Тепловые насосы – секрет популярности

⇐ ПредыдущаяСтр 4 из 7Следующая ⇒

Тепловой насос очень распространён среди владельцев домашнего хозяйства. Он применяется для отопления помещения. Если описать принцип его действия вкратце, то он конвертирует уличное тепло в «домашнее». Бывают насосы типа грунт-вода, вода-вода, вода-воздух и воздух-воздух. Внутри системы установлен капилляр, конденсатор, испаритель и компрессор. Устройство функционирует за счёт терморегулятора и хладагента, который циркулирует внутри устройства.

Хладагент забирает тепло у испарителя, который в свою очередь добывает тепло из воды, воздуха или почвы. Достоинства теплового насоса:
• Экономия денег. Устройство потребляет гораздо меньше электроэнергии, чем обычный котёл.

• Экологичность. Не производит вредные выбросы углекислого газа.

• Безопасная работа. Так как тепловой насос не использует топливо, то он не способен взорваться или загореться.

• Универсальность. С помощью этой системы можно нагревать и остужать воду.

• Надёжность. Вы наверняка удивитесь, но данная система намного надёжнее, чем стандартный котёл газового или электрического типа.

• Долгий срок эксплуатации. Они могут работать на протяжении 30 лет и сохранять работоспособность.

• Комфортное использование. Большинство моделей работают в автоматическом режиме.

Данное устройство стоит дороже, чем обычный котёл. Однако если вы заботитесь об окружающей среде, то это ваш вариант. В любом случае, цена не настолько велика и приобретение теплового насоса может позволить себе любой человек.

Биогаз – хороший способ заботы об окружающей среде

Биогаз состоит из метана и углекислого газа с примесями других газов. Он образуется благодаря активности бактерий, которые обрабатывают биологические отходы. Данный процесс получил название анаэробного сбраживания. После «работы» бактерий эти отходы можно использовать в качестве удобрений.

Этот способ получения энергии имеет хорошую экономическую выгоду. К основным достоинствам этого топлива можно отнести доступность – этот альтернативный источник энергии может позволить себе любой человек. Сырьевая база постоянно пополняется и благодаря этому методу решается один из самых насущных «экологических» вопросов – как расходовать скапливающийся мусор? Единственный недостаток данного вида добычи энергии заключается в том, что он способствует созданию парникового эффекта.

Вышеперечисленные способы добычи электроэнергии уже очень скоро станут применяться в большинстве развитых стран. Они выгодны не только в плане экономии денег, но и актуальны из-за своей экологичности и эффективности.

Виды альтернативной энергетики.

Альтернативная энергетика – совокупность перспективных способов получения энергии, которые распространены не так широко, как традиционные, однако представляют интерес из-за выгодности их использования при низком риске причинения вреда экологии.

Альтернативная энергетика – совокупность перспективных способов получения энергии, которые распространены не так широко, как традиционные, однако представляют интерес из-за выгодности их использования при низком риске причинения вреда экологии.

Альтернативный источник энергии – способ, устройство или сооружение, позволяющее получать электрическую энергию (или другой требуемый вид энергии) и заменяющий собой традиционные источники энергии, функционирующие на нефти, добываемом природном газе и угле.

Виды альтернативной энергетики: солнечная энергетика, ветроэнергетика, биомассовая энергетика, волновая энергетика, градиент-температурная энергетика, эффект запоминания формы, приливная энергетика, геотермальная энергия.

Солнечная энергетика – преобразование солнечной энергии в электроэнергию фотоэлектрическим и термодинамическим методами. Для фотоэлектрического метода используются фотоэлектрические преобразователи (ФЭП) с непосредственным преобразованием энергии световых квантов (фотонов) в электроэнергию.

Термодинамические установки, преобразующие энергию солнца вначале в тепло, а затем в механическую и далее в электрическую энергию, содержат "солнечный котел", турбину и генератор. Однако солнечное излучение, падающее на Землю, обладает рядом характерных особенностей: низкой плотностью потока энергии, суточной и сезонной цикличностью, зависимостью от погодных условий. Поэтому изменения тепловых режимов могут вносить серьезные ограничения в работу системы. Подобная система должна иметь аккумулирующее устройство для исключения случайных колебаний режимов эксплуатации или обеспечения необходимого изменения производства энергии во времени. При проектировании солнечных энергетических станций необходимо правильно оценивать метеорологические факторы.

