Как работает солнечный коллектор

Мы уже рассматривали вопрос что такое солнечный коллектор . Давайте еще раз рассмотрим основной принцип работы солнойчной системы.
Работа солнечной системы (СС) основана на таких основных процессах:
1) улавливание солнечного излучения;
2) теплообмен;
3) аккумуляция полученного тепла;
4) автоматизированный контроль системы.  
             
При этом инженерное решение по реализации этих процессов чётко распределяется в соответствии с элементами СС. Так, солнечное излучение, попадая на коллектор, проходит через его вакуумную зону и достигает специального покрытия, которое улавливает те волны солнечного излучения, которые несут наибольшую энергию, в первую очередь - инфракрасный спектр. В результате чего происходит интенсивный разогрев вакуумного коллектора. В зависимости от типа вакуумных трубок коллектора, полученная энергия передаётся: воде (непосредственно используемой) – тип ССГВиБ, теплоносителю (вода – тип ССГВ_Ц или антифриз – тип ССГВ_ТТр). В первом случае полученное тепло непосредственно передаётся воде для её нагрева. Во втором и третьем теплоноситель нагревает встроенный в бак теплообменник.              
Далее теплоноситель или теплопередатчик отдаёт полученное тепло воде, используемой для бытовых нужд (горячая вода и/или отопление). Обычно, теплоноситель или теплопередатчик пространственно соприкасаются с медной трубкой, которая характеризуется повышенным коэффициентом теплообмена. Именно через медную трубку и осуществляется процесс теплообмена между теплоносителем (теплопередатчиком) и нагреваемой водой.              
С целью сохранения полученного тепла в СС используются баки-резервуары, имеющие изоляционный слой, который обеспечивает как можно более продолжительное поддержание внутренней температуры. Для более эффективной координации функционирования наиболее сложные (и одновременно наиболее производительные) СС комплектуются системой автоматического управления, где осуществляется контроль работы всей установки в соответствии с заданными параметрами, включая выбор оптимального режима работы системы в течение суток. При этом, контроллер регулирует поток теплоносителя и определяет направление подачи тепла (горячее водоснабжение и/или отопление).
Для бесперебойного функционирования солнечные системы могут комплектоваться дополнительными источниками энергии, например: традиционный водонагреватель, работающий на электричестве, газе, жидком (дизель) или твёрдом (уголь) виде топлива, что обеспечивает наиболее высокую эффективность использования в зимнее время, когда нагрузки наиболее высоки, а также ночное время или облачную погоду. При этом альтернативный источник энергии используется лишь для поддержания заданных параметров.

Похожие посты:
- Что такое солнечный коллектор
- Как выбрать солнечную систему

Наиболее впечатляющие ветродвигатели тысячелетия или путешествие через эволюцию

Использовать ветер для своих благ человечество начало еще много веков назад. Наши далекие предки с помощью парусов передвигались по морям, а первые ветряные мельницы были сооружены еще в II-I веках до н.э. в древнем Египте. Персы, жившие на территории современного Ирана в VII веке н.э , конструировали уже более совершенные ветряки крыльчатой конструкции. С VIII-IX веков ветряные мельницы распространились по Европе и Руси. Первые ветроконструкции помогали людям молоть зерно, позднее- откачивать воду и приводить в действие различные механизмы.

Сегодня ветродвигатель – это не только эффективный и экологичный источник энергии. Современные достижения науки и техники в области ветроэнергетики поражают воображение, восхищают и просто ошеломляют одновременно! Не верите? Постараюсь переубедить…

Ветрогенераторы умеют парить в воздухе, вращаться горизонтально или вертикально, одни легче чем воздух, а другие величественно итегрированны в здания. В подтверждение этих слов, посмотрите галерею наиболее впечатляющих и действительно амбициозных образцов ветродвигателей этого тысячелетия. И так, оправляемся в эволюцию самых зрелищных конструкций для «ловли ветра».

Solar Impulse поднялся в небо

 На официальном сайте Solar Impulse сообщается о том, что самый грандиозный проект самолета на солнечных батареях на днях поднялся в небо.

