Генератор альтернативные источники энергии: Альтернатива в розетке / Статьи и обзоры / Элек.ру

Содержание

Альтернатива в розетке / Статьи и обзоры / Элек.ру

В СМИ чуть ли не каждый день мелькают новости про гигантские поля солнечных элементов и фотографии ветряков на фоне заката. Сегодня модно говорить про альтернативную энергетику, имея ввиду устройства, добывающие электроэнергию из явлений природы — солнечные электростанции, ветряные мельницы, электростанции, работающие на биотопливе, и так далее.

Я не придерживаюсь оптимистичного взгляда на эти вещи, и предлагаю взглянуть на понятие «альтернативные источники энергии» с другой точки зрения. С точки зрения потребителя, которому нужно позаботиться об энергобезопасности своего жилища.

Традиционные источники электроэнергии

Для обывателя традиционная энергия — это электроэнергия, которая приходит к нам в жилище по проводам. Более 60 % традиционной энергии — тепловая генерация, которая происходит за счет сжигания газа и угля. Остальную долю вырабатывают атомные и гидроэлектростанции.

Плюсы этих источников — производство энергии давно отлажено, генерация стабильна и легко регулируется, тепловые и атомные станции можно располагать почти в любой точке планеты. Было бы топливо.

А вот как раз топливо — основной минус традиционных источников. Нефти и газа осталось на несколько десятков лет, атомное «топливо» опасно, его сложно получать и утилизировать, реки иссякают. Другой минус — большое отрицательное влияние на природу.

И вот, казалось бы, найден выход.

Альтернативные источники электроэнергии

Главное отличие альтернативной энергетики от традиционной — она использует возобновляемые, «бесконечные» источники энергии, при этом причиняя минимальный вред окружающей среде.

Вроде бы выход найден, и можно отказаться от генерации прошлого тысячелетия, зажигая наши лампочки не от грязного угля, а от чистого солнца?

Однако доля выработки «альтернативной» электроэнергии в большинстве стран едва превышает 1 %, поскольку эта энергия имеет свои минусы:

  • Стоимость солнечной энергии примерно в 3 раза выше, чем традиционной электроэнергии. И цена сильно зависит от региона генерации. Кроме того, как нам известно, ночью солнца нет, и «кина не будет», если не предусмотреть накопление электроэнергии.
  • Ветряные генераторы вроде бы тоже позволяют получать энергию «на халяву», но и они имеют свои минусы, главный из которых — большая зависимость от интенсивности ветра. Нет движения воздушных масс — и мы сидим в темноте, без «ВК» и «Инстаграма».
  • Биоэнергетика и другие способы альтернативной генерации особого распространения пока не получили из-за неотработанной технологии.

Кроме того, все эти способы имеют главные общие минусы — большие капиталовложения, низкая мощность генерации, большое время окупаемости, критичность в выборе места установки. А главное — солнце и ветер зависят только от «небесной канцелярии», и можно долго ждать у моря погоды, сидя на нуле.

В некоторых странах доля «зеленой энергии» высока. Например, в ряде провинций Китая более 80 % электроэнергии генерируется солнцем. А Дания и Исландия больше половины необходимой энергии получают «из воздуха»

Получается, что, несмотря на оптимистичные новости, мир не готов к отказу от угля и газа. Теплогенерация работает давно и стабильно, мощности огромные, стоимость электроэнергии небольшая. В принципе все всех устраивает.

Тут можно подлить немного конспирологии в статью. Понятно, что традиционные источники энергии — это огромные деньги. По разным оценкам, бюджет России более чем на 40 % пополняется от продажи нефти и газа за границу. Как думаете, компании, получающие миллиарды долларов прибыли, заинтересованы в развитии ветряных или солнечных электростанций?

Кстати, есть версия, что Никола Тесла изобрел способ передачи электроэнергии без проводов. Но производители меди были категорически против…

Хотя, стоит сказать о том, что есть страны, в которых доля «чистой» электроэнергии перевалила за 50 %. Россия в их число не входит.

Альтернативные источники в России

Понятно, что пока в России традиционные источники сравнительно доступны, а капиталовложения в новые технологии минимальны, ждать альтернативы можно долго. Кроме того, районов со стабильно высокой солнечной и ветряной активностью у нас в стране крайне мало. Поэтому предлагаю применительно к России изменить терминологию и взгляды на вещи.

Считаю, что альтернативная электроэнергия — это энергия, поступающая не от централизованного электроснабжения, а от иных источников. Как правило, в России эти источники индивидуальные, имеющие небольшую мощность. Они являются, прежде всего, аварийными, помогающими пережить black out, когда из районной подстанции пошел дым или злобные терминаторы захватили контроль над сетью «Скайнет».

Реальная альтернатива

В нашей стране в подавляющем большинстве случаев в качестве источников альтернативной электроэнергии используются не солнечные батареи и не ветряки, а топливные генераторы. Для бытовых целей применяют генераторы небольшой мощности (порядка 5–10 кВт), работающие на жидком топливе (бензин, дизельное топливо).

Если нужно трехфазное напряжение и мощности более 10 кВт, в качестве топлива используют дизельное топливо и природный газ.

Генераторы могут иметь мощность до 2000 кВт, что позволяет питать от них среднее промышленное предприятие или небольшой поселок с населением около 1000 человек. Впрочем, такие мощности уже трудно назвать альтернативными, поскольку они используются в основном там, где отсутствует возможность подключения к обычным электросетям.

Отличия генераторов по виду топлива

Топливные генераторы сейчас есть в каждом хозяйстве среднего достатка. Большой плюс генераторов — они не зависят ни от кого. Главное — иметь достаточный запас горючего, и можно быть спокойным.

Перечислю кратко основные преимущества генераторов с разным видом топлива:

  • Бензиновые: низкая цена, низкий уровень шума, небольшие габариты и масса, легкий запуск при низких температурах.
  • Дизельный: высокая мощность, возможность продолжительной работы, большой ресурс работы, низкая стоимость электроэнергии.
  • Газовый: экономичность, чистота выхлопа, низкий шум при высокой мощности, простота обслуживания.

Описание однофазного генератора Huter

Вот вкратце параметры этого бензинового электрогенератора, которые интересуют нас с электрической стороны: выходная мощность — 2500 ВА (с учетом коэффициента мощности и запаса — берем 2 кВт), запуск — ручной.

Бензиновый генератор Huter DY3000L

В быту в качестве альтернативы при аварийных случаях лучшее решение — бензиновые генераторы. А с точки зрения уровня шума и габаритов лучшими являются инверторные бензиновые генераторы.

В реальном случае установки основные потребители питания — система отопления (около 300 Вт, зимой — самый стратегически важный потребитель, ради него обычно покупается генератор), телевизор, интернет и другая слаботочка (100 Вт), холодильник (300 Вт), освещение (300 Вт). Итого — прекрасно укладываемся в 1,5 кВт. Чтобы питать такую нагрузку, данного генератора вполне хватает.

Самая важная и капризная часть бензинового генератора Huter, как и любого другого, — это система его запуска. Топливный кран, воздушная заслонка, свеча, уровень масла и бензина — все должно быть в нужном положении и в норме. Кстати, это основной минус таких генераторов — для его стабильной работы нужно его регулярно обслуживать и проводить пробные пуски.

Электрическая схема однофазного бензогенератора Huter

Как устроен бензиновый генератор?

Основа генератора — двигатель внутреннего сгорания, который преобразует энергию сгорания бензина во вращательное движение. Вращение передается на электрический генератор, который и вырабатывает напряжение. Величина напряжения и его частота стабилизируются при помощи феррорезонансной системы обратной связи. Кому интересно, вот электрическая схема этого генератора (см. рис. выше).

Запускается генератор при помощи ручного стартера, но перед пуском нужно открыть топливный кран и воздушную заслонку.

Ручной стартер

Существуют генераторы с электрическим стартером, где не нужно ничего дергать, а просто нажать на кнопку «Старт». Наиболее продвинутые модели генераторов имеют систему автоматического запуска и выбора резерва (АВР).

Варианты подключения генератора к домашней электросети

Честно говоря, такие генераторы предназначены только для автономного электроснабжения переносных электроприемников. То есть для квартир и домов такие генераторы не годятся. Почему? Ведь по мощности все нормально! Дело в том, что такие переносные генераторы имеют на выходе одну или две розетки для непосредственного подключения потребителей вроде светильников или сварочных аппаратов. И если не знать всех тонкостей, подключение к дому может привести к смертельной опасности.

Ужасно, что некоторые продавцы предлагают для подключения генератора к дому изготовить переходник типа «вилка-вилка», от одного вида которого у меня встают волосы дыбом, ведь я прекрасно знаю, что эта «переноска» смертельно опасна. Не делайте так!

Переходник типа «вилка-вилка»

Тем не менее после некоторой переделки такой генератор можно подключить через систему ручного или автоматического выбора резерва (АВР). Ручное переключение можно сделать на основе любого двухполюсного переключателя подходящего номинала. При пропадании глобального электропитания хозяин дома запускает генератор и одним движением руки переходит на локальный, альтернативный источник.

В случае трехфазного питания переключатель может иметь такой вид:

Автоматический выбор резерва не требует участия человека — переключение происходит посредством автоматики, которая обычно переключает источники питания при помощи контакторов.

Самый продвинутый вид системы АВР — использование рубильника с моторным приводом. Это самая дорогая, но самая надежная система.

АВР на контакторах

Выводы

На мой взгляд, говорить о массовом внедрении альтернативной энергетики в России преждевременно. На это есть несколько объективных причин — от финансово-политических до природно-географических.

И на сегодняшний момент ситуация такова, что оптимальный вариант для большинства случаев — это использование обычного, «грязного» питания плюс альтернативный источник (фактически — аварийный резерв) в виде топливного генератора.

Источник: Александр Ярошенко, автор блога SamElectric.ru. Опубликовано в журнале «Электротехнический рынок» №2 2020

Источник высокого качества Альтернативной Энергетики Генератор производителя и Альтернативной Энергетики Генератор на Alibaba.com

С наступлением века альтернативные источники энергии стремительно расширяются во всех секторах. альтернативной энергетики генератор производят электроэнергию, не причиняя вредных последствий сжигания ископаемого топлива. Они эффективно преобразуют возобновляемые источники энергии в электрическую. Найдите все типы генераторов альтернативной энергии, такие как ветряные турбины. альтернативной энергетики генератор и т. д. на Alibaba.com. Неважно какой. альтернативной энергетики генератор по вашему выбору, оно будет засчитано в вашу долю вклада в мир без углерода.

альтернативной энергетики генератор помогают в выработке надлежащей электроэнергии без использования каких-либо ископаемых видов топлива. Они экологически чистые. С ростом уровня развития было изобретено несколько генераторов альтернативной энергии. Поговорим о солнечных батареях. альтернативной энергетики генератор или любые другие категории производителей энергии, все одинаково профессиональны. В дальнейшем,. альтернативной энергетики генератор бывают разных типов в зависимости от того, где они будут использоваться или сажаться.

альтернативной энергетики генератор имеют большие мощности. Они снабжены многофункциональными системами управления. Почему бы не уменьшить свой углеродный след с помощью. альтернативной энергетики генератор ни за что? Однако с увеличением потребности в энергии мы не можем долго полагаться на исчерпаемые источники энергии. Итак, переходите на зеленый цвет с. альтернативной энергетики генератор найдено на Alibaba.com.

Чтобы удовлетворить ваши требования к электричеству, перейдите на Alibaba.com. Он предлагает уникальные. альтернативной энергетики генератор варианты для всех розничных и оптовых продавцов. В ближайшие дни улучшение альтернативных источников энергии будет одним из основных направлений предотвращения дальнейших резких изменений климата на нашей материнской планете. Сделайте шаг в сторону сохранения окружающей среды прямо сейчас!

Альтернативные источники энергии для электроснабжения дачи или дома

В современных городах существует высокая концентрация населения, которому поставляется электрическая энергия высокого качества. А в сельской местности, характеризующейся протяженными линиями воздушных передач, этот вопрос до конца не решен.

Напряжение, подводимое к зданиям, расположенным на удаленных концах ЛЭП, не только не отличается стабильностью, но может отключаться по различным причинам.

В этой ситуации люди ищут альтернативные источники электрической энергии, которые способны поддерживать нормальное электроснабжение на даче и в частном доме.

Наши советы помогут домашнему мастеру выбрать наиболее подходящий тип генератора, который оптимально подойдет для восстановления напряжения на время устранения неисправностей на питающей ЛЭП или позволит использовать его мощность для постоянного электроснабжения.


Содержание статьи

Краткие сведения о возможностях домашней электростанции

Термином «генератор» называют технические устройства, способные вырабатывать электрический ток за счет преобразования какой-то исходной энергии в электричество. Например, на автомобиле оно создается за счет механического вращения ротора внутри статора, а у гелиобатареи — в результате облучения лучами солнечного света чувствительных фотоэлементов.

Электрические генераторы выпускаются широким ассортиментом, выполняют различные задачи электроснабжения. Для правильного выбора альтернативного источника энергии его необходимо точно проанализировать по характеристикам:

  • максимальной мощности нагрузки;
  • видам электрического тока: постоянной или синусоидальной формы;
  • параметрам потребителей (резистивная или реактивная нагрузка), влиявших на запуск и работу;
  • продолжительности рабочего цикла;
  • способам включения: ручной или автоматический режим;
  • другим специфическим условиям эксплуатации.

Это значит, что один альтернативный источник энергии способен автономно обеспечивать электрическим питанием не только частный дом, но и поселок, а другой — едва справится с мощностью потребителей одной квартиры. Но стоимость их будет отличаться на несколько порядков.

Минимальные требования к домашнему источнику электроэнергии

Перед выбором самого простого генератора для дома следует учесть только основные приборы, которые он должен питать, и подбирать его по их параметрам. Например, если электричество отключают всего на несколько часов, то можно исключить работу холодильников и морозильников, ибо они способны держать холод в течение этого периода.

Минимальные функции бюджетного источника электрической энергии способен обеспечить обыкновенный автомобильный аккумулятор с напряжением 12 вольт любой мощности, но, желательно — увеличенной. К нему можно подключить:

  1. резервное освещение на основе нескольких светодиодных светильников;
  2. ноутбук, компьютер или цифровой телевизор напрямую к выходным цепям блока питания. Этим исключается двойное преобразование постоянного и переменного напряжений 12 вольт в 220 и назад.

Аккумулятор будет питать эти приборы и постепенно разряжаться. Для его подзаряда достаточно использовать снятый с автомобиля генератор, ротор которого можно крутить велосипедным тренажером.

С этой целью заднее колесо велосипеда просто вывешивают на подставке, а на одну из его свободных звездочек устанавливают вторую цепь, которая будет передавать крутящий момент от педалей на ротор автомобильного генератора.