Геотермальная энергетика – способ получения электроэнергии путем преобразования внутреннего тепла Земли (энергии горячих пароводяных источников) в электрическую энергию.

Этот способ получения электроэнергии основан на факте, что температура пород с глубиной растет, и на уровне 2–3 км от поверхности Земли превышает 100°С. Существует несколько схем получения электроэнергии на геотермальной электростанции.

Прямая схема: природный пар направляется по трубам в турбины, соединенные с электрогенераторами. Непрямая схема: пар предварительно (до того как попадает в турбины) очищают от газов, вызывающих разрушение труб. Смешанная схема: неочищенный пар поступает в турбины, а затем из воды, образовавшийся в результате конденсации, удаляют не растворившиеся в ней газы.

Стоимость "топлива" такой электростанции определяется затратами на продуктивные скважины и систему сбора пара и является относительно невысокой. Стоимость самой электростанции при этом невелика, так как она не имеет топки, котельной установки и дымовой трубы.

К недостаткам геотермальных электроустановок относится возможность локального оседания грунтов и пробуждения сейсмической активности. А выходящие из-под земли газы могут содержать отравляющие вещества. Кроме того, для постройки геотермальной электростанции необходимы определенные геологические условия.

Ветроэнергетика – это отрасль энергетики, специализирующаяся на использовании энергии ветра (кинетической энергии воздушных масс в атмосфере).

Ветряная электростанция – установка, преобразующая кинетическую энергию ветра в электрическую энергию. Состоит она из ветродвигателя, генератора электрического тока, автоматического устройства управления работой ветродвигателя и генератора, сооружений для их установки и обслуживания.

Для получения энергии ветра применяют разные конструкции: многолопастные «ромашки»; винты вроде самолетных пропеллеров; вертикальные роторы и др.

Производство ветряных электростанций очень дешево, но их мощность мала, и их работа зависит от погоды. К тому же они очень шумны, поэтому крупные ветряные электростанции даже приходится на ночь отключать. Помимо этого, ветряные электростанции создают помехи для воздушного сообщения, и даже для радиоволн. Применение ветряных электростанций вызывает локальное ослабление силы воздушных потоков, мешающее проветриванию промышленных районов и даже влияющее на климат. Наконец, для использования ветряных электростанций необходимы огромные площади, много больше, чем для других типов электрогенераторов.

Волновая энергетика – способ получения электрической энергии путем преобразования потенциальной энергии волн в кинетическую энергию пульсаций и оформлении пульсаций в однонаправленное усилие, вращающее вал электрогенератора.

По сравнению с ветровой и солнечной энергией энергия волн обладает гораздо большей удельной мощностью. Так, средняя мощность волнения морей и океанов, как правило, превышает 15 кВт/м. При высоте волн в 2 м мощность достигает 80 кВт/м. То есть, при освоении поверхности океанов не может быть нехватки энергии. В механическую и электрическую энергию можно использовать только часть мощности волнения, но для воды коэффициент преобразования выше, чем для воздуха – до 85 процентов.

Приливная энергетика, как и прочие виды альтернативной энергетики, является возобновляемым источником энергии.

Для выработки электроэнергии электростанции такого типа используют энергию прилива. Для устройства простейшей приливной электростанции (ПЭС) нужен бассейн – перекрытый плотиной залив или устье реки. В плотине имеются водопропускные отверстия и установлены гидротурбины, которые вращают генератор.

Во время прилива вода поступает в бассейн. Когда уровни воды в бассейне и море сравняются, затворы водопропускных отверстий закрываются. С наступлением отлива уровень воды в море понижается, и, когда напор становится достаточным, турбины и соединенные с ним электрогенераторы начинают работать, а вода из бассейна постепенно уходит.

Считается экономически целесообразным строительство приливных электростанций в районах с приливными колебаниями уровня моря не менее 4 м. Проектная мощность приливной электростанции зависит от характера прилива в районе строительства станции, от объема и площади приливного бассейна, от числа турбин, установленных в теле плотины.

