Альтернативная энергетика на возобновляемых источниках

1. Альтернативная энергетика на возобновляемых источниках • Актуальность АИЭ можно рассматривать в нескольких аспектах: • Глобально-экологический: сегодня общеизвестен и доказан факт пагубного влияния на окружающую среду традиционных энергодобывающих технологий. • Политический: та страна, которая первой в полной мере освоит альтернативную энергетику, способна претендовать на мировое первенство и фактически диктовать цены на топливные ресурсы; • Экономический: переход на альтернативные технологии в энергетике позволит сохранить топливные ресурсы страны для переработки в химической и других отраслях промышленности. Цены на альтернативную энергию снижаются, на традиционную - постоянно растут; • Социальный: численность и плотность населения постоянно растут. При этом трудно найти районы строительства АЭС, ГРЭС, где производство энергии было бы рентабельно и безопасно для окружающей среды. • Эволюционно-исторический: в связи с ограниченностью топливных ресурсов на Земле, а также экспоненциальным нарастанием катастрофических изменений в атмосфере и биосфере планеты существующая традиционная энергетика представляется тупиковой.

2. Краткая справка по АИЭ Прогнозная динамика производства электроэнергии из возобновляемых источников При этом ожидается, что основную часть в структуре альтернативной энергетики составят гидроэнергетика, энергия ветра и солнечная энергетика. Однако геотермальная, приливная энергетика и биоэнергетика также увеличат свою долю в общей структуре производства энергии.

3. Энергия ветра Модель соединения спирального ветряка с наклеенными на лопасти пленки, преобразующие в добавок солнечную энергию в электричество Простейший вариант бытового ветряка Ветряк на базе дирижабля. На высоте, где ветровая динамика очень сильна, возможно снимать значительные количества энергии. При наличии уникальных материалов, из которых изготавливается дирижабль, они без подкачки гелием могут летать неделями. Вырабатывает 1 -5 квт/ч при стоимости от $ 2000

4. Солнечный коллектор и фотоэлектричество Фотогальваника. Стоит отметить, что производство фотогальванических элементов является очень грязным. Концентратор солнечных лучей. Солнечные электростанции (СЭС) используют обычный паросиловой цикл (водяной пар вращает электрогенератор), и для этого требуется применение концентратора солнечной энергии. Так, в США действует 7 СЭС общей мощностью 354 МВт в год. Вариант схемы включения коллектора в систему Солнечный водяной коллектор – прекрасный источник горячей воды.

5. Солнечная печь и солнечный чайник Простейшие конструкции солнечных печей. Достаточно обклеить вогнутую поверхность, например, зонтик, отражающей фольгой и у вас готова солнечная печь Солнечный чайник. Основная деталь чайника – так называемая вакуумная трубка. Ее конструкция напоминает колбу стеклянного термоса, т.е. состоит из двух слоев, или из двух стеклянных трубок разного диаметра вложенных одна в другую. Самым перспективным следует считать изготовление данных концентраторов из пленки полимеров, на которые напыляют металлические покрытия с эффектом зеркала. Легкие, мобильные и дешевые. По расчетам изобретателя Бентама в мире на кипячение кипятка для чая расходуется 2,33 млн. кВт/час энергии ежесуточно, что эквивалентно выбросам в атмосферу 1056 тонн СО2. Чайник становиться очень экологичным.

6. МиниГЭС Пожарный рукав может служить хорошим концентратором потока воды, который эффективно вращает электрогенератор. Плавающая на поверхности бочка с встроенным внутри электрогенератором. Не зависит от уровня воды и режима течения реки. Доступно и надежно.

7. Вихревая миниГЭС МиниГЭС использующая естественную природу завихрения. Вода образует водовороты и всасывает воздух вглубь. Возникшая аэрация ускоряет окислительные процессы очищающие воду. При этом водоворот начинает работать с высоты 0,7 м. Скорость вращения турбины довольно низка (25 об/мин.) и лопасти, не рассекающие воду, а поворачивающиеся синхронно с водоворотом, не представляют опасности для рыб, попавших в водоворот. Устройство турбины не требует применения защитной сетки – мелкие обломки могут пройти сквозь лопастные проемы. За первый год непрерывной работы вихревой ГЭС она выработала свыше 50 МВт·ч электричества при рабочем перепаде высот воды примерно в 1,3 м, диаметре водоворота 5,5 м и скорости потока 1 м3/с. Средняя электрическая мощность этой малой станции составляет 8 кВт, что достаточно для питания 10 средних домохозяйств.

8. ТЕПЛОВЫЕ НАСОСЫ • Тепловой насос - это слегка преобразованный холодильник. Цикл работы у холодильника и насоса абсолютно одинаков, разнятся только параметры настройки. Даже внешне, по размерам и форме, они похожи друг на друга. • Холодильник работает, выкачивая тепло наружу, тепловой насос работает по такому же принципу только наоборот - он нагнетает тепло с улицы или из почвы в Вашу гостиную. • Поэтому, если из холодильника вытащить испарительную камеру (с трубами) и закопать в землю, мы и получим тепловой насос. А если конденсатор холодильника омывать водой, то кипяток можно использовать в радиаторах отопления или в теплом полу.