Можно использовать любой другой доступный способ передачи энергии вращения, например, за счет создания прямого контакта от покрышки колеса прямо на наконечник оси ротора.


За счет такой простой конструкции удобно заниматься на велотренажере и одновременно смотреть телевизионные передачи или пользоваться интернетом с ноутбука или компьютера. В условиях дефицита физических нагрузок это довольно неплохой способ поддержания здоровья и одновременной экономии электроэнергии для дома.

Обзор особенностей альтернативных источников энергии

Возможности синхронных и асинхронных конструкций

Генератор, преобразующий механическую энергию в электрическую, работает следующим образом:

  • обмотка ротора вращается внутри магнитного поля и по ней протекает ток;
  • его магнитное поле по магнитопроводу проникает через витки статора и индуцирует в них синусоидальный электрический ток.

В зависимости от конструктивных особенностей статора и ротора их электромагнитные поля могут вращаться одинаково, как у синхронных конструкций, или — быть смещены на величину скольжения у асинхронных.

Простой самодельный генератор асинхронного типа можно сделать своими руками из обыкновенного асинхронного двигателя. Его просто надо подобрать по электрическим характеристикам и, особенно — величине вырабатываемой мощности.

Выбирая для дома конструкцию генератора по мощности, учитывают, что при запуске любых электрических двигателей в схеме питания возникают токи нагрузок с апериодическими составляющими. Их может устранить только специальная система подключения частотного преобразователя, которая еще редко применяется на практике.


Большие амплитуды токов обычного запуска двигателя способны заглушить работу генератора асинхронного типа. Поэтому при его подборе под нагрузки подобного индуктивного типа необходимо предусматривать трехкратный запас мощности. А синхронным моделям подобный резерв создавать не требуется.

На основе синхронных и асинхронных конструкций работают автономные генераторы, получающие питание от двигателей внутреннего сгорания, а также водяные и ветряные конструкции, выполняющие задачи электроснабжения различными способами.

Генераторы на двигателях внутреннего сгорания

Сейчас домашнему мастеру не сложно купить подобную заводскую модель, ориентируясь не только на стоимость топлива и конструкции, но и выходную цену производства одного киловатт часа электроэнергии. Эту характеристику желательно просчитать для всех типов двигателей сгорания.

Бензогенераторы

Подобные альтернативные источники электрической энергии создаются для непрерывной эксплуатации в течение нескольких рабочих часов. Самые маленькие модели, обладая небольшим весом, способны вырабатывать мощность менее 1кВт.


Простая конструкция имеет отвод тепла за счет естественной рециркуляции воздуха. После этого она требует остановки для охлаждения и обслуживания.

На лицевой панели расположены элементарные органы управления и приборы контроля работы бензинового двигателя и электрических характеристик генератора. Они необходимы для визуального наблюдения параметров со стороны оператора.

Средний класс бензогенераторов способен выдавать мощности до нескольких киловатт для электроснабжения частного дома.

Генераторы на дизельном топливе

Альтернативные источники энергии, работающие на солярке, лучше приспособлены к длительному электроснабжению потребителей. Они могут иметь систему обдува и отдельные функции, облегчающие эксплуатацию. Обычно их выпускают с повышенной мощностью.


Дизельные генераторы, как и бензиновые, образуют неприятный для человека выхлоп отработавших продуктов сгорания топлива, при работе создают раздражающий слух шум. Поэтому они требуют установки в удаленных помещениях и монтаж системы отвода газов от дома в атмосферу.

Газогенераторы

Эти альтернативные источники энергии питаются от различных видов природного газа, включая метан. Выходная мощность, как и у дизельных конструкций, может составлять от нескольких киловатт, что вполне достаточно для электроснабжения отдельного дома.


Приборы среднего класса мощности уже имеют в своем составе систему автоматики, использующую режим автоматического включения резерва — АВР, который оперативно восстанавливает питание дома при пропадании напряжения на основной линии электроснабжения.

По сравнению с дизельными аналогами равной мощности газогенераторы меньше шумят, а выделяемые продукты сгорания не обладают высокой токсичностью.

Газогенераторы часто выпускают в модульном контейнером исполнении, позволяющем устанавливать их поблизости от жилого здания. При подключении к системе газоснабжения или специальной емкости, регулярно заправляемой топливом, они способны работать в качестве источников постоянного электроснабжения.

Генераторы комбинированного типа

В зависимости от конструкции подобные альтернативные источники энергии способны работать на различных видах топлива. Чаще всего они используют сочетания газа с бензином или соляркой.


Генераторы комбинированного типа обладают преимуществами газовых конструкций и в то же время их двигатель способен работать от других видов топлива.

Перечисленные устройства генераторов приведены с минимальным набором функций электроснабжения, которые могут понадобиться владельцу частного дома или дачи. Более мощные конструкции в каждом классе способны выполнять повышенные задачи, работая автономной электрической станцией.

Генераторы на природной энергии

Домашнего мастера могут заинтересовать конструкции альтернативных источников энергии, работающих за счет:

  • порывов ветра;
  • течения воды;
  • облучения солнечным светом.
Ветрогенератоы

Довольно заманчивые предложения об использовании энергии ветра часто заканчиваются разочарованием.


Причин для этого много потому, что такие альтернативные источники энергии на первый взгляд обладают простой конструкцией, а на самом деле требуют точного инженерного расчета и анализа метеорологических особенностей местности.

Многие попытки изготовить ветрогенератор своими руками заканчиваются неудачами из-за:

  • трудностей создания устройства эффективного ветряного колеса с лопастями винта аэродинамической формы, которая давно применяется в самолетостроении;
  • сложностей учета меняющихся скоростей ветра;
  • расположения вращающихся частей на высоте вдали от жилого строения;
  • обеспечения жесткой и прочной конструкции мачты, способной надежно противостоять ураганным нагрузкам.

Производители ветрогенераторов стандартизируют свою продукцию под разные климатические условия, предлагают всевозможные технические решения по мощности, различные способы установки вплоть до простого монтажа на крыше здания. Однако это может закончиться расшатыванием строительных элементов стен и крыши, образованием в них трещин.

Самодельные гидроэлектростанции

Альтернативные источники электрической энергии, использующие мощности водяного потока, проще всего подходят для изготовления своими руками.


Они могут работать от небольшого ручья, как видно на фотографии, или направляемого на них более мощного потока реки.


Показанная ниже гидроэлектростанция собрана руками нескольких умельцев. Она питает бесплатной электроэнергией 30 домов в сельской местности.


Для подобных конструкций можно использовать асинхронные электродвигатели, переключенные в режим генератора. Их устанавливают на стационарно смонтированном оборудовании, как показано на фото выше, или на плавающих станциях.

Энтузиасты гидроэлектростанций создают свои устройства разных типов, используя их в самых неожиданных местах, например, потоках фекальных вод очистных сооружений.

Недостатки подобных конструкций:

  1. обязательное наличие потока воды, способного крутить водяное колесо;
  2. замерзание водоемов во время морозов.

Чтобы не терять электроэнергию гидроэлектростанции в зимний период существуют конструкции водяных колес, располагаемых на дне реки. Они создаются для круглогодичного электроснабжения.

Солнечные батареи и станции

Если первоначальные конструкции гелиобатарей разрабатывались только для космических аппаратов, то сейчас их массово производят для бытового использования.


Солнечные батареи работают в разных устройствах. Они применяются для питания электроэнергией небольших приборов в качестве автономного источника и мощных электрических станций.


Для создания домашней гелиостанции необходимо использовать:

  • солнечные батареи, которые вырабатывают постоянный ток;
  • контроллер, принимающий и распределяющий энергию батарей на:
    • аккумуляторы, служащие накопителями;
    • потребители постоянного тока;
  • инвертор, изменяющий форму сигнала до чистого синуса и повышающий его напряжение до 220/380 вольт.

Все эти устройства необходимо согласовать по мощности, техническим характеристикам и нагрузкам.

Выбирая любую конструкцию альтернативного источника энергии для электроснабжения дачи и дома, не забывайте об элементарном соблюдении правил электрической безопасности. Обязательно используйте автоматические защитные устройства.

Практическую реализацию принципов автономного электроснабжения дома и оборудования фермы на примере ветрогенератора и солнечной электростанции можно посмотреть в видеоролике компании МикроАрт.

Поскольку статья носит чисто обзорный характер, то многие технические вопросы в ней не раскрыты. Задавайте их в комментариях. Сейчас вам удобно поделиться этим материалом с друзьями в соц сетях.

Полезные товары Полезные сервисы и программы

Как превратить яхту в генератор энергии — Российская газета

В Северный Ледовитый океан яхта «Сибирь» выходила семь раз, и вновь отправляется в экспедицию — теперь в кругосветную. Это уже второй наш подобный опыт, правда, в южных широтах мы не были ни разу.

Международный проект приурочен к 200-летию открытия Антарктиды и состоится благодаря президентскому гранту. Цель похода — в точности повторить путь отважных русских мореплавателей Фаддея Беллинсгаузена и Михаила Лазарева. Под их командованием военные парусники отшвартовались от пирса Санкт-Петербурга и взяли курс к неведомым берегам. Достигли цели и нанесли на карту новый континент — Антарктиду. Флаг России на станции Беллинсгаузена мы должны водрузить аккурат 28 января, как это было два века назад.

Теоретически на сто процентов подготовиться к такому плаванию сложно, но мы постарались, как могли. Конечно, современные технологии существенно отличают нынешнее путешествие от предыдущего. Старинные суда были гораздо тяжелей, с более мощной системой парусов. Однако в штиль двигаться не могли. Современные паруса позволяют идти даже против ветра. Если моряки экспедиции Беллинсгаузена и Лазарева страдали от нехватки пресной воды, то мы с помощью опреснителей будем получать в час до 25 литров. Раньше у мореплавателей не было радара, генакера, дизеля, альтернативных источников энергии. У нас все это есть.

В прошлой кругосветке мы опробовали ветрогенераторы, в нынешнем походе решили их усилить солнечными батареями. Раньше, когда конструкции были неимоверно тяжелыми, использовать их на яхте было нереально. Теперь, когда технологии ушли вперед, и батареи стали тонкими и гибкими, мы решили ими воспользоваться. И уже убедились, что четырех пластин, которые мы установили на реконструированном навесе, вполне достаточно, чтобы в безоблачную погоду обеспечить работу всех навигационных систем.

Альтернативные источники отлично дополнят друг друга. В штиль наши приборы будет питать солнце, в ненастье — ветер, что, по сути, обеспечит нас бесперебойной навигацией. А это — гарантия безопасности путешествия. Продлится оно пятнадцать месяцев и, несмотря на все ноу-хау, будет непростым.

Яхта готова пройти все испытания, в том числе и сложнейший пролив Дрейка с двадцатиметровыми волнами и шквалистым ветром. Поэтому без двигателя нам не обойтись. Альтернативное электричество поможет его завести, попутно обеспечив работу GPS, телефона, интернета. Благодаря энергии ветра и солнца мы сможем сэкономить в океане до тридцати процентов солярки, что весьма неплохо.

Опытные моряки утверждают, что наиболее полезны солнечные батареи на борту яхт, отправляющихся в южные широты, где с солнцем проблем нет. А наш курс лежит именно туда. Так что проверим все на собственном опыте.

В принципе солнечной батареей может стать сам парус. Существуют уже и такие технологии. Правда, пока это безумно дорого, но инновации не стоят на месте, и рано или поздно все становится доступным. Как знать, может, в следующую экспедицию мы отправимся именно под такими парусами.

Альтернативные источники энергии: морские волны и течения

Движение вод морей и океанов является одним из самых мощных из доступных источников альтернативной энергии. Наравне с приливами и отливами, волны и течения будоражат умы энергетиков многие годы и заставляют их искать способы эффективного использования этого неисчерпаемого природного ресурса.

Энергия волн

Сила волн на поверхности морей и океанов, как и любая другая энергия, может использоваться для полезной работы, в том числе для обеспечения работы электростанций. По мнению экспертов, волны Мирового океана могут удовлетворить от 20% энергетических потребностей человечества. Справедливости ради стоит отметить, что в большей степени сейчас развивается приливная энергетика. Напомним, Пронедра уже сообщали ранее о самых крупных проектах этой отрасли.

Тем не менее, волновая энергетика представляется исследователям не менее серьёзным направлением альтернативной энергетики. По самым смелым оценкам, волны генерируют порядка 2 ТВт энергии, что в два раза превосходит совокупный объём выработки энергии во всём мире в настоящее время. Привлекательность использования волн заключается в первую очередь в их высокой удельной мощности, которая по своему уровню превышает показатели солнечной и ветровой энергетики. В условиях десятиметровой высоты волн удельная мощность достигает 2 МВт на погонный метр.

Технически использование энергии волн возможно только в прибрежных зонах, где мощность составляет максимум 75–80 кВт на метр, а средняя высота волн — до двух метров. Впрочем, такой уровень наблюдается в большей части Мирового океана в спокойных погодных условиях. Усреднённый показатель удельной мощности волн в Северном полушарии составляет в пределах 25 кВт на метр. Регионы, наиболее потенциально пригодные для запуска волновых электростанций — это территории с побережьем большой протяжённости и наличием стабильных сильных ветров. В такие зоны входят в том числе европейское западное побережье, британский север, берега Тихого океана в Северной и Южной Америке, Новой Зеландии и Австралии, а также Южной Африке.

Принципы работы волновых станций

Выработка энергии из волн океана осуществляется специальными волновыми электростанциями, которые располагаются в акваториях. Кроме генерации электроэнергии, при задействовании дополнительного оборудования волновые станции могут выполнять и другую полезную работу, в том числе выработку тепла, пресной воды, кислорода, водорода и других химических веществ из морской воды при помощи процессов электролиза, а также осуществлять производство сжатого воздуха.

Работа станций выполняется благодаря воздействию волн на их рабочие тела, в роли которых могут выступать, в зависимости от конкретного проекта, поплавки, лопасти турбин, маятники, трубы, волноприёмники или волноотбойники. Движения волн в конечном итоге трансформируются во вращение генераторов при помощи силовых преобразователей — воздушных и гидравлических турбин, цепных и зубчатых передач или же водяных колёс. Полученная в результате воздействия волн механическая энергия превращается в электрическую, после чего транспортируется потребителям через морской кабель на побережье.

Видео: Student Energy

Волны могут использоваться для получения энергии на станциях, работающих по принципу «колеблющегося тела». Рабочие тела станций представляют собой буи, секции которых объединены в один конвертер. Между секциями устанавливаются гидравлические поршни, которые под воздействием вертикальных колебаний волн через специальные двигатели вращают генератор.