Полет прошел на минимальной высоте - Solar Impulse оторвался от Земли не более чем на метр и пролетел около 350 метров. Инженеры проекта подчеркивают, что целью испытания было не поднять самолет на большую высоту, а проверить характеристики летательного аппарата.
Настоящие испытания Solar Impulse пройдут в ближайшее время. Так, в рамках одного из тестов самолет должен пролететь без посадки 2 дня и одну ночь. Окончательной целью серии летных испытаний является подготовка аппарата к кругосветному перелету, который запланирован на 2012 год.

Похожие посты:

- Вокруг света на солнечном самолете за 30 дней

Солнечный катамаран

Тысячелетиями люди стремились совершать долгие морские и сухопутные путешествия, не используя топливо или зарядку транспортного средства от сети. И хотя для этих целей есть паруса и лошади, что я лично весьма приветствую, но это, все же, взгляд в прошлое. Сегодня средства передвижения должны быть как экологичными так и практичными.

Новые солнечные технологии

Стоящие за солнечной энергией технологии непрерывно эволюционируют. Портативные устройства, которые заряжают гаджеты от солнечных лучей, становятся всё более компактными и мощными. Новое поколение таких систем подключается непосредственно к ноутбукам или нетбукам и обеспечивает до четверти потребностей в питании. До 100%, конечно, ещё далеко, но для определённых целей этого вполне достаточно.

Turning Torso в Мальме- символ устремленности в будущее

Turning Torso – «поворачивающийся торс». Вздымаясь над невысокими крышами шведского Мальмё, это как бы скрученное в жгут сооружение дает «городу солнца» новый нерв и новый символ устремленности в будущее.

Монорельсовая дорога в Болонью, работающая на солнечной энергии

 Известная итальянская дизайн-студия Iosa Ghini Associati разработала конструкцию ультратонкой монорельсовой дороги до Болоньи, Италия, названную Energy Belt («Энергопояс»), которая свяжет аэропорт с центром города. Плавные, изящные линии этой конструкции протянулись над сельской местностью, предоставляя путешественникам возможность любоваться прекрасными пейзажами за окном. Кроме этого, инфраструктура монорельсовой дороги спроектирована так, чтобы дополнительно организовать пешеходную дорожку вдоль борта и установить солнечную энергосистему, идущую вдоль южной стороны рельса.

Что такое солнечный коллектор

     Солнечной энергии, поступающей в течение года на площадь, которую занимает средний украинец  вполне достаточно, чтобы удовлетворить его годовые энергетические потребности. Среднегодовая мощность солнечной энергии на Украине составляет 400 – 600 Вт/кв.м – вполне достаточно для полного, гармонирующего с природой жизнеобеспечения.

     Солнечный коллектор- наиболее известное приспособление, которое непосредственно использует энергию Солнца. Технология изготовления солнечных коллекторов достигла практически современного уровня в 1908 году, когда Вильям Бейли из американской "Carnegie Steel Company" изобрел коллектор с теплоизолированным корпусом и медными трубками. Этот коллектор весьма походил на современную термосифонную систему, но Вторая Мировая война внесла свои коррективы во все отрасли и производства. Так произошло и с солнечным нагревателем воды, который быстро был вытеснен электрическими и газовыми нагревателями. Поэтому технология массового использования солнечных коллекторов относительно нова.

Будущее за "экодомом"

В XXI веке появляется новый тип жилых домов, отвечающий не только моде на экологичность, но и реальным потребностям множества людей, заботящихся о своем здоровье, - так называемые экологичные дома. Но экоархитектура заботится не только о жильцах – она стремится сделать жилье человека безвредным и для окружающей среды.

Вокуг света за 30 дней на солнечном самолете

«Вопрос не столько в том, что человек сможет полететь еще дальше, к другим планетам, — вопрос в том, как организовать себя так, чтобы делать жизнь человека на Земле достойнее», — сказал ученый Огюст Пикард после первого в истории полета на воздушном шаре за пределы атмосферы. И помочь нам в этом может солнечная энергия. Недавно в Швейцарии в военном аэропорту г. Дюбендорф, что под Цюрихом состоялась презентация общественности в последней фазе создания грандиозного проекта Solar Impulse — одного из наиболее масштабных экологическо-авиационных проектов не только этой страны, но и всего мира.