9. Способы установки тепловых насосов Отбор тепла по трубам идет через скважину из подземных вод Отбор тепла осуществляется от тепла земли, куда закопаны трубы Затратив лишь 1 кВт электроэнергии в приводе насоса, можно получить 3- 4 кВт тепловой энергии. Отбор тепла идет из подземки, сброс происходит в озеро. Отбор тепла идет из пруда, трубы расположены на дне.

10. РЕКУПЕРАТОР Рекуператор является теплообменником работающий с теплотой отходящих газов. Осуществляет теплообмен между выходящим на улицу теплым воздухом и холодным воздухом, который всасывается в помещение. Реализуется энергосберегающий режим – более 40%. • Рекупеатор способен: • Улучшать в печи горение топлива благодаря применению нагретого воздуха. • 2. Экономить до 42 % затрачиваемой энергии за счет возврата тепловой энергии в технологический цикл; • 3. Нагревать уличный воздух теплом отходящих газов для отопления помещений; • 4. Остужать дымовые газы, необходимые для обеспечения экологических требований и санитарных норм;

11. БИОТОПЛИВО Бензин вреднее биотоплива из-за того, что ради производства "экологического" топлива вырубаются сотни гектаров лесов. Кроме этого проблема еще и в том, что, культивируя растения, из которых можно изготавливать биотопливо, отвлекаются ресурсы, направленные на выращивание других сельскохозяйственных культур, а это чревато усугубляет проблему мирового голода. Биометан – результат брожения отходов с/х и животноводства. Экологичная технология получения энергии и удобрений Ученые подсчитали, что в результате выращивания культур, таких как рапс или кукуруза, в атмосферу выбрасывается на 50-70% больше закиси азота N2O, чем при сжигании бензина. А закись азота не только один из основных газов, вызывающих парниковый эффект, но и одна из основных причин разрушения озонового слоя, защищающего земную поверхность от губительной космической радиации. Где "взять" поля для выращивания биомассы. Только вырубив лесной массив. Для обеспечения 9.5% потребляемого (био)топлива к 2020 году необходимо вырубить 69 тысяч км2 леса и сделать его полем(!).

12. Биопар – это экологично Использование для сжигания сухой биомассы для получения пара. Это и обогрев помещения, это электроэнергия. При использовании грязных и бросовых вод, это получение чистой питьевой воды после конденсации пара в коллекторе. Сравнительные характеристики элетрогенераторов Сравнение парового котла с паровой турбиной показывает, 1 кВт*ч электроэнергии получается при расходе 10,5 кг пара в обоих случаях. Хотя паровая турбина мощнее в 5 раз.

13. ГИДРОТАРАН Старый рисунок, показывающий принцип работы гидротарана. Если воду, которую подает гидротаран в верхний накопитель сливать через мельничное колесо, которое вращает электрогенератор, то можно получать электроэнергию. Вода течет постоянно в ручье, за ночь, верхняя емкость наполняется водой, а при дневном сливе из накопителя можно получать электроэнергию или поливать огород. Гидротаран может работать на набегающих волнах моря и поднимать воду вверх в накопитель. Сброс накопленной воды через мельничное колесо, которое крутит генератор – имеем электростанцию. Гидротаран для полива при необходимости можно ставить электрогенератор для получения электроэнергии. (Кыргызстан)

14. Перспективы новой экологической энергетики Ее называют энергией соленой воды, осмотической или синей энергией, и это один из самых многообещающих новых источников возобновляемой энергии, которую пока еще не удалось в полной мере обуздать. При помощи процесса под названием «обратный электродиализ» электростанции на соленой воде по всему миру смогут накапливать эту энергию во время ее появления в устьях рек. Принцип получения электроэнергии на первый взгляд весьма прост. Соленая и пресная вода сливается друг с другом через полупроницаемую мембрану. В результате происходит процесс, известный физикам как «осмос» – перенос вещества из одного раствора в другой через мембрану. Растворы имеют свойство выравнивать концентрацию минералов по отношению друг к другу: молекулы пресной воды проникают через полупроницаемую мембрану в соленую воду и создают в ней избыточное давление, которое вращает турбину, вырабатывающую электрический ток.

15. Пьезоэлектричество Так как численность мирового населения приближается к колоссальной отметке в 7 миллиардов, обуздание кинетической энергии движений человека может стать отличным источником. По сути, пьезоэлектричество – это способность некоторых материалов генерировать электрическое поле в ответ на механическое воздействие. Расположив плитки из пьезоэлектрического материала вдоль переполненных улиц или даже просто на подошве обуви, можно получать электричество с каждым сделанным шагом, благодаря чему люди станут настоящими ходячими электростанциями. Впрочем, это возможно использовать и на автодорогах.

16. Энергия испарений Ученые, вдохновленный природными механизмами растений, изобрели искусственный лист, который способен собирать электроэнергию из испаряющейся воды. В листья можно закачивать пузырьки воздуха, генерируя при этом ток благодаря разнице электротехнических свойств воды и воздуха. Это исследование может открыть более грандиозные возможности, а именно накапливание энергии испарений.