Применяется преобразование не только энергии колебаний волн, но и изменения их профиля при использовании принципа «поверхностного качения». В качестве рабочих тел устанавливаются поплавки. В конструкциях станций типа «утка Соллера» несколько десятков поплавков монтируются на общий вал. Типы «плот Коккереля» и «морской змей» предусматривают установку секций поплавков, которые соединяются шарнирно и изгибаются под воздействием волн. Несмотря на громоздкость конструкций и сложности с закреплением оборудования станций в определённых точках, в целом волновые установки поплавковых типов являются наиболее популярными и демонстрируют КПД в пределах 80%.

Есть и такие типы станций, как «осциллирующий водяной столб» и «пульсирующий водяной столб Массуды». В этих станциях вода под воздействием колебаний волн поступает в камеры с воздухом. В процессе прохождения через камеры вода создаёт избыточное давление воздуха, выталкивая его. Воздух в свою очередь, вращает турбину. В качестве варианта решения используется движение не воздуха, а самой воды, перемещающейся по камере.

В Японии на станции «Каймей», построенной по проекту «водяного столба», в 1980 году были проведены испытания эффективности работы, в ходе которых выяснилось, что конструкции такого типа имеют низкий КПД, не превышающий 25%.

Ещё один принцип — «искусственный атолл» — предполагает размещение в акватории бетонной конструкции с обширной наклонной поверхностью для наката волн. Посредине такой поверхности на отметке выше уровня моря обустраивается накопительный бассейн, при попадании в который вода раскручивает лопасти турбины.

Действующие и будущие проекты

Попытки воплотить в жизнь идеи использования энергии волн предпринимались ещё до двадцатого века. В частности, первая в истории официально зарегистрированная заявка на оформление патента, предусматривающего возведение морской мельницы, была подана в Париже ещё в 1799 году. Практические же попытки строительства морских электростанций предпринимались в 1890–1900 годах.

Интерес к волновой энергетике возродился уже в семидесятые годы двадцатого века, после того, как в мире разразился нефтяной кризис. В Норвегии в 1985 году появились сразу две волновых электростанции, вырабатывающие энергию в промышленных масштабах. Мощность первой первоначально составляла 500 кВт и была наращена до 850 кВт. Конструкция предусматривала генерирующую установку пневматического типа. Вторая станция мощностью 450 кВт работает по принципу «атолла» с использованием энергии набегающей волны на поверхность конусообразного типа.

Волновая электростанция в Норвегии

К настоящему времени доля использования станций, работающих на волнах, совсем невелика. По большей части реализация таких проектов носит экспериментальный характер. Тем не менее, волновая энергетика нашла своё применение в сегменте энергообеспечения отдельных автономных объектов, таких как маяки, буи, морское научно-исследовательское оборудование, буровые платформы. К примеру, на волновых генераторах сейчас во всём мире работают около четырёх сотен маяков и буёв. Крупные же электростанции можно в буквальном смысле пересчитать по пальцам, причём часть из них пока ещё находится в стадии строительства.

Давайте ознакомимся ближе с самыми известными проектами.

Oceanlinx и Biowave

Австралийская компания Oceanlinx по заказу энергетического оператора Diamond Energy и при содействии Australian Renewable Energy Agency построила за $8 млн волновую электростанцию в зоне Порт-Кембла (пригород Вуллонгонга). Станцию запустили в 2005 году. В процессе эксплуатации было принято решение провести модернизацию мощностей и после некоторого перерыва волновые генераторы заработали вновь в 2009 году. Мощность объекта составляет 1 МВт, потребителям же поступает порядка 450 кВт энергии. Генераторы построены по принципу «осциллирующего водяного столба» и работают на сжатом воздухе, вытесняемом из специальных камер под воздействием морских волн. Следующий проект компании — возведение волновой станции мощностью 10 МВт.

Волновая электростанция в зоне Порт-Кембла

Ещё одна австралийская станция — BioWave — была установлена компанией BioPower Systems у побережья Порт-Фэри в 2015 году. Мощность генерирующего объекта, основное назначение которого — проверка и демонстрация возможностей волновой станции, составляет 250 кВт. На данный проект ушла более солидная сумма в $21 млн, половина из которых была профинансирована Australian Renewable Energy Agency, а ещё $5 млн выделило государство. Станция работает по принципу воздействия волн на плавающие буи-лопасти, причём полезную работу совершают как колебания поверхности моря, так и толща воды на глубине. Влияние волновых сил вызывает движение качающейся конструкции под названием O-Drive, установленной на дне, которая и раскручивает генератор.

Волновая электростанция BioWave

Aguçadoura Wave Farm и Mutriku Breakwater

В 2008 году был запущен и почти сразу приостановлен волновой проект у португальского городка Агусадова в округе Порту. Мощность станции достигала 2,25 МВт. Объект стоимостью €8 млн строился три года по шотландскому проекту, основанному на принципе «колеблющегося тела», разработанному компанией Pelamis Wave Power по заказу португальского оператора Enersis. Станция была оснащена тремя змеевидными преобразователями энергии волн Pelamis P-750. Выработанная энергия подавалась на берег, расположенный в пяти километрах от места размещения станции.

Aguçadoura Wave Farm

Получаемой энергии было вполне достаточно для обеспечения потребностей 1,6 тыс. домохозяйств в близлежащем населённом пункте Повуа-ди-Варзин. Предполагалось, что мощность будет наращена до 21 МВт путём установки дополнительных 25 преобразователей. После такой модернизации станция сможет обеспечить энергией уже 15 тыс. домов, что эквивалентно предотвращению выброса в атмосферу 60 тыс. тонн углекислого газа за год. Планам пока не суждено сбыться — станция не работает по техническим причинам. Пронедра писали ранее, что, в отличие от португальского проекта, испанская Mutriku Breakwater мощностью 300 кВт работает до сих пор и входит в топ-10 объектов альтернативной энергетики. 

Mutriku Breakwater

Oyster (Шотландия)

В акватории Северного моря, у шотландского побережья Оркнейских островов, заработала волновая станция Oyster мощностью 600 кВт, построенная местной компанией Aquamarine Power. Генератор работает с использованием донного насоса, который под воздействием волнового поплавка закачивает на берег морскую воду. Поступающая вода, в свою очередь, обеспечивает движение лопастей генератора. Станция обеспечивает энергией несколько сотен домохозяйств. В компании обсуждаются планы строительства ещё двух десятков аналогичных станций, что дало бы возможность поставлять электроэнергию ещё 9 тыс. домохозяйствам. Не исключается и вариант установки новых поплавковых насосов, которые будут подавать дополнительный объём морской воды к одному мощному гидрогенератору на побережье.

Волновая станция Oyster

Станция с защитой от штормов (Дания)

Компания Wave Star Energy в экспериментальном порядке запустила опытную установку в районе мыса Ханстхольм (Северное море), расположив её в трёх сотнях метров от побережья. Работает пока один генерирующий модуль электростанции мощностью 500 кВт. Необычность конструкции заключается в устройстве поплавков, участвующих в преобразовании кинетической энергии волн в электричество. Первоначальное авторство этой идеи, высказанной ещё в 2000 году, принадлежит спортсменам, занимавшимся парусным спортом. Разработчики предложили обеспечить полную защиту станции от штормовых волн путём предоставления полной свободы движения поплавковой системе. В частности, при высоте волны до 2,5 метра установка работает в штатном режиме. Если же волны превышают 3 метра, система поплавков просто поднимается и опускается вслед за увеличившимися колебаниями морской поверхности. Свободное перемещение поплавков обеспечивается специальными подвижными балансирами, опоры которых закрепляются на дне. Впрочем, станция имеет определённые ограничения в работе, а именно не предназначена для использования на глубинах более семи метров. Тем не менее, подходящих районов для запуска таких станций на европейской территории вполне достаточно, в том числе в Ирландии, Франции, Великобритании и Португалии.

Опытная установка в районе мыса Ханстхольм

Будущий рекордсмен по мощности — Wave Hub

В 2009 году на побережье британского графства Корнуолл (омывается Ла-Маншем и Кельтским морем) стартовало возведение крупнейшей волновой станции в мире в рамках проекта Wave Hub. Оператором проекта является компания Carnegie Wave Energy (Австралия), которая получила на строительство грант Европейского фонда регионального развития в сумме £9,6 млн для строительства первого мегаваттного генератора. Конструкция генератора предусматривает установку турбин PowerBuoy производства американской компании Ocean Power Technologies. Станция строится по технологии поплавковых рабочих тел. Проектная мощность объекта составит 50 МВт. Предполагается, что запуск станции состоится в 2018 году. Вторая очередь проекта, предусматривающая наращивание мощности выработки, рассчитана на 2020–2021 годы. По неофициальным данным, оператору уже удалось достигнуть мощности станции в 20 МВт.

Строительство инфраструктуры проекта Wave Hub

Американский «Парфенон» и проекты ВМС США

Нидерландская компания Waterstudio реализовала пилотный проект Parthenon, построив подводную стену с электрогенераторами в нью-йоркской гавани на реке Гудзон. Установка не только производит энергию экологически чистым способом, но и выступает в роли защиты прибрежной зоны и местного порта от волнового воздействия. Инновационный волнолом состоит из колонн, по внешнему виду напоминающих греческие, чем и было обусловлено название проекта. Каждая такая колонна представляет собой турбину метрового диаметра, вращающуюся в обе стороны под воздействием речных волн. В настоящее время проект имеет демонстрационный статус.

Волновая электростанция Parthenon

Parthenon не является единственным американским проектом волновой энергетики, однако как гудзонский генератор, так и остальные станции в этой стране строятся в качестве эксперимента. Эксперты полагают, что строительство и запуск волновых электростанций со временем даст возможность удовлетворить до 28% потребностей страны в энергии. Развитию идей волновых электростанций в американском государстве способствуют разработки, применяемые в военно-морских силах страны. В соответствии с программами развития флота, к 2020 году ВМС должны сократить потребление энергии из традиционных источников на 50% путём перехода на использование технологий альтернативной энергетики.

Одним из «военных проектов» волновой энергетики является экспериментальная станция, построенная на гавайских островах. По данным Минэнерго США, финансирующего данную разработку, с учётом количества американских регионов, расположенных в береговых зонах, можно сказать, что потенциал такого вида источников энергии в стране неисчерпаем. Детали проекта не разглашаются, видимо ввиду военного назначения станции. Известно лишь, что военные моряки уже могут снабжать энергией, выработанной на волновой станции, корабельные топливозаправочные комплексы морского базирования, а также населённые пункты, расположенные на побережье. Станция подключена к единой энергосистеме штата через подводный кабель километровой длины.

Кроме того, в лабораториях ВМС США проверяются на предмет эффективности новые технологии получения энергии из движения волн океана. Одна из них получила название AquaHarmonics. Разработчики технологии одержали победу в конкурсе Wave Energy Prize, организованном Минэнерго США. По данным администрации конкурса, условием для участия в нём была разработка проекта волновой электростанции, стоимость которой была бы в два раза меньше, чем у стандартных проектов при аналогичной эффективности. Создателям же энергетического конвертера AquaHarmonics удалось значительно превзойти ожидаемый результат — производительность их установки в четыре раза превысила существующие аналоги.

Ситуация в России

В России также, как и в ряде других государств, которые имеют непосредственный выход к морю, наблюдается рост заинтересованности разработчиков не только к созданию технологий альтернативной генерации на теоретическом уровне, но и непосредственно к строительству станций на территории своей страны. Первым реализованным решением в сфере волновой энергетики России стал запуск станции на полуострове Гамова в Приморье в 2014 году. Испытания технологии проводятся на базе мощностей морской научной станции «Мыс Шульца» по инициативе Уральского федерального университета, а также Тихоокеанского океанологического института РАН.

В ходе опытной эксплуатации волновой станции были получены определённые результаты, свидетельствующие в первую очередь о том, что волновая энергетика является достаточно перспективным направлением для России. Исследователи пришли к мнению о том, что волновые станции могут выполнять сразу несколько функций. Помимо выработки энергии, конструкции таких объектов могут служить в роли волногасителей и также автоматических пунктов охраны государственных границ. С другой стороны, непосредственная эксплуатация объекта показала, что повсеместное строительство волновых станций большой мощности может быть сомнительным решением до тех пор, пока активно используются проверенные временем традиционные методы генерации. В связи с этим, целесообразным представляется эксплуатация волновых станций только в малозаселённых регионах, в том числе на побережье Приморья, Дальнего Востока и на берегах Северного Ледовитого океана.

Помимо практической реализации проектов, в стране ведётся работа над созданием новых технологий генерации энергии из морских волн, а также сопутствующего оборудования в соответствии с правительственной стратегией развития «зелёной энергетики», рассчитанной до 2020 года. К примеру, в рамках исследований был оформлен российский патент на преобразователь качания рабочего тела, при любых значениях амплитуды и направления перемещения поплавка, во вращательное движение турбины. При этом поплавок связан штанговой конструкцией с преобразующим механизмом, расположенным на берегу.

Ещё одна разработка российских специалистов, работающих в проекте OceanRusEnergy, представляет собой поплавок-капсулу с удельной характеристикой генерации энергии на уровне более 4 кВт на каждую тонну веса генератора. В 2014 году проект признан лучшим стартапом Свердловского региона. Кроме того, представители проекта презентовали волновой буй — специализированный комплекс для исследования волнового потенциала в конкретных районах акватории. Исследования такого рода необходимы в том числе для определения оптимальных зон для размещения волновых электростанций. Такая техника даст возможность получить точные показатели, в отличие от методики спутниковых измерений, данных которых не являются исчерпывающими. Примечательно, что созданный OceanRusEnergy буй также работает на преобразовании энергии волн.

Генератор 640 в воде

К слову, для обеспечения работы команды OceanRusEnergy в Уральском федеральном университете создана специальная научная группа с привлечением специалистов упомянутого Тихоокеанского океанологического института. Группа планирует выпустить на рынок целую линейку продуктов, включающую десять моделей генераторов для волновых станций, две из которых уже созданы.

Плюсы и минусы волновой энергетики

Очевидно, что основным преимуществом волновой энергетики является то, что в ней используются исключительно возобновляемые источники. На фоне истощающихся запасов углеводородного сырья, глобального загрязнения окружающей среды выбросами ТЭС и снижения популярности атомных станций на фоне их повышенной опасности, любая альтернативная генерация имеет большой потенциал для развития. Помимо ценности волновой генерации в энергетическом аспекте, развитие данной отрасли будет иметь и значительный экономический эффект. По мнению World Energy Coucil, рынок строительства и эксплуатации станций мощностью до 50 МВт оценивается в $750 млрд. На рынок сопутствующего оборудования, в том числе систем дистанционного управления станциями и роботов для обслуживания, к 2025 году будут приходиться ещё $50 млрд.