В Австралии открыт самый длинный пешеходный мост на солнечной энергии

Недавно в  Квинсленде(Австралия) был открыт самый длинный в мире пешеходный мост Kurilpa. Расположен он в центральном деловом районе Брисбена, и ожидается, что около 36 500 человек, будут использовать его каждую неделю, чтобы прогуливаться или ездить на велосипеде.
Для освещения моста была спроектирована сложная схема освещения, основанная на применении LED-технологий. Представленная система освещения намного более эффективны, чем другие доступные системы освещения и будет использоваться для различных фестивалей и мероприятий, проводимых вдоль реки, как, например, ежегодные празднования Riverfire на реке Брисбена.
Система, приводящая в действие внушительное множество LED-огней, составлена из 84 солнечных панелей, установленных на мосту, и ежедневно она может произвести 100 КВ/ч. Среднее число энергии, произведенное за год, будет равняться 38 МВ/ч. Этого достаточно для 100 % обеспечения энергией всего моста в большинстве условий освещения.
Мост Kurilpa обошелся приблизительно в 63 миллиона $, и был разработан австралийскими архитекторами Cox Architects. Пролеты моста раскинулись на 470 метров в длину и 6.5 метров в ширину.
Источник: http://techvesti.ru

Похожие посты:

- Солнечные лодки
- Автостоянки под солнечными батареями
- Как выбрать солнечную систему

Jaguar Mark XXI - концепт автономного автомобиля на солнечной энергии

На сегодняшний день необходимость использования альтернативных источников энергии уже является аксиомой. И многие уверены, что автомобили будущего будут приводиться в движение с помощью «зеленых» технологий, и не станут нуждаться в водителе за рулем.

Когда же это произойдет – вопрос времени. Возможно, стоит привыкнуть к мысли, что авто будущего будут полностью отличаться от тех, к которым мы приучены. А пока, автомобильный проектировщик Кристофер Pollard - один из тех проектировщиков, проекты которого показывают нам мир завтра, представил свое последнее создание – уникальный автомобиль Jaguar XXI Mark, олицетворяющий собой симбиоз эко-технологий и роскоши.

Автомобиль с нулевой эмиссией приводят в действие фотогальванические панели, которые установлены на всем протяжении корпуса транспортного средства. Эти панели поднимаются вверх и стоят перед солнцем, когда транспортное средство находится на стоянке. Примечательно, что в момент зарядки солнечные панели должны поворачиваться вслед за солнцем. Энергия, произведенная солнечными панелями, накапливается в бортовом пакете аккумуляторных батарей. Именно батарея приводит транспортное средство в движение, когда солнце не светит.

Так как водитель в этом транспортном средстве необязателен, то интерьер автомобиля состоит из кресел, повернутых лицом друг к другу. Такое расположение создает атмосферу, располагающую к общению.

Источник: http://techvesti.ru

Похожие посты:

- Самый надежный гибридный автомобиль Honda Insight

Самый надежный гибридный автомобиль Honda Insight

В рамках проведенного ежегодного исследования, по итогам которого авторитетное исследовательское агентство Consumer Reports составляет рейтинг надежности новых автомобилей, в зачете гибридных моделей первое место заняла Honda Insight .

Это не единственный успех компании Honda: в классе компактных SUV первенствовал популярый в России кроссовер Honda CR-V.

Consumer Reports — одна из самых крупных и авторитетных североамериканских независимых экспертных организаций, которая регулярно проводит исследования автомобильного рынка.

Источник: http://www.autosvit.com.ua

Геотермальная энергетика

   Геотермальная энергетика относится к категории неистощимых источников энергии, потому что водные ресурсы постоянно пополняются за счет непрерывного выпадения осадков и тепла на земле. Геотермальную энергию получают из тепла внутри земли. Люди могут использовать пар и горячую воду, созданные внутри Земли, для отопления зданий и производства электроэнергии. Интересно, что же делает воду такой горячей? Геотермальная энергия порождается в земном ядре.