Недостаток приливных электростанции в том, что они строятся только на берегу морей и океанов, к тому же они развивают не очень большую мощность, да и приливы бывают всего лишь два раза в сутки. И даже они экологически не безопасны. Они нарушают нормальный обмен соленой и пресной воды и тем самым – условия жизни морской флоры и фауны. Влияют они и на климат, поскольку меняют энергетический потенциал морских вод, их скорость и территорию перемещения.

Градиент-температурная энергетика. Этот способ добычи энергии основан на разности температур. Он не слишком широко распространен. С его помощью можно вырабатывать достаточно большое количество энергии при умеренной себестоимости производства электроэнергии.

Большинство градиент-температурных электростанций расположено на морском побережье и используют для работы морскую воду. Мировой океан поглощает почти 70% солнечной энергии, падающей на Землю. Перепад температур между холодными водами на глубине в несколько сотен метров и теплыми водами на поверхности океана представляет собой огромный источник энергии, оцениваемый в 20-40 тысяч ТВт, из которых практически может быть использовано лишь 4 ТВт.

Вместе с тем, морские теплостанции, построенные на перепаде температур морской воды, способствуют выделению большого количества углекислоты, нагреву и снижению давления глубинных вод и остыванию поверхностных. А процессы эти не могут не сказаться на климате, флоре и фауне региона.

Биомассовая энергетика. При гниении биомассы (навоз, умершие организмы, растения) выделяется биогаз с высоким содержанием метана, который и используется для обогрева, выработки электроэнергии и пр.

Существуют предприятия (свинарники и коровники и др.), которые сами обеспечивают себя электроэнергией и теплом за счет того, что имеют несколько больших "чанов", куда сбрасывают большие массы навоза от животных. В этих герметичных баках навоз гниет, а выделившийся газ идет на нужды фермы.

Еще одним преимуществом этого вида энергетики является то, что в результате использования влажного навоза для получения энергии, от навоза остается сухой остаток являющийся прекрасным удобрением для полей.

Также в качестве биотоплива могут быть использованы быстрорастущие водоросли и некоторые виды органических отходов (стебли кукурузы, тростника и пр.).

Эффект запоминания формы – физическое явление, впервые обнаруженное советскими учеными Курдюмовым и Хондросом в 1949 году.

Эффект запоминания формы наблюдается в особых сплавах и заключается в том, что детали из них восстанавливают после деформации свою начальную форму при тепловом воздействии. При восстановлении первоначальной формы может совершаться работа, значительно превосходящая ту, которая была затрачена на деформацию в холодном состоянии. Таким образом, при восстановлении первоначальной формы сплавы вырабатывают значительно количество тепла (энергии).

Основным недостатком эффекта восстановления формы является низкий КПД – всего 5-6 процентов.

Как известно, в Германии ВИЭ достаточно широко используются в энергетике. Это позволяет сокращать вредное воздействие человека на окружающую среду на столько, на сколько это возможно. Так, например, два штата получают свою электроэнергию на 100% из «зеленых» источников.
Если верить статистике, то уже в прошлом году возобновляемые источники энергии выдали гораздо больше электроэнергии, чем традиционные. Это особенно касается двух федеральных земель Германии.
Одна из земель, расположившаяся рядом с Польшей и Балтийским морем, выдала 130% электроэнергии. Разделилось все это на следующие виды ВИЭ:

ветер
энергетическое сырье из биомассы
морскаяветроэлектростанция.

Таким образом, больше всего «постарался» ветер в одном из штатов. Если же говорить о той территории, которая граничит с Данией, Северным и Балтийским морями, то тут показатель достиг 100%. Возобновляемые источники энергии распределились следующим образом: 46% - биомасса, 44% - ветровая энергия, 10% - остальные источники энергии.
Стоит отметить, что те зоны, которые занимаются больше сельским хозяйством, легче достигают стопроцентного обеспечения себя «зеленой» энергией. Это все проявляется в сравнении с городскими территориями Германии. Это связано с тем, что в первом случае в регионе больше площадей, которые можно занять под энергетические станции и прочее. Кроме этого, там меньше населения, а это значит, что и меньше ресурсов потребляется.
Как говорится все в той же статистике, Померания занимается экспортом и одновременно импортом электроэнергии. Это зависит от количества произведенной энергии солнцем и ветром. Когда оно падает, то регион, конечно, нуждается в дополнительных источниках.
Цель данных штатов – и дальше увеличивать выработку «зеленой» энергии. Рекорд уже ставился и это в планах «перескочить».