Итак, энергетические преимущества волновой генерации:

  • стабильные характеристики вырабатываемой энергии, в т. ч. частота и напряжение;
  • независимость генерации от времени суток;
  • возможность наращивания мощности в холодное время года

Дополнительные плюсы волновых станций:

  • производство побочных продуктов, в том числе водорода, кислорода и тепла;
  • большой срок эксплуатации станций;
  • возможность установки станций на действующих причалах, мостах и в портах;
  • совмещение энергогенерации с функциями волногасителей и других защитных гидротехнических сооружений

Волновая энергетика, в то же время, обладает рядом недостатков, наличие которых тормозит развитие отрасли. Основной проблемой является финансовая сторона данного сегмента — расходы на генерацию достаточно велики в сравнении с традиционными методами выработки энергии. В частности, себестоимость волновой генерации выше в несколько раз раза, чем на АЭС и ТЭС. Кроме того, волновой энергетике присущ и ряд «частных» проблем.

Характерные недостатки волновых станций:

  • зависимость от меняющихся физических характеристик волн;
  • нестабильность эффективности работы вследствие изменения погодных условий;
  • уязвимость конструкций перед штормовыми явлениями и сильной волной;
  • неиспользуемый избыток мощности по этим же причинам;
  • относительно небольшая мощность генерации;
  • помехи для судоходства и рыбной ловли;
  • нарушение естественного газообмена морской среды, в котором участвуют волны

Энергия течений

Помимо волновой генерации, одним из перспективных направлений развития морской энергетики является использование силы течений, таких мощных, как Гольфстрим и Куросио, а также Флоридского течения. Эти течения несут в год 83, 55 и 30 млн кубометров водных масс соответственно со скоростью около 2 метра в секунду. Для того, чтобы примерно оценить потенциал только Гольфстрима, следует знать, что его мощность составляет в пределах 50 ГВт. Впрочем, в силу своих технических возможностей люди могут рассчитывать лишь на 15% этой энергии.

В любом случае, океанические течения являются привлекательным сегментом для генерирующих компаний, поскольку данный источник характеризуется стабильностью скорости, силы и направления движения воды. В настоящее время выработка энергии с использованием силы течений осуществляется при помощи насосов водяного и объёмного типа. К первым относятся погружные роторные устройства, оснащённые лопастями, которые приводятся в движение силой воды. Вторые включают в себя сопла, при движении в полости которых водные массы засасывают атмосферный воздух, раскручивающий в свою очередь пневмотурбину.

Испытания турбины в рамках проекта по освоению энергетического потенциала Гольфстрима

Эксперименты в Азии

В мире пока нет полноценных коммерческих станций, которые работают в промышленных масштабах на силе течений. Все проекты, которые уже реализованы или только находятся на стадии выполнения, носят экспериментальный характер. Одним из успешных проектов является станция, построенная в восточной части тайваньского региона и работающая на энергии течения Куросио. По данным руководителя проекта Чень Янь-иня, его исследовательская группа сумела добиться наиболее впечатляющих результатов — станция уже выработала порядка 26 кВт электроэнергии. Непосредственно мощность генератора достигает 50 Квт. По словам лидера команды, для Тайваня получения альтернативных источников энергии имеет ключевое значение, поскольку остров крайне зависим от атомной генерации.

Работают над освоением энергии тихоокеанского Куросио и в другом азиатском регионе — Японии. Интерес к альтернативной энергетике в этой стране значительно вырос после массового закрытия АЭС на фоне фукусимской катастрофы. Разработкой волновой станции совместно занялись компании NEDO, Toshiba и IHI. Выработанное решение отличается оригинальностью — турбины будут изготовлены в виде плавучих кайтов (аналог воздушных змеев), которые предназначены для размещения под водой. Каждый кайт будет закреплён на дне при помощи якоря. Их оснастят двумя турбинами, вращающимися в противоположных направлениях.

Испытания турбины в районе течения Куросио

Предполагается, что начальная мощность генераторов составит 1 Мвт. Специалисты уже подсчитали, что скорость течение в зоне возможного строительства станции составляет 20 километров в час, что с учётом плотности воды эквивалентно воздушному потоку со скоростью 180 километров в час. До конца текущего года инженеры корпораций будут проводить оценку проекта на предмет возможности его реализации. Последняя представляется достаточно сложной, поскольку установка турбин потребует трудоёмких работ глубоководных работ, а также значительных финансовых вложений.

Системы Seaflow и Seagen

С 2003 года в Великобритании не прекращается тестирование на надёжность роторных систем, рассчитанных на выработку энергии из морских течений. Первая установка получила название Seaflow, а вторым появился её модернизированный вариант Seagen. Последний запустили у побережья ирландского Странгфорда в Ольстере. Конструкция обеих турбин позволяет противостоять разрушительному воздействию колоссальных масс воды, перемещающихся с большой скоростью. В британском регионе уже запущена и третья турбина по проекту Scottish Power Renewables — у берегов Шотландии, в районе Оркнейских островов.

Установка Segen

Американские решения

Как и в случае с волновыми станциями, реализацией проектов в сфере энергетики течений в США занимаются в том числе военно-морские силы. Один из проектов компании Eaton Corporation, разработчики которого рассчитывают на военное финансирование, предусматривает установку у флоридского побережья турбин мощностью 1 МВт. Зона расположения генератора, в роли производителя которого выступит компания Triton, специализирующаяся на постройке субмарин, будет выбрана на глубине от 30 до 500 метров, где скорость течения является стабильной и составляет до 9 километров в час.
Широкую огласку получил предстоящий коммерческий проект Coriolis. В его рамках предполагается установка во флоридском регионе 242 турбин диаметром 168 метров. При этом расстояние от верха турбины до поверхности воды достигнет 30 метров, что необходимо для предотвращения создания препятствий для судоходства. Ширина системы по фронту составит 60 километров. В зоне установки турбин ширина течения достигает 80 километров. Мощность каждой такой турбины ожидается в пределах 43 МВт. По расчётам специалистов, реализация проекта обойдётся дешевле, чем строительство и эксплуатация аналогичных по мощности ТЭС.

Результаты испытаний, которые проводились как на экспериментальных, так и на коммерческих электростанциях, свидетельствуют о том, что развитие сегмента выработки энергии из силы волн и течений морей и океанов представляется перспективным направлением, однако тормозится рядом проблем. Несмотря на сложность и трудоёмкость работы по строительству морских генерирующих объектов, очевидно, что после преодоления технических и финансовых вопросов, связанных с их постройкой, последние не только займут достойное место в мировой энергетике, но и могут потеснить на рынке традиционные электростанции.

Источник: пронедра.ру

Альтернативные источники энергии в Украине, альтернативная энергетика — ГРЕСА

Автономно работающий ветрогенератор — это наиболее простой и популярный вариант, пригодный для обеспечения потребителей электроэнергией. Даже при наличии сети общего пользования потребитель может сталкиваться со множеством проблем начиная от перебоев или недостатка мощности и заканчивая высокой ценой за энергию. Поэтому вопрос об установке ветрогенератора, работающего в параллель с сетью, может оказаться актуальным. Если вырабатываемая ветровым генератором энергия покрывает потребление, то излишки отдаются в сеть. Если же наоборот мощности ветряка недостаточно, то требуемая порция электричества берется из сети.

Так как каждый объект индивидуален, для уточнения необходимого Вам оборудования и его стоимости обращайтесь по телефону (044) 408-00-77, 408-00-44.

Простота в эксплуатации, удобство и комфорт, вам не придётся больше пользоваться электросчётчиком, менять пробки, стоять в очередях, оплачивая счета за электричество. Вы заплатите только один раз, когда устанавливаете систему и на 20 лет забудете обо всех неудобствах и проблемах, связанных с оплатой электроэнергии, и её нестабильной подачей. Кроме того, эксплуатация самой системы не потребует от Вас дополнительных знаний и навыков работы с ней, так как она является полностью автономной. Вы станете полностью энергонезависимы, а в Вашем доме всегда будет свет.

Широкий выбор солнечных панелей от ведущих производителей:


Так как каждый объект индивидуален, для уточнения необходимого Вам оборудования и его стоимости обращайтесь по телефону (044) 408-00-77, 408-00-44.

Контроллеры заряда предназначены для оптимизации режима заряда/разряда аккумуляторных батарей с целью продления их срока службы. Другими словами контроллер предотвращает перезарядку и полную разрядку аккумуляторных батарей.

Так как каждый объект индивидуален, для уточнения необходимого Вам оборудования и его стоимости обращайтесь по телефону (044) 408 00 77, 408 00 44.

Типы ветрогенераторов | Atmosfera™. Альтернативные источники энергии. Солнце. Ветер. Вода. Земля.

Ветроэлектроустановки (ВЭУ) преобразуют кинетическую энергию ветра в электрическую с помощью генератора в процессе вращения ротора. Лопасти ветряков используются подобно пропеллеру самолета для вращения центральной ступицы, подсоединенной через коробку передач к электрическому генератору. По своей конструкции генератор ВЭУ напоминает генераторы, используемые в электростанциях, работающих за счет сжигания ископаемого топлива. Существуют два основных типа ветрогенераторов.

Горизонтальные

Вертикальные

Ветрогенератор с горизонтальной осью вращения, имеет две или три лопасти, установленные на вершине башни, — наиболее распространенный тип ветроустановок ВЭУ. У турбин с горизонтальной осью вращения ведущий вал ротора расположен горизонтально. В рабочем состоянии относительно направления воздушного потока ротор турбины может находиться перед опорой — так называемый наветренный ротор или за опорой — подветренный ротор. Чаще всего турбины с горизонтальной осью вращения имеют две или три лопасти, хотя есть и модели с большим числом лопастей. Последние ветряки представляют собой диск с большим количеством лопастей. Они получили название «монолитных» установок. Такие установки используются в первую очередь в качестве водяных насосов. В отличие от них площадь ротора турбины с малым количеством лопастей (две-три) не является сплошной. Эти турбины относят к «немонолитным» установкам. Для наиболее эффективной работы ветряка его лопасти должны максимально взаимодействовать с ветровым потоком, проходящим через площадь вращения ротора. Ветряки с большим количеством лопастей обычно работают при низких скоростях вращения. В то время как установки с двумя или тремя лопастями должны вращаться с очень высокой скоростью, чтобы максимально «охватить» ветровые потоки, проходящие через площадь ротора. Теоретически, чем больше лопастей у ротора, тем эффективней должна быть его работа. Однако, ветряки с большим количеством лопастей менее эффективны, чем ветрогенераторы с двумя или тремя лопастями, так как лопасти создают помехи друг другу. У ветряков с вертикальной осью вращения (Н-образные) ведущий вал ротора расположен вертикально. Лопасти такой турбины — длинные, обычно дугообразные. Они прикреплены к верхней и нижней частям башни. Благодаря вертикальному расположению ведущего вала ротора Н-образные турбины, в отличие от турбин с горизонтальной осью вращения, «захватывают» ветер, дующий в любом направлении, и для этого им не нужно менять положение ротора при изменении направления ветровых потоков. Несмотря на свое внешнее различие, ветряки с вертикальной и горизонтальной осями вращения представляют собой похожие системы. Кинетическая энергия ветра, получаемая при взаимодействии воздушных потоков с лопастями ветряка, через систему трансмиссии передается на электрический генератор. Благодаря трансмиссии генератор может работать эффективно при различных скоростях ветра. По способу взаимодействия с ветром ветряки делятся на установки с жестко закрепленными лопастями без регулирования и на агрегаты, у которых лопасти сделаны с изменяющимся углом. Обе конструкции имеют преимущества и недостатки. Ветряки, у которых лопасти сделаны с изменяющимся углом, имеют более высокую эффективность использования ветра и, соответственно, они вырабатывают больше электроэнергии. В то же время, эти ветряки должны быть оснащены специальными подшипниками, которые, исходя из имеющегося уже опыта, часто являются причиной поломок агрегатов. Турбины с жестко закрепленными лопастями более просты в обслуживании, однако их эффективность использования ветрового потока ниже.

3 Возобновляемые технологии производства электроэнергии | Электроэнергия из возобновляемых источников: состояние, перспективы и препятствия

Эрнст, Б., Б. Оуклиф, М.Л. Альстром, М. Ланге, К. Мёрлен, Б. Ланге, У. Фокен и К. Рориг. 2007. Предсказание ветра. IEEE Power & Energy Magazine 5 (6): 78-89.

ETSO (Европейские операторы систем передачи). 2007. Европейское исследование интеграции ветра (EWIS) на пути к успешной интеграции ветроэнергетики в европейские электрические сети. Брюссель. Доступно по адресу http://www.etsonet.org/upload/documents/Final-report-EWIS-phase-I-approved.pdf.

Флетчер, Э.А. 2001. Солнечная термическая обработка: обзор. Журнал инженерии солнечной энергии 123: 63-74.

Гюк, И. 2008. Накопление энергии для более зеленой сети. Презентация на третьем заседании Группы экспертов по электроэнергии из возобновляемых источников, 16 января 2008 г., Вашингтон, округ Колумбия,

Хоулинз Д. и М. Ротледер. 2006. Возрастающая роль прогнозирования ветра в рыночных операциях CAISO.Стр. 234-238 на конференции и выставке Power Systems, 2006 (PSCE ’06). Вашингтон, округ Колумбия: Институт инженеров по электротехнике и радиоэлектронике.

IEEE (Институт инженеров по электротехнике и радиоэлектронике). 2005. Выпуск за ноябрь / декабрь: Работа с ветром — интеграция ветра в энергосистему. Журнал IEEE Power & Energy 3 (6).

IEEE. 2007a. Выпуск за ноябрь / декабрь: Интеграция ветроэнергетики, политика движения и экономика. Журнал IEEE Power & Energy 5 (6).

Джонс, А.Т. и У. Финли. 2003. Последние разработки в области мощности градиента солености. Стр. 2284-2287 в ОКЕАНАХ 2003: Празднование прошлого, объединение в будущее. Колумбия, штат Мэриленд: Общество морских технологий.

King, D.L., W.E. Бойсон, Дж. Мраточвиль. 2004. Модель производительности фотоэлектрической матрицы. Отдел исследований и разработок фотоэлектрических систем. Альбукерке, Северная Мексика: Sandia National Laboratories.

Кропоски, Б. 2007. Взаимосвязь и хранение возобновляемых источников энергии. Презентация на первом заседании Группы экспертов по электроэнергии из возобновляемых источников, 18 сентября 2008 г.Вашингтон, округ Колумбия,

Манчини Т., П. Хеллер, Б. Бултер, Б. Осборн, С. Вольфганг, Г. Вернон, Р. Бак, Р. Дайвер, К. Андрака и Дж. Морено. 2003. Системы Блюдо Стирлинга: Обзор развития и состояния. Журнал инженерии солнечной энергии 125: 135-151.

