Центростремительное энергоснабжение зданий
Развивать энергоснабжение зданий предпочтительно по схеме центростремительного самообеспечения, т. е. совместить потребителя и источник генерации энергии в одну систему. Такая схема позволит сократить до минимума необходимость в линиях электропередач и крупных подстанциях, а мегаполисы и другие населенные пункты освободит от паутины проводов.
В российских городах всё чаще применяют энергосберегающие программы и внедряют новые энергоэффективные технологии. В строительном комплексе максимальная энергоэффективность – это самообеспечение дома или целого района электроэнергией на основе возобновляемых источников энергии (ВИЭ). При этом вырабатывающие энергию установки должны размещаться в пределах здания, группы зданий или не далее территории района. Максимальный эффект можно получить лишь от комплексного использования различных технологий, работающих за счёт преобразования возобновляемой энергии: ветро-, гелио- и гидроустановок, тепловых насосов и т. п. Рассмотрим инновационные решения, источником энергии которых является ветер – движение воздуха.
Торговый комплекс высотой 240 м построен строительной фирмой Atkins в 2008 году. Архитектурный проект прошёл проверку на соответствие экологическим стандартам.
Торговый центр состоит из двойных башен, которые соединены между собой тремя воздушными мостами. На каждом таком мосту установлен ветрогенератор (суммарная мощность – 675 кВт). Диаметр каждой турбины составляет 29 м. Ориентированы турбины на север, так как именно оттуда, со стороны Персидского залива, ветер дует наибол 
ьшее количество дней в году.
Башни по форме напоминают корабли, а между ними образуется своего рода туннель, через который проходит воздушный S‑образный поток, ускоряется и направляется в турбины.
Любой ветер, который дует под углом в 45° к центральной оси, создаёт ветровой поток перпендикулярный к турбинам, что увеличивает их потенциал по выработке электроэнергии.
Ветровые турбины рассчитаны на производство от 11 до 15 % энергии, необходимой башням (1,1–1,3 ГВт·ч/год). Количества вырабатываемой при этом энергии хватило бы для 300 домов в течение одного года. Турбины рассчитаны на ежедневное использование до 50 % от всего рабочего времени.
|
|
|
Роторные ветрогенераторы
На территориях, расположенных в глубине материка, направление ветра непостоянно, особенно в городах, поэтому можно говорить только о преимущественном сезонном направлении ветра. Кроме того, в зависимости от удалённости от поверхности земли ветер ведёт себя по-разному, например, для высот до 50 м характерны так называемые рыскающие потоки, особенно в городах среди высотных зданий.
|
|
|
Однако эти проблемы решаются применением ветряков виндроторного типа – низкоскоростных малых агрегатов с вертикальными осями вращения. Виндроторные турбины (и им подобные) используют ветер любого направления, невзирая на скорость и завихрения, не отключаются при высоких скоростях ветра, но требуют специального торможения или системы закрытия притока воздуха. Эти турбины производят энергию при широчайшем спектре скоростей, без стабилизации установки. Например, наиболее известный классический тип – турбина Савониуса, самостартующая при слабом ветре. Такие агрегаты начинают производить энергию при скорости ветра от 2 м/с, что позволяет скорее говорить об использовании энергии воздуха, чем ветра.
Они масштабируемы до больших мощностей и надёжно служат в течение десятков лет, поскольку имеют минимум движущихся частей, при этом простых и легкозаменяемых. Очень важно, что подобные энергосистемы легко и гармонично вписываются в архитектуру зданий, технических сооружений и в целом в архитектуру города или посёлка.
Среднегодовые скорости воздушных потоков в России составляют около 4,5 м/с, а на высоте более 100 м – превышают 7 м/с. Если использовать естественную возвышенность или здание высотой более 50–100 м, устанавливать эффективные ветроагрегаты, в основном виндроторного типа, можно практически на половине территории страны.
|
|
|
Как вариант, возможно обеспечение зданий энергетическими стелами, включающими в себя ветротурбины виндроторного типа, с горизонтальной осью вращения, которые прикрывают направляющие жалюзи. В солнечных регионах для нагрева технической воды и выработки дополнительного электричества южные боковины стел и некоторые части здания могут быть дополнительно снабжены солнечными панелями (см., например, панели, которые разработал академик Д. С. Стребков, и выпускает ВИЭСХ с КПД 20–22 %).
Дата добавления: 2019-01-14; просмотров: 164; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!