Как известно, Китай отличается высоким уровнем загрязнения воздуха и атмосферы в целом. Угольная промышленность работает слишком активно, что привело к поиску альтернативных путей производства тепловой энергии. Итак, дабы сократить вечный смог, ученые предложили геотермальную энергетику, которая должна заменить угольную промышленность.
В настоящее время в районе Пекина работает множество скважин, из которых выкачивается вода с температурой 20 градусов по Цельсию. Всего насчитывается приблизительно 300 скважин, каждая из которых уходит в недра приблизительно на три километра. Та энергия, которая идет из-под земли, направляется на отопление некоторых высотных зданий, а также теплиц, находящихся в городе. Уже немало китайцев внедряют в свой быт геотермальную энергию. Они пользуются теплообменниками, которые горизонтально залегают в почву не на очень большую глубину. Эксплуатируется такой объект преимущественно в летнее время и служит в качестве кондиционера в жилищах.
Один из деятелей в области исследования вопросов геотермальной энергетики говорит о том, что правительство Республики благосклонно отнеслось к предложениям воспользоваться теплом из недр земли во благо жителей городов. Это проявляется в одобрении строительства источников, которые смогут дать тепло 300 тысячам квадратных метров жилой площади.
Управление по делам энергетики не зря полагает, что развитие термо- и гидроэнергетики должно благотворно сказаться на плачевном положении многих крупных городов Китая. Это станет отличным стартом для того, чтобы энергия становилась экологически чистой, а воздух избавлялся от смога. Потенциал измеряется в сравнении с тем, сколько сейчас на такие же нужны затрачивается угольного топлива. Так, например, если пользоваться лишь верхними геотермальными водами, то уже можно заменить условно 90 млн тонн топлива ежегодно. Если же говорить о боле глобальном потенциале в масштабах всей Республики, то тут он будет соответствовать 850 млрд тонн угля.
Таким образом, очевидно, что правильное использование геотермальных источников приведет к очищению воздуха не только в Пекине, но и в близлежащих населенных пунктах.
Более того, Китай готовится к зимним Олимпийским играм и имеет серьезные планы обеспечить столь крупное событие с помощью «зеленой» энергетики. Шутка ли?

Солнечная энергия – доступная альтернатива, которая успешно может заменить традиционные источники энергии, которые загрязняют воздух и воду. Интересный факт: почти двадцать солнечных дней равняются всем запасам нефти, угля и прочего топлива.

Генерация энергии и ее превращение в электричество
Солнечный панели, например, располагаются практически во всех штатах Америки. Например, самые солнечные зоны – это Лос-Анджелес или Феникс, – производят столько энергии, сколько хватит целому домохозяйству ориентировочно на год.
Активное развитие солнечной энергетики доказывается установкой в 2015 году почти миллиона панелей на домах и прочих зданиях США. Крупные системы фотоэлектрических панелей используются для преобразования солнечного света в электричество и дают масштабные результаты.

Принципы работы солнечных батарей
В действительности, схема работы панелей достаточно понятна и проста. Уходит корнями данная технология в 1839 год, когда ученый из Франции обнаружил электрические искры, извлекаемые при ударе с солнечным светом отдельных материалов. Данное явление получило название – фотоэлектрический эффект. Любая панель состоит из ячеек, компонентами которой являются:

слои полупроводника, которые часто состоят из кремния;
легированный бром;
легированный фосфор.

Надо сказать, каждая ячейка вырабатывает незначительное количество энергии. Именно по этой причине они и собраны в большие панели, чтобы давать более внушительные результаты.
Стоит отметить, что движение в сторону солнечной энергии приносит людям множество преимуществ.
Распространению способствует доступная цена. Спрос за счет этого растет приблизительно на 25% ежегодно. КПД увеличивается.
Упомянуть надо и перовскит, который внес свой вклад в удешевление солнечной энергии. Он дает шанс сократить стоимость производства электроэнергии. Его главная характеристика заключается в том, что он способен конвертировать в электричество внушительное количество солнечного света.
Таким образом, люди стремятся перейти на ВИЭ. Для этого они ищут наиболее оптимальные пути для достижения своих «зеленых» целей.