Маккенна, Дж., Д. Блэквелл, К. Мойес и П.Д. Паттерсон. 2005. Возможна поставка геотермальной электроэнергии с побережья Мексиканского залива и нефтяных месторождений Среднего Континента. Нефтегазовый журнал (5 сентября): 3440.

Майлз, А.C. 2008. Гидроэнергетика в Федеральной комиссии по регулированию энергетики. Презентация на третьем заседании Группы экспертов по электроэнергии из возобновляемых источников, 16 января 2008 г., Вашингтон, округ Колумбия,

Миллс Д., П. Ле Ливр и Г.Л. Моррисон. 2004. Более низкие температуры для очень больших солнечных электростанций. Материалы 12-го Международного симпозиума по солнечной энергии и химическим энергетическим системам (SolarPACES ’04), Оахака, Мексика. Доступно на http://www.ausra.com/pdfs/LowerTempApproach_Mills_2006.pdf.

Альтернативные источники энергии

Различные типы альтернативных источников энергии

В течение нескольких десятилетий ведется немало дискуссий об ущербе, наносимом окружающей среде засорением и выбросом вредных газов в атмосферу. Многие идеи о том, как защитить окружающую среду, были реализованы либо общественным сознанием, либо законом, чтобы помочь очистить землю и уменьшить загрязнение в будущем. Эти идеи варьируются от переработки до вывоза мусора и использования альтернативных источников энергии.Мы собираемся сосредоточиться на преимуществах, возможностях и препятствиях, которые возникают при использовании альтернативной энергии.

Альтернативная энергия лучше всего определяется как использование источников энергии, отличных от традиционных ископаемых видов топлива, которые считаются экологически вредными и дефицитными. Ископаемое топливо состоит из природного газа, угля и нефти. В настоящее время ископаемое топливо является наиболее часто используемым источником энергии для обогрева наших домов и питания наших автомобилей. Чтобы использовать это топливо в качестве энергии, его необходимо сжечь, а при сжигании этого топлива в атмосферу выделяются вредные газы, вызывая загрязнение.Другой проблемой, связанной с ископаемым топливом, является их предложение: неясно, как долго хватит запасов нефти и угля при наших текущих темпах потребления или будут ли новые запасы открыты до того, как текущие запасы закончатся. По оценкам, на сколько хватит текущих запасов, от 20 до 400 лет. Из-за опасений по поводу ископаемого топлива все больше людей начинают использовать альтернативные источники энергии. Некоторыми популярными альтернативными источниками энергии являются энергия ветра, гидроэлектроэнергия (гидроэнергия), солнечная энергия, биотопливо и водород.Все эти виды топлива имеют две общие черты: их небольшое воздействие на окружающую среду на Земле и их устойчивость (бесконечные поставки) в качестве источника энергии.

Итак, если предполагается, что альтернативные источники энергии решат наши проблемы с окружающей средой и снабжением, почему мы не перешли на использование исключительно альтернативных источников энергии? Что ж, простой ответ заключается в том, что альтернативные источники энергии, как правило, имеют общие препятствия для их использования в качестве широко распространенных источников энергии. Эти препятствия включают местоположение, хранение, высокую стоимость производства и использования и нестабильное энергоснабжение.

Энергия ветра

Энергия ветра — не новый источник энергии. На протяжении сотен лет люди использовали силу ветра, чтобы переправлять свои корабли через океаны, и использовали ветряные мельницы для измельчения зерна, перекачивания воды и пиления древесины. Сила ветра легче всего увидеть с помощью детской мельницы. Основная идея заключается в том, что, когда ветряная мельница задерживается на встречных потоках ветра, ветер захватывает изгиб лопастей, заставляя ветряную мельницу вращаться. Это энергия ветра в действии.

Ветряная турбина работает очень похоже на старинную ветряную мельницу, поскольку она также использует кинетическую энергию ветра (энергия, вызванная движением) для вращения лопастей. Лопасти вращают вал, который соединен с генератором . Генератор — это устройство, преобразующее механическую энергию в электрическую. Внутри генератора медная катушка перемещается через магнитное поле валом, который соединен с движущимися лопастями. Это движение заставляет электрический ток течь через медную катушку.Когда генератор механически приводится в движение ветром через ветряную турбину, он может производить электричество.

Энергия ветра считается экологически чистым источником энергии, потому что в ее производстве нет химических процессов. Побочные продукты, такие как углекислый газ, не вызывают загрязнения воздуха или воды. Ветровая генерация — это возобновляемый ресурс, который никогда не иссякнет, и это отличный источник энергии для людей, живущих в отдаленных районах, где может быть трудно обеспечить их энергией с помощью проводов, подключенных к электростанции, которая находится далеко.Фактическая площадь, занимаемая ветряной турбиной, относительно мала по сравнению с другими альтернативными источниками энергии. Диаметр основания должен составлять всего около шести футов, что делает стоимость ветряной турбины относительно дешевой.

Проблема с использованием энергии ветра заключается в том, что это не всегда гарантированный источник энергии. Когда ветер не дует, электричество не вырабатывается, и приходится полагаться на резервный источник энергии. Ветряные электростанции необходимы для коммерческой генерации, что поднимает проблему препятствий на фоне ландшафта, вызванных таким количеством ветряных турбин, выстроенных рядом друг с другом.Многие люди не хотят видеть несколько ветряных турбин за окнами своей кухни. Еще одна проблема заключается в опасности, которую эти движущиеся лезвия создают для птиц, пролетающих по местности. Ветряные турбины новой конструкции имеют более крупные лопасти, которые вращаются с меньшей скоростью, чтобы птицы могли их видеть и не цепляться за них.

Гидроэнергетика

Термин « гидроэлектроэнергия» относится к производству электроэнергии за счет энергии воды. «Гидро» происходит от греческого слова «гидра», что означает вода.Как и энергия ветра, использование воды для производства энергии также имеет более ранние корни, чем в наши дни. Водяные колеса были впервые использованы для улавливания энергии воды и механического измельчения зерна. Позже они использовались для перекачивания воды, орошения сельскохозяйственных культур, работы лесопильных заводов и текстильных фабрик. Сегодня мы используем водяные турбины так же, как ветряные, для выработки электроэнергии.

Самым распространенным источником энергии воды сегодня является гидроэлектростанция. Для гидроэлектростанций обычно требуется плотина, построенная на реке, которая создает резервуар с водой.Плотина удерживает воду до тех пор, пока не откроются ворота, позволяющие воде течь. С помощью силы тяжести вода течет по трубопроводу, называемому напорным трубопроводом , к турбине. Перепад высот через напорный помогает воде, чтобы создать давление по мере приближения к турбине. Движущаяся вода достигает турбины и вращает лопасти турбины. Над турбиной находится генератор, который соединен с турбиной валом. Подобно генератору в ветряной турбине, генератор в водяной турбине также вырабатывает электричество, перемещая ряд медных катушек мимо магнитов.Затем трансформатор берет электричество, произведенное генератором, и преобразует его в ток более высокого напряжения. Электричество теперь готово для питания предприятий и домов через линии электропередачи.

Гидроэлектроэнергия — это возобновляемый источник, который не вызывает отходов или загрязнения. В отличие от энергии ветра, гидроэлектроэнергия более надежна. Энергия может накапливаться для использования плотиной, сдерживающей воду, до тех пор, пока не потребуется больше энергии. Однако гидроэнергетика требует большой электростанции, строительство которой очень дорого.Эти электростанции также требуют строительства плотин на реках, изменяя экосистему местности. Вместо реки в районе над плотиной теперь есть большое озеро, которое простирается над местами обитания наземных животных. Количество и качество воды, вытекающей из плотины, может иметь неблагоприятное (отрицательное) влияние на растения, живущие на земле и в воде внизу.

Солнечная энергия

Солнечная энергия просто использует солнечный свет в качестве энергии. Это можно сделать, используя солнечные элементы для преобразования солнечного света в электричество, солнечные тепловые панели, которые используют солнечный свет для нагрева воздуха и воды, или пассивно используя солнечную энергию, позволяя солнечному свету проникать через окна для обогрева здания. Общая энергия, которую мы получаем от Солнца каждый год, примерно в 35000 раз больше, чем энергия, которую использует человечество, а это означает, что этот источник энергии, вероятно, является одним из лучших источников для будущего. Задача заключается в том, чтобы использовать и хранить эту энергию экономичным способом.

Одним из самых популярных способов использования солнечной энергии является использование фотоэлектрических элементов, которые также известны как солнечные элементы. Фотоэлементы работают, поглощая частицы солнечной энергии, из которых состоит солнечный свет.Эти частицы называются фотонами. Поглощенные фотоны переносятся на полупроводниковый материал, обычно кремний. (Полупроводники — это вещества, которые проводят электричество легче, чем изоляторы, но не так легко, как проводники, такие как медь.) Электроны в полупроводнике отбрасываются входящими фотонами, оставляя промежутки между связями атомов. И свободные электроны, и открытые пространства могут нести электрический ток. Фотоэлементы построены с одним или несколькими электрическими полями для управления потоком электронов, таким образом контролируя поток тока.Когда металлические контакты размещаются сверху и снизу фотоэлемента (во многом как батарея), мы можем извлечь этот электрический ток, чтобы использовать его в повседневной жизни.

Подобно вышеуказанным альтернативным источникам энергии, солнечная энергия является возобновляемой и не загрязняет окружающую среду. В отличие от ветряных турбин и гидроэлектроэнергии, фотоэлектрическое преобразование в электричество является прямым, что означает, что не требуется дорогой и громоздкий генератор. Подобно ветровым турбинам, солнечная энергия также может использоваться в удаленных местах, где было бы экономически невозможно обеспечить энергией удаленную электростанцию.Солнечная энергия также может быть очень эффективной для обеспечения тепла и света за счет использования солнечных печей, солнечных водонагревателей, солнечных домашних обогревателей и использования световых люков.

Солнечная энергия имеет общий недостаток с ветряными турбинами: их непредсказуемость. Солнечная энергия работает только тогда, когда светит солнце, что делает фотоэлементы неэффективными в ночное время, а в пасмурный день они не работают. В настоящее время необходимо использовать накопители энергии, чтобы сделать солнечную энергию основным источником энергии. Многие формы солнечной энергии по-прежнему экономически нецелесообразны.Фотоэлектрические электростанции дороги в строительстве, и их эффективность в производстве энергии составляет всего около 10%. Электростанции требуется около пяти лет, чтобы произвести то же количество энергии, которое было затрачено на первоначальное здание электростанции. При современных технологиях солнечную энергию лучше всего использовать в меньших масштабах, например в частных домах.

Биотопливо

Есть много источников энергии, которые подпадают под категорию биотоплива: биомасса, биодизель, этанол и метанол — лишь некоторые из них. Основная идея здесь состоит в том, чтобы использовать органическое вещество (обычно полученное из растений) в качестве источника топлива. Биомасса относится к использованию мусора и растительности в качестве источника топлива. Когда мусор разлагается (распадается), он производит газ, называемый метаном, который можно улавливать, а затем сжигать для получения энергии, которая может быть преобразована в электричество. Растительность можно сжигать напрямую, как ископаемое топливо, для получения энергии. Хотя эти методы действительно помогают с точки зрения затрат и устойчивости, они по-прежнему оказывают значительное воздействие на окружающую среду, как и ископаемое топливо.

Этанол и метанол — два спирта, которые производятся из биомассы. Этанол обычно производится из кукурузы, но его также можно получить из отходов сельского хозяйства, лесозаготовок и бумаги. Метанол также известен как древесный спирт, потому что его можно производить из дерева; однако большая часть метанола производится с использованием природного газа, поскольку он дешевле. В то время как биодизель является альтернативой дизельным двигателям, этанол и метанол являются альтернативой бензиновым двигателям. Большинство частных автомобилей имеют бензиновые двигатели и могут использовать смеси этанола с незначительной модификацией двигателя или без него.Этанол также горит чище и производит меньше выбросов парниковых газов, чем бензин. Однако сравнивать цену этанола с ценой на бензин немного сложно. Один галлон чистого этанола содержит на 34% меньше энергии, чем один галлон чистого бензина. Обычная смесь этанола, E85, представляет собой смесь 85% этанола и 15% бензина и дает на 27% меньше топлива, чем 100% бензин. Таким образом, для того, чтобы E85 стоил дешевле бензина, он должен иметь более чем 27% -ное снижение цены, чем бензин. Бензин стоит 3 доллара.00 галлон имеет такую ​​же экономию топлива, как E85, который стоит 2,19 доллара за галлон.

Биодизель производится путем смешивания растительного масла, такого как рапсовое или соевое масло, и спирта, такого как метанол или этанол. Катализатор часто добавляют для увеличения скорости реакции между растительным маслом и спиртом. Этот процесс производства биодизеля называется переэтерификацией (для получения дополнительной информации о переэтерификации щелкните здесь). Этот химический процесс заставляет глицерин отделяться от жира в растительном масле, оставляя после себя два продукта: метиловый эфир или этиловый эфир (химическое название биодизеля) и глицерин.Глицерин — ценный побочный продукт, который часто используется при производстве мыла и других продуктов.

Биодизель считается идеальным топливом, потому что он экологически чистый и может использоваться в любом дизельном двигателе. Его часто смешивают с обычным нефтяным дизельным топливом, чтобы избежать осложнений при использовании в холодную погоду. Чистый биодизельный гель при более высокой температуре, чем нефтяное дизельное топливо. (Соевый биодизель, закупленный в США, начинает загустевать при температуре около 40 ° F.) Это означает, что грузовик, работающий на биодизельном топливе, при минусовой температуре сложнее запустить, чем грузовик, работающий на дизельном топливе. Производство биодизеля обходится дороже, и поэтому его покупка стоит дороже, чем дизельное топливо. В противном случае биодизель работает так же, как нефтяное дизельное топливо. Чистое биодизельное топливо и смеси биодизеля выделяют меньше парниковых газов, биоразлагаемы (способны разлагаться естественными процессами) и могут продлить срок службы дизельных двигателей. Некоторые заправочные станции, которые поставляют дизельное топливо, также поставляют биодизель. Эти розничные торговцы более распространены в штатах Среднего Запада. Вот карта розничных продавцов биодизеля в Соединенных Штатах.

Водород

Одним из самых многообещающих альтернативных видов топлива будущего является водород. Его большие запасы и чистое горение заставляют многих ученых и экологически сознательных граждан рассматривать его как решение для замены ископаемого топлива без радикального изменения нашего нынешнего образа жизни и зависимости от личных транспортных средств. В отличие от ископаемого топлива, это неуглеродное топливо, поэтому при его сжигании не образуется больше углекислого газа. Водород — это самый простой и распространенный элемент на Земле, который содержится в воде, воздухе и всех органических веществах.Однако даже при всех этих положительных моментах на пути к использованию водорода в качестве основного источника топлива стоят две основные проблемы: его производство и хранение.