Солнечные лодки

         Что может быть лучше для отдыха и расслабления, чем приятная прогулка на лодке в солнечный денек? Но как можно расслабиться, если озера и реки полны шумных моторных лодок, загрязняющих воздух и воду? Идеальный компромисс – это неторопливые лодки, работающие на солнечных батареях. Давайте посмотрим на некоторые самые необычные солнечные лодки.

Суперконденсаторные автобусы (Ultracap Bus)

В погоне за чистым городским транспортом человечество изобрело трамваи и троллейбусы, заплатив за электрический привод сокращением маневренности. Попытки же создания автобусов на аккумуляторах до сих пор выглядели бледно, поскольку батареи, достаточные для сколь-нибудь удовлетворительного пробега, оказывались чрезмерно тяжёлыми и дорогими…

Выход из тупика, как часто бывает, оказался довольно прост. Да и найден он был не вчера. Оставалось только дождаться героев, которые взялись бы довести идею до практического, причём массового применения.Чтобы получить электрический автобус, недорогой, но притом способный свободно путешествовать по городу, нужно провернуть достаточно очевидную вещь: поставить системы сверхскоростной зарядки на каждой автобусной остановке. Желательно автоматизированные, дабы водитель не покидал кабины. Правда, аккумуляторы, способные хранить приличное количество энергии на единицу веса, не очень охотно переваривают большие токи, так что для наполнения их "под горлышко" нужно приличное время. И кто будет в час пик ждать такой "заправки"?
К счастью, существует замечательная альтернатива химическим батареям — суперконденсаторы. По удельной ёмкости они хуже, к примеру, литиевых батарей на порядок, а то и больше. Зато умеют очень быстро заряжаться.

Автостоянки под солнечными батареями

Современные автостоянки занимают довольно большие территории. К примеру, возле офисов больших компаний площадь автостоянок исчисляется в гектарах. А ведь эту землю можно использовать не только для того, чтобы оставлять на ней автомобили, но и с пользой для природы и экологии.

Зарядная станция на солнечных элементах для электромобилей от Toyota Industries

Toyota Industries анонсировала на Tokyo Motor Show 2009 свою последнюю разработку — зарядную станцию на солнечных элементах для электромобилей.
Электричество вырабатывается солнечными элементами, затем накапливается в аккумуляторной батарее, от которой впоследствии заряжаются электромобили.
Продемонстривованная Toyota зарядная станция поддерживает функцию беспроводной связи и может обеспечить электромобиль электрической энергией напряжением 100/200 вольт. Через мобильные и LAN-сети в дата-центр будут передаваться аутентификационные сведения о пользователях, желающих зарядить свой электромобиль, а также информация о требуемом количестве электроэнергии.

Борьба за среду обитания

Человечество испокон веков разрушало среду своего обитания, но лишь недавно начало задумываться об этом.
В 1866 году немецкий зоолог Эрнст Гаккель впервые использовал термин "экология", под которым он подразумевал отношения, возникающие между живыми организмами и окружающей средой. К этому времени у экологов уже был значительный фронт работ. Жители США практически полностью перебили огромные стада бизонов. Развитие германской промышленности привело к отравлению вод Рейна. Лосось, который был пожалуй наиболее распространенной рыбой Рейна в 18 веке, практически исчез к середине 19-го. В конце 19 века в Японии разработка месторождений меди привела к массовой гибели лесов - только решительные и крайне жесткие меры, предпринятые государством и обществом, привели к тому, что Японские острова по сей день покрыты лесами. 

Особенно тяжелые удары были нанесены окружающей среде в 20 веке. Рост потребления привел к огромным проблемам. С 1961 по 2000 год втрое увеличилось мировое потребление древесины - при этом леса восстанавливаются медленно. С 1950 по 2005 год потребление рыбы увеличилось в шесть с половиной раз, при этом ресурсы моря восстанавливаются медленно или вообще не восстанавливаются.
Мы предлагаем краткий перечень наиболее значительных событий в этой сфере за последнее столетие, которые, на наш взгляд, имели прецедентный характер.