В каждой стране по-своему сражаются с развитием и популяризацией ВИЭ. Для кого-то это только начало пути, а для кого-то уже определенные рекорды и стабильность.

Индия и ее солнечные панели
Компания Mahagenco раскрыла не так давно свои планы, которые имеет по отношению к водоемам. Она планирует использовать их для солнечной энергетики.
Панели размещаются над каналами, за счет чего сразу у государства образуется ряд преимуществ:

снижение затрат, связанных со строительными работами;
снижается потеря воды.

В перспективе есть задумка кооперироваться с другими государственными компаниями, дабы мобилизовать усилия и в тех местах, которые принадлежат государственным органам.

Успехи Литвы в области ВИЭ
Четвертая часть энергии, которая генерируется в Литве, исходит из альтернативных источников. План по стимулированию выполнен, причем раньше, чем было запланировано.
К 2020 году была поставлена задача вырабатывать не менее 23% электроэнергии из ВИЭ. Данное решение уходит корнями в 2009 год. Однако уже в завершение 2015 года показатель достиг почти 25%. Лидером была ветроэнергетика.
Потенциал «зеленых» объектов – источников энергии – так велик, что позволяет обеспечить всю страну требуемым ресурсом и даже остаются излишки.
Следующая ступень для Литвы – увеличение количества энергопотребления, что значит его доведение до 27%.
Стоит отметить, что в настоящее время энергия из ВИЭ дешевеет, а вот атомная энергетика дорожает.

Мангистауские фермеры говорят о плюсах «зеленой» энергетики
В Казахстане фермеры активно внедряют в свою деятельность «зеленые» технологии. Этому способствует климат в весьма значительной мере, что отражается на появлении ветро-солнечной электростанции.
Станция была спроектирована и установлена в достаточно далеком крестьянском хозяйстве. Место это достаточно «глухое». Благодаря установке теперь тут есть все современные блага человечества.
Перерывов в работе объекта фактически нет. Автор механизма – ученый из Казахстана. Причем он учитывал возможности той климатической зоны, где будет использоваться изобретение.
Таким образом, это дало возможность решить проблему удаленности отдельных регионов.

Рейтинг:

На пороге XXI века человек все чаще стал задумываться о том, что станет основой его существования в новой эре. Люди прошли путь от первого костра до атомных электростанций, однако энергия была и остается главной составляющей жизни человека.

Существуют «традиционные» виды альтернативной энергии: энергия Солнца и ветра, морских волн и горячих источников, приливов и отливов. На основе этих природных ресурсов были созданы электростанции: ветряные, приливные, геотермальные, солнечные.

Сейчас, как никогда остро встал вопрос, о том, каким будет будущее планеты в энергетическом плане. Что ждет человечество - энергетический голод или энергетическое изобилие? В газетах и различных журналах все чаще и чаще встречаются статьи об энергетическом кризисе. Из-за нефти возникают войны, расцветают и беднеют государства, сменяются правительства. К разряду газетных сенсаций стали относить сообщения о запуске новых установок или о новых изобретениях в области энергетики. Разрабатываются гигантские энергетические программы, осуществление которых потребует громадных усилий и огромных материальных затрат.

Если в конце XIX века энергия играла, в общем, вспомогательную и незначительную роль в мировом балансе, то уже в 1930 году в мире было произведено около 300 миллиардов киловатт-часов электроэнергии. С течением времени - гигантские цифры, огромные темпы роста! И все равно энергии будет мало - потребности в ней растут еще быстрее.

Потому ныне перед всеми учеными мира стоит проблема нахождения и разработки новых альтернативных источников энергии. В данной работе будут рассмотрена классификация альтернативных источников энергии, способы нахождения новых видов топлива и опыт России и других зарубежных стран в изобретении и использовании энергосберегающих ресурсов.

Дата добавления: 2018-02-28; просмотров: 278; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 1 2 345 6 7 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!