Есть два основных способа производства водорода: электролиз и риформинг природного газа. Электролиз включает использование электрического тока для разделения молекулы воды на водород и кислород. (Чтобы отделить водород дома с помощью электролиза, щелкните здесь.) В процессе реформинга природного газа метан (который является основным компонентом природного газа, используемого для производства водорода) нагревается с помощью пара, вызывая реакцию между метаном и водой. пар, который производит водород, диоксид углерода и следовые количества оксида углерода.В настоящее время оба метода используют природный газ для производства водорода. Для риформинга метана требуется расщепление водорода от углерода в метане, но для электролиза требуется источник энергии для производства электричества для расщепления молекулы воды. В качестве источника топлива для производства электроэнергии чаще всего используется природный газ. Поскольку оба этих метода требуют потребления природного газа для производства водорода, использование водорода обходится дороже, чем природный газ.

Водород можно использовать в транспортных средствах двумя способами: для выработки электроэнергии в топливном элементе или непосредственно в двигателе внутреннего сгорания.Использование водорода в топливном элементе — более чистый метод. Топливный элемент — это электрохимическое устройство, которое объединяет водород и кислород для производства электроэнергии. Его единственными побочными продуктами являются тепло и вода, которые не загрязняют окружающую среду. При использовании водорода непосредственно в двигателе внутреннего сгорания водород сжигается с окружающим воздухом (который составляет около двух третей азота), образуя оксидные газы на основе азота, которые вызывают некоторое загрязнение, и водяной пар. Независимо от того, используется ли водород непосредственно в двигателе внутреннего сгорания или в топливном элементе, оба метода требуют хранения водорода для использования во время движения транспортного средства. В пересчете на массу водород производит больше энергии при сжигании по сравнению с любым другим топливом — один фунт водорода производит в 2,6 раза больше энергии, чем один фунт бензина. Однако водород — это газ, поэтому один фунт водорода занимает в четыре раза больше места, чем один фунт бензина. Например, автомобиль, вмещающий 15 галлонов бензина, должен содержать эквивалентное количество водорода 60 галлонов для производства того же количества энергии. Бак в автомобиле должен быть размером с две средние ванны для хранения водорода, необходимого для того, чтобы проехать разумное расстояние без дозаправки.Однако 15 галлонов бензина будут весить 90 фунтов, тогда как 60 галлонов водорода будут весить всего 34 фунта.

Чтобы решить эту проблему с пространством, водород можно превратить в жидкость, которая занимает меньше места, чем водород в виде газа, но для того, чтобы превратить водород в жидкость, его необходимо охладить и поддерживать температуру -423,2 ° по Фаренгейту. Хранить водород в виде газа или жидкости очень дорого и обременительно. Тем не менее, на горизонте есть надежда. Министерство энергетики США предоставило гранты ученым, чтобы найти способы улучшить хранение водорода на небольших транспортных средствах за счет улучшения сжатия и сжижения водорода, использования гидридов металлов для хранения большего количества водорода без увеличения веса транспортного средства и улучшения его характеристик. использование адсорбирующих материалов для сбора и удержания газообразного водорода на поверхности твердого тела.Однако даже если мы преодолеем проблему хранения, мы все равно столкнемся с препятствием и расходами, связанными с заменой всех автомобилей с бензиновым двигателем на автомобили с водородным двигателем и заменой бензозаправочных станций на водородные, чтобы превратиться в Америку, основанную на водороде.

Выбор портативного генератора возобновляемой энергии

Системы выработки электроэнергии имеют сотни применений. В этой статье основное внимание будет уделено портативным генераторам в частности, а также ряду их применений и определению размеров в целом. Цель состоит в том, чтобы ответить на часто задаваемые вопросы: «На чем будет работать этот генератор?», «Как долго?» И «Будет ли он работать в моем доме?» На эти вопросы обычно нужно отвечать вопросом: «Что вы хотите (нужно) запустить?» который определяет приложение.

Выбор портативного генератора возобновляемой энергии

Дженни Френч | САНРНР

При выборе любого оборудования в игру вступают многие переменные.Когда это оборудование является генератором или системой электропитания, переменные могут включать размер, выходную мощность, шум, источник энергии и срок службы. Однако многие из этих переменных определяются только после первого определения приложения оборудования (его цели и того, как вы планируете его использовать), что упрощает выбор.

Системы производства электроэнергии имеют сотни применений. В этой статье основное внимание будет уделено портативным генераторам в частности, а также ряду их применений и определению размеров в целом.Цель состоит в том, чтобы ответить на часто задаваемые вопросы: «На чем будет работать этот генератор?», «Как долго?» И «Будет ли он работать в моем доме?» На эти вопросы обычно нужно отвечать вопросом: «Что вы хотите (нужно) запустить?» который определяет приложение.

Для начала потребуются некоторые базовые концепции электричества. Во-первых, ватты равны вольтам, умноженным на амперы. Ватт (1000 Вт = 1 киловатт) — это мощность, необходимая устройству, которая в основном связана с выносливостью. Это уравнение справедливо при работе с переменным током (AC) или постоянным током (DC).Для переменного тока типичные значения напряжения составляют 110–120 В или 220–240 В при 60 Гц в США и 220–240 В при 50 Гц во всем мире. При работе с постоянным напряжением обычно используются 12 и 24 В постоянного тока. Ток зависит от устройства и связан с электрической нагрузкой, которая требуется устройству для первого запуска (скачка напряжения), а затем для продолжения работы.

И будьте осторожны, есть неотъемлемая единица времени (почти всегда «часы») с обеих сторон уравнения W = V x A, иногда указываемая, иногда нет, иногда появляющаяся в числителе (т.е.е. Втч и ампер-час), но часто указывается в знаменателе как Вт / час и ампер / час. Если в спецификации устройства, паспортной табличке или в руководстве пользователя указано 1000 Вт, это означает, что потребляемая мощность устройства составит 1000 Вт для непрерывной работы в течение одного часа при максимальной мощности.

Ваша кофеварка могла бы быть таким устройством на 1000 Вт. Однако он потребляет только 1000 Вт (в час) при варке и, возможно, только 200 Вт после включения горячей плиты. Если он варится шесть минут и нагревается еще 54 перед выключением, вы использовали 1000 (0.1) +200 (0,9) или 280 Вт. Позже, чтобы разогреть чашку в вашей микроволновой печи мощностью 1000 Вт в течение 1,5 минут на высокой мощности, вы используете еще 1000 (1,5 / 60) или 25 Вт. Холодильник может быть рассчитан на 6 ампер (660 Вт. ), но это с открытой дверцей, включенным размораживанием и работающим льдогенератором, но среднее часовое энергопотребление может быть ниже 100 Вт во время циклов компрессора. Практическое правило для устройств с регулируемой мощностью составляет 20% или 1/5 th от заявленной максимальной потребляемой мощности.

Теперь, если посмотреть с другой стороны, можно увидеть способность генератора обеспечивать необходимую мощность.Его выходная мощность ограничена любой комбинацией предела тока инвертора, автоматического выключателя, предохранителя или вилки. Розетки в доме, питающемся от сети, часто имеют защиту до 15 ампер. Выходная мощность генератора будет определяться его ограничениями на выходе и / или мощностью инвертора и непрерывной мощностью.

Газовые генераторы обычно маркируются этим числом выходной мощности, а их характеристики (выносливость, расход топлива) часто указываются в процентах от максимума.Маловаттные газовые генераторы будут работать с маловаттными устройствами на малой мощности, при относительно низком уровне децибел и в течение относительно длительного времени на заправку топлива. Промышленные газовые генераторы с более высокой мощностью могут управлять кондиционерами, большими электроинструментами и т. Д., Но при этом они громче и требуют большего количества топлива. Однако, поскольку одним из применений генераторов является обеспечение электроэнергией во время простоя и поскольку ископаемое топливо может быть недоступно во время отключения (либо нет электричества для работы насоса, либо высокий потребительский спрос), генераторы альтернативной энергии становятся популярными.Независимо от источника топлива, генератор требует бюджетирования использования (Вт · ч) и «топлива» (измеряется в галлонах или часах солнечного света / ветра).

При сравнении генераторов возобновляемой энергии необходимо ответить на некоторые основные вопросы по функциональности (применение, конструкция, расположение), чтобы помочь выбрать вашу марку / модель и определить три важных требования к энергетическим характеристикам — вход, хранение и выход.

  • Каковы ваши требования к переносимости или ограничения по весу? Ручной, колесный агрегат, перевозить в пикапе,…?
  • Какой источник энергии вы хотите использовать? Солнечная, ветровая, кинетическая (велосипед), вода, сетка,…?
  • Если солнечная энергия, где будут располагаться панели? Присоединены к генератору или отделены от него? Установлен?
  • Какое напряжение питания оборудования? (110 В / 60 Гц, 220 В / 50 Гц, 240 В / 60 Гц, 12 В постоянного тока,…)
  • Какова максимальная сила тока (или мощность) любого оборудования, к которому требуется питание?
  • Ваша основная цель — резервное копирование солнечной энергии или вы хотите использовать генератор в качестве постоянной дополнительной мощности?
  • Продолжительность / выносливость / время по существу зависят от емкости аккумулятора, использования и скорости перезарядки.

Еще несколько основных концепций электричества помогут в дальнейшем обсуждении сравнений продуктов солнечных генераторов:

  • Энергия, потребляемая фотоэлектрическими элементами (солнечными панелями), может варьироваться от крошечных калькуляторов с питанием от солнечной энергии на 10 Вт до небольших складных солнечных панелей мощностью 60 Вт и более крупных автономных панелей на 200 Вт и массивов панелей киловатт.
  • Емкость аккумуляторов энергии в перезаряжаемой батарее часто составляет от 50 до 400 ампер-час при использовании технологии стекломата, абсорбирующего свинцовую кислоту.Современные аккумуляторные технологии отчаянно нуждаются в инновационных достижениях, но на данный момент чем больше аккумулятор хранит, тем больше он весит. Емкость в амперах умножается на напряжение батареи (т. Е. 12 В постоянного тока), чтобы получить емкость батареи в ватт-часах.
  • Выходная мощность через преобразователь постоянного тока в переменный измеряется в ваттах и ​​может составлять 200–3500 непрерывно, а кратковременный всплеск примерно вдвое больше.

Другими словами, важно обращать внимание на технические характеристики продукта, касающиеся скорости поступления энергии, количества сохраненной энергии и скорости потребления этой энергии.Составление бюджета запасенной энергии генератора мало чем отличается от поддержания баланса банковского счета или уровня бензобака транспортного средства. Перед тем, как выбрать генератор возобновляемой энергии, может быть полезно изучить и заполнить таблицу, подобную приведенной ниже.

Инвертор,

кВт продолж.

(скачок ~ x2)

Хранимая емкость,

Вт · ч

Солнечная,

Вт

Без солнечной энергии

вариант?

Расширяемый

Система?

Чистый

синус?

Вариант 220VAC?

Вт,

фунтов

Цена

$ / кВт

Марка E

200

1200

72

82

2459.

2,0

Марка H

600

1260

80+

Х

3739.

3,1

Марка X

1500

1200

135+

1600.

1,3

Марка S

1500

3600 *

135+

avail

300

3950.

1,1

Марка М

1800

600

90

Х

1600.

2,7

Марка П

3000

12000?

avail

Х

Х

Х?

?

Марка Z

3000

12000?

700

Х

Х

Х

1750

?

SUNRNR

3500

2900

135+

Х

Х

Х

260

3800.

1,3

* Осторожно: гелевый элемент + Можно добавить солнечные панели

Другие варианты, характеристики, технические характеристики, которые необходимо учитывать:

  • Ограничение количества розеток на ампер. Инверторы с более низким номиналом имеют меньше выходов. Разветвители питания для расширения допустимы, но нагрузка на любую розетку должна оставаться ниже предельного значения ампер, а общая нагрузка (все используемые розетки вместе взятые) должна оставаться в пределах непрерывных / импульсных помех, чтобы избежать автоматического отключения.
  • Доступен ли выход 12 В постоянного тока и при каком пределе ампер? Во многих моделях имеется гнездо для прикуривателя, но со специальным соединительным шнуром SUNRNR может обеспечить 12 В постоянного тока при 30 А.
  • Модифицированные синусоидальные инверторы являются наиболее распространенными, наименее дорогими и отлично работают с большинством оборудования. Однако для определенного оборудования, такого как аудио / видео высокого класса или устройства для приготовления воды, может потребоваться вариант с чистой синусоидой.
  • Требуемое расстояние между блоком и панелями (некоторые из них объединены и неразделимы).

Наконец, вопросы «Что он будет запускать?» и как долго?» лучше всего ответить примерами:

  • Без подзарядки холодильник EnergyStar мощностью 50 Вт (в среднем), потолочный вентилятор мощностью 44 Вт (низкая скорость) и 2 светодиодных светильника «60 Вт» 6 Вт (всего 100 Вт) проработают около 5 часов с брендом M, более 10 часов с использованием бренда Brand H, и более 20 часов с использованием SUNRNR.
  • Опять же, без подзарядки бензопила мощностью 1200 Вт могла непрерывно работать в течение одного часа с маркой X, более двух часов с использованием SUNRNR и, скорее всего, вызвала бы неисправность инвертора марок E и H.
  • Один из вышеперечисленных брендов наиболее известен благодаря своей обширной рекламной кампании, но если посчитать для ежедневного использования в качестве резервной солнечной батареи , она предлагает только 350 Вт в день, что эквивалентно лампочке мощностью 60 Вт в течение 6 часов. Таблица в конце этой статьи показывает, что SUNRNR может обеспечить в четыре раза больше.

При наличии солнца / подзарядки время использования увеличивается примерно на 10%. Эти примеры истощают накопленную энергию, так что энергия снова не доступна без подзарядки.(Другое общее практическое правило — либо планировать использование половины мощности, описанной выше, чтобы другая половина могла заряжаться, либо иметь второй блок для использования, пока первый заряжается.) Дополнительные примеры доступны на www.sunrnr.com , но лучше всего определить свои требования, а затем рассчитать собственные сценарии.

Наконец, «Будет ли он управлять моим домом?» Самый простой способ рассчитать потребление электроэнергии в вашем доме — это посмотреть ежемесячный счет за коммунальные услуги. В нем есть вся информация для расчета среднего почасового использования по месяцам или за последний год.В 2008 году среднее домашнее хозяйство в США потребляло 920 кВт / месяц или примерно 1300 Вт / час. Это означает, что для работы среднего дома в течение одного дня потребуется 15 генераторов SUNRNR. Затем, исходя из приведенного выше правила истощения / пополнения запасов, на следующий день потребуются еще 15, пока первые 15 восстанавливаются. Будет ли SUNRNR управлять всем моим домом? Скорее всего, не. Могу ли я запитать небольшую кабину? Возможно. Может ли один или несколько SUNRNR уменьшить использование моей сети и быть доступным в качестве резервного солнечного источника во время перебоев в подаче электроэнергии? Абсолютно.

