Главная | Обратная связь

Потенціал відновлюваних джерел енергії

Тепловий насос.

Устройство для переноса тепловой энергии от источника низкопотенциальной тепловой энергии (с низкой температурой) к потребителю (теплоносителю) с более высокой температурой.

Типы тепловых насосов

1) Геотермальные (используют тепло земли, наземных либо подземных грунтовых вод

а) замкнутого типа

б) открытого типа

2) Воздушные (источником отбора тепла является воздух)

По виду теплоносителя во входном и выходном контурах насосы делят на восемь типов: «грунт—вода», «вода—вода», «воздух—вода», «грунт—воздух», «вода—воздух», «воздух—воздух» «фреон—вода», «фреон—воздух

Преимущества.

Экономичность. Ежегодные расходы на отопление в 4 - 6 раз меньше по сравнению с традиционными котлами и печами. Так, при подводе к тепловому насосу, например, 1 кВт электроэнергии, в зависимости от режима работы и условий эксплуатации, производит до 3 - 4 кВт тепловой энергии. Также они экономичны летом, т.к. сбрасывают тепло в относительно холодную среду (обычно землю). Срок окупаемости оборудования в среднем 2-3 года. Сравнительные экономические расчеты и опыт эксплуатации подтверждают выгодность применения этой технологии Высокий уровень комфорта. В течение всего года создаются желаемые условия в помещении. Управлять и поддерживать работу ГТН также просто, как при воздушном кондиционере. Достаточно включить установку в сеть и установить нужную температуру на термостате. Оборудование компактно, тихо работает; Установка не нарушает целостность интерьера и концепцию фасада здания, т.к. нет внутреннего и внешнего блока, и занимает минимум пространства и о ней станет известно Вашим гостям только, если Вы этого захотите. Минимальное обслуживание и высокая степень автономности. Работают полностью в автоматическом режиме. Требования по техническому обслуживанию ясны и не требуется новых навыков по техническому обслуживанию. ГТН (геотермальные тепловые насосы) действительно требуют меньшего технического обслуживания (ТО), чем обычные воздушные кондиционеры. Надежность. ГТН - технология зрелая и надежная. Тепловые насосы много лет применяются в развитых странах и доказали свою надежность и долговечность на практике. Имеют срок службы до капитального ремонта 10-15 лет. Безопасность. Данные установки даже высокой мощности имеют высокую степень безопасности, т.к. не связаны с горючими/ взрывоопасными материалами, процессами горения, высокими температурами. Нет открытого пламени, нет выхлопа, нет сажи, нет запаха солярки, исключена утечка газа, разлив мазута. Нет пожароопасных хранилищ для угля, дров, мазута, или солярки Экологическая чистота. Тепловые насосы работают с возобновляемыми ресурсами, не выделяют вредных веществ в окружающую среду.

 

Потенціал відновлюваних джерел енергії

Понятие возобновляемые источники энергии объединяет очень широкий круг источников: энергию рек, солнца, ветра, геотермальную энергию, энергию морских приливов и волн, биомассы (растения, различные виды органических отходов) и др. В настоящее время в Украине доля возобновляемых источников энергии достигает всего 2,8%. Таким образом, в Украине необходимо быстрыми темпами внедрять энергетику, основанную на возобновляемых источниках. Возобновляемые источники энергии будут замещать уголь, нефть, газ и уран в производстве электроэнергии, теплоты и жидкого топлива.

Солнечное излучение – самый экологически чистый и практически неисчерпаемый возобновляемый источник энергии. Полное количество солнечной энергии, поступающей на поверхность Земли за неделю, превышает энергию всех мировых запасов нефти, газа, угля и урана. Для Украины наиболее перспективной технологией солнечной энергетики является создание фотоэлектрических станций с солнечными элементами, осуществляющими прямое преобразование солнечной энергии в электрическую с использованием фотоэлектрического эффекта. Одним из перспективных видов нетрадиционной энергетики в восточных областях Украины является шахтный метан. Метаморфизм угля Донецкого угольного бассейна сопровождается образованием большого количества метана, который накапливается в угольных пластах, сопутствующих горных породах и подземных водах.

Наибольший энергетический потенциал в Украине имеют такие виды биомассы, как сельскохозяйственные культуры и отходы древесины. Кроме того возможно использование жидких видов топлива из биомассы, биологическую составляющую твердых бытовых отходов и биогаз. По разным оценкам, потенциальная мощность в сегменте биоэнергетики составляет 15 ГВт.

Реализация потенциала осложняется недостаточным развитием инфраструктура и сырьевой базы, необходимых для обеспечения бесперебойных поставок сырья. К тому же, не всегда уровень развития отраслей-поставщиков оборудования отвечает соответствующим технологическим требованиям.

 

Микро-, мини- и малые гидроэлектростанции могут стать мощной основой энергообеспечения для всех регионов Западной Украины, а для некоторых районов Закарпатской и Черновицкой областей — источником полного энергообеспечения.

 

Для развития малой гидроэнергетики Украина имеет достаточный научно-технический потенциал и большой опыт в области проектирования и разработки конструкций гидротурбинного оборудования. Отечественные предприятия имеют необходимое производственное оснащение для таких гидроэлектростанций отечественным оборудованием.

 

Конструкція ВЕУ

Существуют две принципиально разные конструкции ветроэнергетических установок (ВЭУ): с горизонтальной и вертикальной осью вращения.

Конструктивная схема ВЭУ с горизонтальной осью вращения: 1 – рабочая лопасть; 2 – трансмиссия; 3 – виндроза; 4 – башня; 5 – вал отбора мощности; 6 – электрогенератор

Основными элементами установки являются ветроприемное устройство (лопасти), редуктор передачи крутильного момента к электрогенератору, электрогенератор и башня. Ветроприемное устройство вместе с редуктором образуют ветродвигатель. Благодаря специальной конфигурации лопастей в воздушном потоке возникают несимметричные силы, которые создают крутильный момент.

 

Поскольку ветер может изменять свою силу и направление, ветровые установки оборудуются специальными устройствами контроля и безопасности. Эти устройства состоят из механизмов разворота оси вращения за ветром (виндроза), наклона лопастей относительно земли при критической скорости ветра, системы автоматического контроля мощности и аварийного отключения для установок большой мощности.

ВЭУ с вертикальной осью вращения имеют преимущества перед установками с горизонтальной осью, которые состоят в том, что исчезает необходимость в устройствах для ориентации на ветер, упрощается конструкция и снижаются гироскопические нагрузки, обуславливающие дополнительные напряжения в лопастях, системе передачи и других элементах установки, появляется возможность установки редуктора с генератором в основании башни.

Конструктивная схема ВЭУ с вертикальной осью вращения: 1 – стартер (ротор Савониуса); 2 – вал; 3 – электрогенератор; 4 – тормозное устройство; 5 – рабочая лопасть; 6 – растяжки; 7 – рама; 8 – преобразователь напряжения; 9 – аккумулятор; V – скорость ветра; Н – высота ветроустановки; h – половина высоты рабочей лопасти; n – скорость вращения рабочей лопасти; D – диаметр развертки лопастей

Основными недостатками ВЭС являются:

Непостоянная и неравномерная выработка электроэнергии как в разрезе суток, так и по сезонам года, что связано с наличием ветра и его скоростью.

Использование значительных площадей земельных ресурсов. Так, для ВЭС мощностью 1000 МВт понадобится общая площадь 70–200 км2, хотя большая часть этих земель может быть использована в сельском хозяйстве и др. (сама ВЭС занимает 1% общей площади). При использовании ВЭС морского базирования этот недостаток устраняется.