Альтернативная энергетика

- 7 апреля, 2009

Солнечная батарея. Кавказский заповедник.

Энергия Солнца может преобразовываться в электроэнергию и в тепло для эффективного обогрева помещений. Сегодня энергия солнца используется в основном в системах солнечного теплоснабжения, которые представляют из себя коллекторы в виде застекленного сверху и теплоизолированного снизу плоского ящика с металлической зачерненной панелью и каналами для теплоносителя, позволяющими нагревать воду до 50-70 градусов.

Преобразование солнечной энергии в электроэнергию осуществляется 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.

Наибольшее развитие солнечные установки для обогрева помещений получили в Краснодарском крае и Республике Бурятия. В Бурятии солнечными коллекторами производительностью от 500 до 3000 литров горячей воды (90-100 градусов по Цельсию) в сутки оснащены различные промышленные и социальные объекты - больницы, школы,  завод "Электромашина" и т.д., а также частные жилые здания.

Тепло недр Земли способно не только выбрасывать в воздух фонтаны гейзеров, но и согревать жилища и вырабатывать электроэнергию. Большими геотермальными ресурсами обладают Камчатка, Чукотка, Курилы, Приморский край, Западная Сибирь, Северный Кавказ, Краснодарский и Ставропольский края, Калининградская область.

Высокопотенциальное термальное тепло (пароводная смесь свыше 100 градусов по Цельсию) позволяет производить электроэнергию напрямую.

Обычно пароводная термальная смесь извлекается из скважин, пробуренных на глубину 2-5 км. Каждая из скважин способна обеспечить электрическую мощность 4-8 МВт с площади геотермального месторождения около 1 км2. При этом по экологическим соображениям необходимо иметь и скважины для закачки в пласт отработанных геотермальных вод.

В настоящее время на Камчатке действуют 3 геотермальных электростанции: Паужетская ГеоЭС, Верхне-Мутновская ГеоЭС и Мутновская ГеоЭС. Суммарная мощность этих геотермальных электростанций составляет более 70 МВт. Это позволяет на 25% обеспечить потребности региона в электроэнергии и ослабить зависимость от поставок дорогостоящего привозного мазута.

В Сахалинской области на о. Кунашир введены первый агрегат мощностью 1,8 МВт Менделеевской ГеоТЭС и геотермальная тепловая станция ГТС-700 мощностью 17 Гкал/ч.

Большая часть низкопотенциальной геотермальной энергии применяется в виде тепла в жилищно-коммунальном и сельском хозяйствах. Так, на Кавказе общая площадь обогреваемых геотермальными водами теплиц составляет свыше 70 га. В Москве построен и успешно эксплуатируется экспериментальный многоэтажный дом, в котором горячая вода для бытовых нужд нагревается за счет низкопотенциального тепла Земли.

К биомассе относят все органические вещества растительного и животного происхождения. В виде топлива может использоваться широкий спектр биомассы: древесина (отходы лесной промышленности и специально выращиваемые быстрорастущие леса), сельскохозяйственные отходы (солома, помет, навоз и др.), твердые и жидкие бытовые и промышленные отходы.

К малой гидроэнергетике относят бесплотинные ГЭС, мощность которых не превышает 30 МВт.

Примеры малых ГЭС в России: Республика Тыва - МГЭС установленной мощностью - 168 кВт. Республика Алтай - МГЭС мощностью - 400 кВт, Камчатская область - ГЭС-1 мощностью 1,7 МВт на реке Быстрая, каскад Толмачевских ГЭС.

Ветер используется для выработки электричества на ветроэнергетических установках (ВЭУ). Это может быть как отдельный агрегат для снабжения отдельного объекта, так и сложные системы - ветряные электростанции (ВЭС), - подающие электроэнергию в общую сеть. Самые маленькие турбины имеют мощность около 500 ватт. Для сравнения, этого достаточно для работы телевизора. Мощность самых больших составляет несколько мегаватт. В сложных системах обычно используются турбины мощностью свыше 300 кВт, установленные на высоте до 50 метров, с диаметром лопастей до 30 метров.

Современные турбины - это сложные механизмы, которые должны выдерживать шторм и оставаться легкими и пригодными к работе при небольшом ветре. Ротор рассчитан для работы на постоянной скорости, а угол лопастей автоматически регулируется для достижения этой скорости. Сама турбина также поворачивается горизонтальным мотором так, чтобы она постоянно была обращена к ветру. Лопасти турбины собирают из стекловолокна, армированного деревом или алюминием.

Примеры ВЭУ в России: вблизи поселка Куликово Калининградской областирасположен ветропарк, насчитывающий 21 ВЭУ общей мощностью 5,1 МВт. На о. Беринга Камчатской области - 2 ВЭУ мощностью по 250 КВт. В районе деревни Тюпкильды Туймазинского района Республики Башкортостан построена ВЭС, состоящая из четырех ветроагрегатов мощностью 550 кВт каждый.