можете встановити сонячні колектори на даху, стінах будівлі, на підставці посеред улюбленої галявини.

Колектори кріпляться на даху за допомогою:

  1. крокви;
  2. поперечних рейок;
  3. шпренгельних балок.

4У разі монтажу геліоустановки на землі особливу увагу потрібно приділити опорній системі: велика площа колектора означає велику парусність і при сильних поривах вітру колектор може перекинутися, якщо опори недостатньо надійні.

При установці колектора слід подумати про його обслуговування. Основною проблемою може стати очищення від пилу, бруду або снігу. Наприклад, чистити, дах від снігу буває досить небезпечно (при певній формі даху і висоті будинку), і для виконання цієї роботи доведеться залучати людей, що мають необхідне обладнання.

Але викликати фахівців з промислового альпінізму кожен раз, як пройде сніг, не дуже хороша ідея: це забирає час і гроші. Так що набагато зручніше встановлювати геліоустановку на землі, використовуючи опори: до них буде вільний доступ і очищення після снігопаду не представлятиме складності.

Надувний сонячний гриль Photon Grill від австралійських винахідників

Австрійські винахідники представили незвичайний гриль для приготування обіду на свіжому повітрі. Новинка PhotonGrill працює на сонячних променях, повністю виключаючи необхідність використання вугілля або іншого палива.

33Портативний надувний гриль важить сім кілограмів, завдяки цьому користувачі зможуть брати його з собою в будь-яку подорож. Установка новинки займає всього три хвилини – після надування гриль приймає форму параболічного дзеркала, яке концентрує сонячну енергію в одній точці. При цьому нагрів до 500 ° С відбувається за п’ять хвилин. Додатковий модуль дозволяє використовувати PhotonGrill як сонячної батареї – користувачі зможуть зарядити гаджети в будь-якому місці.

Параболічне дзеркало виготовлено з полімерної плівки високої міцності, і, як заявляють розробники, може витримати будь-які непередбачені навантаження. На поверхню не діють навіть бризки киплячого масла в процесі приготування.

44На даний момент автори ідеї запустили кампанію на краудфандінговому майданчику для збору коштів на виробництво PhotonGrill. Для спонсорів вартість надувного гриля складе трохи більше 218 доларів США. Новинка буде поставлятися в комплекті зі зручним рюкзаком, повітряним насосом і щипцями для барбекю з травня цього року.

Популярні