Ежедневная / постоянная электрическая нагрузка — один SUNRNR, две панели, 7 часов умеренного солнечного света / день

Ниже показана постоянная нагрузка, которая может быть получена от SUNRNR.

День третий, четвертый и т. Д. Будет эквивалентен второму дню.

Среднее значение 58 Вт в час эквивалентно 1392 Вт в день (5% от среднего потребления домохозяйством в США).

Обратите внимание, эта таблица основана на среднем часовом использовании. Перезарядка очень зависит от того, используется ли больше энергии во время солнечного света, которое забирает из будущей сохраненной энергии, или больше используется из текущей сохраненной мощности, когда подзарядка недоступна.

Каждый дополнительный основной блок SUNRNR или модуль питания увеличивает мощность, доступную для постоянного использования, на 100%.Несмотря на то, что блоки будут разделять рабочую нагрузку через соединение, это похоже на перезарядку одного набора, когда используется другой набор.

_____________ День первый __ __ День второй _______________

в запасе Вт

генерируемых Вт

б / у Watts

в запасе Вт

генерируемых Вт

б / у Watts

9 утра

2000

200

58

1014

200

58

10 утра

2000

200

58

1156

200

58

11 утра

2000

200

58

1298

200

58

полдень

2000

200

58

1440

200

58

13:00

2000

200

58

1582

200

58

14:00

2000

200

58

1724

200

58

15:00

2000

200

58

1866

200

58

16:00

2000

0

58

2000

0

58

17:00

1942

0

58

1942

0

58

18:00

1884

0

58

1884

0

58

19:00

1826

0

58

1826

0

58

20:00

1768

0

58

1768

0

58

21:00

1710

0

58

1710

0

58

10 часов

1652

0

58

1652

0

58

23:00

1594

0

58

1594

0

58

полночь

1536

0

58

1536

0

58

1 час ночи

1478

0

58

1478

0

58

2 часа ночи

1420

0

58

1420

0

58

3 часа ночи

1362

0

58

1362

0

58

4 часа ночи

1304

0

58

1304

0

58

5 утра

1246

0

58

1246

0

58

6 утра

1188

0

58

1188

0

58

7 утра

1130

0

58

1130

0

58

8 утра

1072

0

__58__

1072

0

58

1392 Вт / день

Содержание и мнения в этой статье принадлежат автору и не обязательно отражают точку зрения AltEnergyMag

Комментарии (0)

Эта запись не имеет комментариев. Будьте первым, кто оставит комментарий ниже.


Опубликовать комментарий

Вы должны войти в систему, прежде чем сможете оставлять комментарии. Авторизуйтесь сейчас.

Рекомендуемый продукт

Roof Tech — Солнечные фотоэлектрические системы для монтажа на любую крышу!

Now Roof Tech предлагает вам самые инновационные водонепроницаемые системы крепления, когда-либо разработанные для солнечных фотоэлектрических систем.Продукция Roof Tech, разработанная и изготовленная исключительно для нас давним лидером в области кровельных технологий в Японии, на 100% соответствует нормам и предлагает быструю и простую установку и огромную экономию на транспортных расходах благодаря своей компактной конструкции без рельсов. Узнайте больше о нашей полной линейке универсальных решений для монтажа фотоэлектрических модулей, которые теперь доступны для жилых помещений. Новое поколение решений для монтажа солнечных батарей на крыше ».

Innovus Power: генератор, работающий с возобновляемыми источниками энергии

Марк Хоффман, генеральный директор стартапа Innovus Power, считает, что синхронный генератор, рабочая лошадка энергосистемы прошлого века, нуждается в модернизации для перехода к экологически чистой энергии будущего.

Несомненно, силовые турбины, которые работают с фиксированной скоростью — 60 герц или циклов в секунду в США — до сих пор хорошо обслуживают сеть. Но рост ветровой и солнечной энергии, которая растет и падает с погодой, и использует инверторы для преобразования постоянного тока в готовый к сети переменный ток, ставит перед ними ряд серьезных проблем.

К ним относятся низкая эффективность, когда они вынуждены увеличиваться и уменьшаться, чтобы соответствовать колебаниям в возобновляемой энергии, с некоторыми строгими ограничениями на то, насколько они могут опуститься, прежде чем их нужно будет полностью отключить.Помимо этого, у генераторов с фиксированной скоростью возникают проблемы с поддержанием стабильной частоты в этих условиях, сказал Хоффман во время презентации на конференции Grid Edge Live в Сан-Диего в прошлом месяце.

По его словам, для микросетей, в которых используются дизельные генераторы для поддержки возобновляемых источников энергии, эти проблемы могут привести к резкому увеличению затрат на топливо, чрезмерному износу и необходимости значительно увеличивать размеры генераторов, чтобы покрыть относительно редкие моменты колебания нагрузки. Для энергосистемы в целом это может наложить строгие ограничения на то, сколько возобновляемой энергии может быть интегрировано, прежде чем возникнет необходимость в чрезмерном количестве электростанций, работающих на ископаемом топливе, или дорогих батарей для ее поддержки.

По мнению Хоффмана, генераторная установка с регулируемой скоростью Innovus Power может решить эти проблемы в одном аккуратном корпусе. Разработанные более десяти лет работы в области судовых двигателей и автономных источников питания, 600-киловаттные агрегаты объединяют высокоэффективный двигатель MTU, принадлежащего Rolls Royce, генератор на постоянных магнитах от финской компании Axco и переменного тока. -Преобразователь постоянного тока в переменный от производителя ветряных турбин Northern Power Systems.

«Мы начинаем с того, что берем генератор и позволяем ему работать пропорционально нагрузке», — сказал Хоффман во время презентации Grid Edge Live.По его словам, двигатель агрегата обладает большей гибкостью, чем традиционный генератор с фиксированной частотой вращения. Затем эта гибкость расширяется за счет системы преобразования мощности, которая обеспечивает чистый и стабильный источник переменного тока.

В результате, как сказал мне Хоффман в интервью, система должна стоить меньше и работать лучше, чем дизельные генераторы или много аккумуляторов для рынка микросетей, который, по оценкам GTM Research, вырастет в общей сложности до 3,5 миллиардов долларов в США. Штаты к концу десятилетия.В более долгосрочной перспективе он также может удовлетворить потребности коммунальных предприятий, которым требуется гибкое, но масштабируемое решение для интеграции постоянно растущей доли возобновляемых источников энергии в свои сети.

«Вы можете взглянуть на нашу платформу с поверхности и сказать, что она более сложна на микроуровне — и да, это так», — сказал он. «Но, решая то, что мы считаем наиболее важными проблемами на микроуровне, он значительно упрощает все остальное».

Создание генератора с регулируемой частотой вращения там, где другие вышли из строя

Генераторы с регулируемой частотой вращения существуют уже несколько десятилетий, но они боролись с ключевыми техническими и инженерными проблемами.«Есть много компаний, которые пытались делать то, что делаем мы, но потерпели неудачу», — сказал Хоффман.

Но в последнее десятилетие или около того последовательные достижения в области силовой электроники позволили типу комбинированной системы, которую создает Innovus, приблизиться к коммерческой жизнеспособности, сказал он.

Технология Innovus исходит от компании Glacier Bay, производителя дизель-электрических морских силовых установок, которую Хоффман возглавлял в качестве генерального директора. Около двух десятков судов сейчас работают на системах Glacier Bay, но компания не могла заставить бизнес работать из-за относительно небольших рыночных возможностей.

По словам Хоффмана, Innovus получила от трех неназванных инвесторов от 4 до 6 миллионов долларов. В их число входят два человека, которых он знал по годам работы в General Electric и производитель авиадвигателей Allied Signal, а также третий ангел-инвестор.

В исполнительную команду компании входят технический директор Марк Престон, ветеран компаний Vestas, United Technologies и Northern Power Systems. В его состав также входит Стив Леви, вице-президент по продажам и развитию бизнеса, ранее занимавший аналогичные должности в аэрокосмическом гиганте Northrop Grumman и производителе инверторов Advanced Energy.

Innovus стремится поддерживать высокую топливную эффективность и постоянную подачу чистой и стабильной мощности при работе с различными скоростями. Это позволяет генератору Innovus работать с мощностью менее 30 процентов, что может быть достигнуто только при резком снижении эффективности с помощью генераторов с фиксированной частотой вращения.

«Я не хочу выдавать слишком много, но это ноу-хау, это большая часть секретного соуса», — сказал Хоффман.

Блоки Innovus мощностью 600 киловатт сконструированы так, чтобы их можно было штабелировать до мегаваттного уровня, и они оснащены главной системой управления, которая определяет нагрузку.«Это часть нашей интеллектуальной собственности — способность обнаруживать изменения нагрузки гораздо более совершенным способом, чем то, как работает синхронный генератор», — сказал он.

Это должно позволить системе интегрировать несколько источников энергии, будь то инверторные возобновляемые источники энергии, аккумуляторные системы хранения или традиционные прядильные генераторы. Благодаря преобразователю мощности компании Northern Power Systems, «частота, выходящая из него, является совершенно стабильной, высококачественной мощностью — независимо от того, есть ли у меня их 10 или 10 000, я внесу положительный вклад в свою сеть.

В то же время: «Я уравновешиваю неравномерность своих возобновляемых источников энергии — и вместо того, чтобы передавать эти огромные изменения нагрузки из облаков над головой, со всеми этими большими солнечными фермами и всем остальным, я все выравниваю и заполняю пустоты с высоко управляемой системой », — сказал он.

Тестирование в сравнении с традиционными батареями

Конечно, все эти утверждения должны быть подкреплены развертыванием в реальном мире. Прямо сейчас Innovus близок к завершению своих первых заказов с одним коммунальным предприятием на Аляске и другим австралийским разработчиком проекта.

Заказчиком на Аляске является компания TDX Power, которая построила ветряную электростанцию ​​мощностью 1 мегаватт и резервный массив дизельных генераторов для города Санд-Пойнт на Алеутских островах, пиковый спрос которого составляет 700 киловатт. Это вынудило TDX время от времени сокращать производство ветроэнергетики до 20 процентов мощности.

Согласно анализу с использованием инструментов моделирования от консалтинговой компании Homer Energy, занимающейся микросетями, Innovus должен иметь возможность разрешить использование этой ветровой мощности как для электричества, так и для дополнительных целей, таких как отопление (обозначено как «мощность сброса» на диаграмме ниже), при этом сэкономив около 450 000 литров топлива в год — значительное снижение затрат для острова, который вынужден импортировать все свое топливо.

В Австралии компания EMC, занимающаяся разработкой автономных проектов, рассматривает возможность использования системы Innovus для резервного копирования остановок грузовиков, горнодобывающих предприятий и других удаленных мест, где электрическая сеть либо очень дорога, либо просто недоступна. В отличие от отдаленных островов, стоимость дизельного топлива в континентальной Австралии достаточно низка, чтобы сделать микросеть с использованием возобновляемых источников энергии и аккумуляторов неэкономичной, но не настолько низкой, чтобы не окупить преимущества гибкого генератора, — сказал Джейми Элли, директор EMC.

«В Австралии много работы проводится вне энергосистемы, в основном на дизельном топливе», — сказал он. Горнодобывающие компании платят примерно 70 центов за литр дизельного топлива, но часто вынуждены увеличивать свой парк генераторов с фиксированной частотой вращения, чтобы удовлетворить редкие пики спроса, в результате чего большая часть этого парка большую часть времени простаивает. Использование солнечной и ветровой энергии могло бы компенсировать эти затраты, но не без накопления определенного количества энергии в виде дорогих литий-ионных батарей.

«Генератор Innovus позволит нам достичь очень высокого уровня проникновения возобновляемых источников энергии без очень большой батареи», — сказал он.Согласно его анализу, приведенная стоимость энергии в системе микросетей Западной Австралии, использующей генератор Innovus, составляет 25 центов за киловатт-час, по сравнению с 29 центами за киловатт-час для одной, использующей генераторы с фиксированной скоростью.

Помимо этого, Innovus имеет «технологический путь, который рассматривает возможность объединения возобновляемых источников энергии в их систему в будущем», — сказал он. «Поскольку в их генераторных установках есть шина постоянного тока, вы можете подключать фотоэлектрические массивы и батареи к шине постоянного тока». Это, в свою очередь, «позволит вам отказаться от всех этих инверторов и просто использовать инвертор, поставляемый с генератором Innovus, потому что он в любом случае такого же размера, как и система.Это довольно привлекательный путь развития технологий и исследований ».

Хоффман отметил, что эта возможность связывать несколько источников генерации постоянного тока в единую шину постоянного тока Innovus может обеспечить дополнительный уровень упрощения операторам микросетей, стремящимся к гибкости для роста со временем. Он добавил, что звонок идет не только из автономных сфер.

«У нас есть одно очень крупное предприятие в Азии, которое сейчас очень заинтересовано в запуске некоторых пилотных систем», — сказал Элли. «Их беспокоит снижение нагрузки — промышленные и коммерческие потребители видят рост затрат и создают собственное поколение.

Кто-то может возразить, что сочетание батарей с зеленой энергией является более экологически чистой альтернативой, поскольку не подразумевает сжигания ископаемого топлива. Но чистые аккумуляторные системы по-прежнему трудно найти на всех рынках, кроме самых дорогих ископаемых видов топлива.

По словам Хоффмана, даже если аккумуляторы дойдут до точки, когда поездка туда и обратно будет более рентабельной, чем сжигание ископаемого топлива, для Innovus «это здорово». «Мы бы все равно сказали, отправьте его, когда он будет там. Но в интересах хранилища иметь ископаемое топливо, топливный элемент или какой-либо управляемый источник энергии за пределами хранилища.”

Использование резервных генераторов: альтернативные варианты резервного питания

Вы здесь

Помимо электрических генераторов, работающих на топливе, домовладельцы и владельцы предприятий могут рассмотреть альтернативные варианты резервного питания.

  • Резервное питание от батарей — Позволяет продолжать работу освещения, холодильников и других приборов, вентиляторов и связи во время отключения электроэнергии. Эти системы могут подключаться к возобновляемым источникам энергии, таким как солнечные панели и небольшие ветряные генераторы, чтобы помочь батареям оставаться заряженными во время чрезвычайной ситуации. Вы также можете подзарядить многие из этих аккумуляторных систем с помощью дизельных генераторов. Продолжительность времени, в течение которого вы сможете получать электричество от своих батарей, будет зависеть от размера вашего банка батарей.Системы аварийного резервного питания от мобильных аккумуляторов могут обеспечивать питание сотовых телефонов и фонарей в течение относительно короткого периода времени (например, 700–1500 ватт-часов). Предварительно смонтированные системы резервного питания от солнечных батарей предлагают большую выходную мощность в течение более длительных периодов времени (например, 5 000–10 000 ватт-часов).
  • Солнечная энергия — Солнечная энергия может обеспечивать часть дневной основной энергии, а также надежное резервное питание во время чрезвычайной ситуации. Солнечные панели или солнечные модули обычно устанавливают на крышах домов или рабочих помещений.Эти солнечные панели состоят из фотоэлементов, которые преобразуют солнечный свет в мощность постоянного тока, которая затем преобразуется инвертором в мощность переменного тока или стандартный электрический ток, используемый в вашем доме или офисе. Аккумуляторные системы можно заряжать с помощью солнечной энергии. Поскольку солнечные панели генерируют энергию в течение дня, любая избыточная энергия, не используемая домом или офисом, может храниться для использования ночью, в дождливые дни или во время отключения электроэнергии.
  • Ветровая энергия — Малая ветровая электрическая система (например, жилая или институциональная) может помочь домовладельцам, владельцам малого бизнеса и общественным объектам генерировать собственную энергию для использования на месте. Небольшая ветряная турбина вырабатывает электричество из ветра, когда движущийся воздух заставляет турбину вращаться. Большинство небольших ветряных турбин выглядят как миниатюрные версии больших трехлопастных турбин, но другие модели могут сильно отличаться по внешнему виду. Ветряные электрические системы менее широко используются населением, чем солнечные, потому что многие муниципалитеты не включают небольшие ветровые системы в местные правила зонирования. Это часто делает получение разрешений и установку систем сложным и дорогостоящим.
  • Топливные элементы — Топливные элементы похожи на батареи и могут питать автомобили, грузовики и автобусы, а также портативные устройства, такие как сотовые телефоны и портативные компьютеры. Системы топливных элементов также могут обеспечивать резервное питание зданий и сооружений. Сегодня топливные элементы часто работают на природном газе. Они относительно дороги. В 2005 году наиболее широко применяемые топливные элементы стоили около 4500 долларов за кВт; для сравнения, дизельный генератор стоит от 800 до 1500 долларов за кВт.

Заявление об ограничении ответственности: Поскольку каждая чрезвычайная ситуация индивидуальна, для вашей безопасности важно следовать директивам местных и государственных органов управления чрезвычайными ситуациями и местных коммунальных служб.Информация, представленная на веб-сайте DOE, предназначена только для общих информационных целей и не является одобрением какого-либо конкретного материала или услуги. Прежде чем заниматься какой-либо деятельностью, которая может повлиять на коммунальные услуги, например, электричество или природный газ, свяжитесь с местным коммунальным предприятием, чтобы убедиться, что эти действия выполняются безопасно.

Для получения дополнительных ресурсов по чрезвычайному планированию посетите веб-сайт Федерального агентства по чрезвычайным ситуациям, ready.gov. Государственные и местные органы управления чрезвычайными ситуациями и местные коммунальные службы также могут предоставить полезные рекомендации.

Ссылки по теме

Федеральное агентство по чрезвычайным ситуациям (FEMA)
Публикации FEMA
FEMA Disaster Assistance
Local Government Energy Assurance Planning (LEAP)
National Association of State Energy Officials (NASEO)
National Response Framework
State and Local Energy Планирование гарантий
Новые отчеты и другие материалы
Быстрые ссылки на избранные отчеты

Комментарии или вопросы?

Напишите нам по адресу EnergyReady @ hq. doe.gov.

Возобновляемые источники энергии | Типы, формы и источники

В настоящее время наиболее популярными возобновляемыми источниками энергии являются:

  1. Солнечная энергия
  2. Ветровая энергия
  3. Гидроэнергетика
  4. Приливная энергия
  5. Геотермальная энергия
  6. Энергия биомассы


Как эти типы возобновляемых источников энергии Энергетическая работа

1) Солнечная энергия

Солнечный свет — один из самых богатых и свободно доступных энергетических ресурсов нашей планеты.Количество солнечной энергии, которая достигает поверхности Земли за один час, превышает общие потребности планеты в энергии за целый год. Хотя это звучит как идеальный возобновляемый источник энергии, количество солнечной энергии, которое мы можем использовать, варьируется в зависимости от времени суток и сезона года, а также географического положения. В Великобритании солнечная энергия становится все более популярным способом дополнить потребление энергии. Узнайте, подходит ли это вам, прочитав наше руководство по солнечной энергии.

2) Ветровая энергия

Ветер — обильный источник чистой энергии.Ветряные фермы становятся все более привычным явлением в Великобритании, поскольку энергия ветра вносит постоянно растущий вклад в национальную энергосистему. Чтобы использовать электричество из энергии ветра, турбины используются для привода генераторов, которые затем подают электроэнергию в национальную энергосистему. Несмотря на то, что существуют бытовые или «внесетевые» системы выработки электроэнергии, не все объекты подходят для установки отечественной ветряной турбины. Узнайте больше об энергии ветра на нашей странице о ветроэнергетике.

3) Гидроэнергетика

Как возобновляемый источник энергии, гидроэнергетика является одним из наиболее коммерчески развитых.Построив плотину или барьер, можно использовать большой резервуар для создания контролируемого потока воды, который будет приводить в движение турбину, вырабатывающую электричество. Этот источник энергии часто может быть более надежным, чем солнечная или ветровая энергия (особенно если это приливно-отливная энергия, а не река), а также позволяет хранить электроэнергию для использования, когда спрос достигает пика. Как и энергия ветра, в определенных ситуациях гидроэнергетика может быть более жизнеспособной в качестве коммерческого источника энергии (в зависимости от типа и по сравнению с другими источниками энергии), но в очень большой степени в зависимости от типа собственности ее можно использовать для бытовых, автономных ‘ поколение.Узнайте больше, посетив нашу страницу гидроэнергетики.

4) Приливная энергия

Это еще одна форма гидроэнергетики, которая использует приливные течения два раза в день для привода турбогенераторов. Хотя приливный поток, в отличие от некоторых других источников гидроэнергии, не является постоянным, он очень предсказуем и поэтому может компенсировать периоды, когда приливное течение низкое. Узнайте больше, посетив нашу страницу морской энергетики.

5) Геотермальная энергия

За счет использования естественного тепла под поверхностью земли, геотермальная энергия может использоваться для непосредственного обогрева домов или для выработки электроэнергии.Хотя геотермальная энергия использует энергию прямо у нас под ногами, она имеет незначительное значение в Великобритании по сравнению с такими странами, как Исландия, где геотермальное тепло гораздо более доступно.

6) Энергия биомассы

Это преобразование твердого топлива из растительных материалов в электричество. Хотя по сути биомасса включает сжигание органических материалов для производства электроэнергии, в настоящее время это гораздо более чистый и энергоэффективный процесс.Преобразуя сельскохозяйственные, промышленные и бытовые отходы в твердое, жидкое и газовое топливо, биомасса вырабатывает электроэнергию с гораздо меньшими экономическими и экологическими издержками.


Что не является возобновляемым источником энергии?

Ископаемое топливо не является возобновляемым источником энергии, потому что оно не безгранично. Кроме того, они выделяют в нашу атмосферу углекислый газ, который способствует изменению климата и глобальному потеплению.

Сжигать дрова вместо угля немного лучше, но это сложно.С одной стороны, древесина является возобновляемым ресурсом — при условии, что она поступает из устойчиво управляемых лесов. Древесные пеллеты и прессованные брикеты производятся из побочных продуктов деревообрабатывающей промышленности, поэтому, возможно, это отходы вторичной переработки.

Топливо из сжатой биомассы также производит больше энергии, чем бревна. С другой стороны, при сжигании древесины (будь то необработанная древесина или переработанные отходы) частицы попадают в нашу атмосферу.

Будущее возобновляемых источников энергии

По мере роста населения мира растет и спрос на энергию для обеспечения наших домов, предприятий и сообществ.Инновации и расширение возобновляемых источников энергии являются ключом к поддержанию устойчивого уровня энергии и защите нашей планеты от изменения климата.

На сегодняшний день возобновляемые источники энергии составляют 26% мировой электроэнергии, но, по данным Международного энергетического агентства (МЭА), к 2024 году ожидается, что их доля достигнет 30%. «Это поворотный момент для возобновляемых источников энергии», — говорится в заявлении МЭА. исполнительный директор, Фатих Бирол.

В 2020 году Великобритания совершит новую важную веху в области возобновляемых источников энергии.В среду, 10 июня, страна впервые отметила два месяца работы исключительно на возобновляемых источниках энергии. Это большой шаг в правильном направлении для возобновляемых источников энергии. (1)

В будущем ожидается, что количество возобновляемых источников энергии будет продолжать расти, поскольку мы видим рост спроса на электроэнергию. Это снизит цены на возобновляемые источники энергии — отлично для планеты и для наших кошельков.

Какие возобновляемые источники энергии используются чаще всего в мире?

Гидроэнергетика

Гидроэнергетика является наиболее широко используемым возобновляемым источником энергии, с глобальной установленной мощностью гидроэлектростанций, превышающей 1 295 ГВт, что составляет более 18% от общей установленной мощности в мире и более 54% мировой мощности по выработке возобновляемой энергии.

Наиболее распространенный метод производства гидроэлектроэнергии включает строительство плотин на реках и выпуск воды из водохранилища для привода турбин. Гидроаккумуляторы представляют собой еще один метод производства гидроэлектроэнергии.

В Китае самая большая гидроэлектростанция в мире и расположена крупнейшая в мире гидроэлектростанция «Три ущелья» (22,5 ГВт). На долю страны приходилось примерно 40% от общей гидроэлектрической мощности, добавленной в мире в 2018 году.В Бразилии, США, Канаде и России также находятся одни из крупнейших гидроэнергетических комплексов в мире.

«Китай имеет самую большую гидроэнергетическую мощность в мире».

Гидроэнергетические проекты, однако, вызвали споры в последние годы из-за экологических и социальных последствий, связанных с биоразнообразием и переселением людей.

Энергия ветра

Ветер является вторым наиболее широко используемым возобновляемым источником энергии, поскольку глобальная установленная мощность ветроэнергетики превысила 563 ГВт в 2018 году, что составляет примерно 24% от общей мировой мощности по производству возобновляемой энергии.

Китай с установленной мощностью более 184 ГВт является крупнейшим производителем энергии ветра в мире, за ним следуют США (94 ГВт к концу 2018 года). Более половины из 49 ГВт ветроэнергетических мощностей, добавленных во всем мире в 2018 году, приходится на Китай (20 ГВт) и США (7 ГВт).

Германия, Испания, Индия, Великобритания, Италия, Франция, Бразилия, Канада и Португалия — другие крупные страны-производители ветровой энергии, на которые вместе с Китаем и США приходится более 85% всей ветроэнергетики. производственные мощности в мире.

База ветроэнергетики Цзюцюань мощностью 8 ГВт в Китае в настоящее время считается крупнейшей береговой ветроэлектростанцией в мире, а морская ветряная электростанция Walney Extension 659 МВт, расположенная в Ирландском море, Великобритания, является крупнейшей оффшорной ветроэлектростанцией.

Солнечная энергия

Более 486 ГВт установленной мощности делают солнечную батарею третьим по величине возобновляемым источником энергии в мире, с преобладающей фотоэлектрической (PV) технологией. Использование технологии концентрирования солнечной энергии (CSP) также растет, при этом глобальная установленная мощность CSP достигает 5.5 ГВт к концу 2018 года. Китай, США, Германия, Япония, Италия и Индия обладают крупнейшими солнечными фотоэлектрическими мощностями в мире, в то время как Испания имеет 42% мировых мощностей CSP.

Ежегодный темп роста совокупной мощности солнечной энергии в течение последних пяти лет составлял в среднем 25%, что делает солнечную энергию самым быстрорастущим возобновляемым источником энергии.

«В Испании сосредоточено более 75% мировых мощностей CSP».

На долю Азии приходилось примерно 70% от общих 94 ГВт глобального расширения солнечной энергетики в 2018 году, в то время как США, Австралия и Германия добавили 8.4 ГВт, 3,8 ГВт и 3,6 ГВт в новых проектах солнечной энергетики в течение года.

Солнечная электростанция в Нур-Абу-Даби мощностью 1,17 ГВт в Объединенных Арабских Эмиратах (ОАЭ) в настоящее время является крупнейшей в мире однопроцентной солнечной электростанцией.

Биоэнергетика

Биоэнергетика — четвертый по величине возобновляемый источник энергии после гидро-, ветровой и солнечной энергии. Чистая мировая мощность производства электроэнергии из биомассы в настоящее время превышает 117 ГВт, в то время как мировая выработка биоэнергии увеличилась с 317 ТВтч в 2010 году до более чем 495 ТВтч в 2018 году.

Современная биомасса, особенно биотопливо и древесные гранулы, все чаще используется для производства тепла и электроэнергии наряду с традиционными источниками биомассы, такими как побочные продукты сельского хозяйства.

США, Бразилия, Китай, Индия, Германия и Швеция в настоящее время являются ведущими производителями биоэнергии в мире. В 2018 году на Китай, Индию и Великобританию пришлось более половины мирового прироста биоэнергетических мощностей.

Связанный отчет
Тематические отчеты
Беспокоитесь ли вы о темпах инноваций в вашей отрасли?
В отчете

GlobalData по темам TMT за 2021 год рассказывается все, что вам нужно знать о революционных технологических темах и о том, какие компании лучше всего могут помочь вам в цифровой трансформации вашего бизнеса.

Узнать больше

Электростанция Ironbridge мощностью 740 МВт, расположенная в ущелье Северн, Великобритания, является крупнейшей в мире электростанцией, работающей на биомассе, а электростанция Vaskiluodon Voima мощностью 140 МВт в Финляндии — крупнейшая биогазовая установка в мире.

Геотермальная энергия

В 2018 году мировая мощность геотермальной энергии превысила 13,2 ГВт, что сделало ее пятым по величине возобновляемым источником для выработки электроэнергии.В 2018 году выработка геотермальной электроэнергии превысила 85 ТВтч.

Одна треть зеленой энергии, вырабатываемой с использованием геотермальных источников, составляет электричество, а оставшиеся две трети — это прямое тепло. США, Филиппины, Индонезия, Мексика и Италия входят в пятерку крупнейших производителей геотермальной энергии в мире.

Глобальные геотермальные мощности увеличились на 539 МВт в 2018 году, из которых на долю Турции приходилось примерно 40%.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.