1907 год. Гаагская Конвенция сформулировала первые международные правила охраны окружающей среды во время ведения боевых действий.

1946 год.  Впервые создана международная организация, призванная бороться за здоровье и жизнь всего человечества - Всемирная Организация Здравоохранения\World Health Organization. Кроме всего прочего, она занимается вопросами воздействия окружающей среды на качество жизни людей.
Первое международное соглашение об охране животных. Международная Комиссия по Китам\International Whaling Commission запретила охоту на серого кита.

1948 год. Создан Международный Союз Охраны Природы\International Union for Conservation - первая глобальная организация такого рода. В том же году она предложила ООН Концепцию Экологического Образования человечества.

1954 год. Первое революционное изобретение в области "чистой" энергетики. Компания Bell объявила о создании солнечной батареи.

1958 год. Первая катастрофа, связанная с использованием радиоактивных материалов. На комбинате "Маяк" неподалеку от Челябинска  произошел взрыв, вызвавший выброс радиоактивных веществ. В 1958 г. из сельскохозяйственного использования было изъято 59 тысяч гектаров в Челябинской и 47 тысяч гектаров в Свердловской областях. В результате аварии облучению подверглись 124 тысячи человек.

1958 год. Первое в современной истории спланированное уничтожение определенного вида животных. В Китае была начата кампанию по уничтожению воробьев, разорявших поля. Урожай следующего года был практически полностью погублен насекомыми, которых ранее уничтожали воробьи.

1960 год. Впервые производители автомобилей начали устанавливать устройства, регулирующие выхлоп отработанных газов. Соответствующий закон принял штат Калифорния. Обнаружена "озоновая дыра" в атмосфере.

1962 год. Первое массовое использование пестицидов в ходе военных действий. Войска США применили пестициды против джунглей, в которых прятались партизаны Вьетконга и войска Северного Вьетнама.
Американская исследовательница Рэйчел Карсон\Rachel Carson опубликовала книгу "Тихая Весна"\Silent Spring, в которой впервые было доказано негативное влияние пестицидов, ДДТ и иных химикатов на живую природу. Влияние этой книги обычно сравнивали с воздействием, которое оказала книга "Хижина Дяди Тома"\Uncle Tom's Cabin (автор - Гарриет Бичер-Стоу\Harriet Beecher Stowe ) на мир середины 19-го века: принято считать, что она стала одной из причин начала Гражданской войны в США и уничтожения рабства. Книга Карсон переиздается по сей день.

1964 год. Начало всемирного движения консервационалистов. Активисты этого движения скупают участки земли и создают на них заповедники естественной природы.

1967 год. Начало первой всемирной кампании по запрещению определенного вида химикатов. Американский биолог Деннис Палестин\Dennis Pulestin основал фонд для борьбы с самым популярным пестицидом - ДДТ. В 1969 году фонд добился первой победы - США объявили о запрещении использования ДДТ.

1969 год. В США подписан Закон об Охране Окружающей Среды\National Environmental Policy Act - первый закон, в подготовке которого принимали активное участие активисты экологических организаций.

1970 год. Начато празднование Международного Дня Земли (22 апреля).

1971 год. Впервые опубликованы доказательства того, что автомобильные выхлопы способствуют разрушению озонового слоя атмосферы.
Дания стала первой страной мира, в которой было создано особое министерство, занимающееся охраной окружающей среды.

1972 год. Начала работу первая электростанция, использующая мусор в качестве топлива.

1973 год. Создана первая в мире премия за достижения в области охраны окружающей среды -"Премия Тайлера"\Tyler Prize for Environmental Achievement. Управлением премией занимается Университет Южной Калифорнии\University of Southern California.

1974 год. Впервые получены неоспоримые доказательства того, что онкологические заболевания могут вызываться выбросами промышленных предприятий. В США впервые в мире начаты постоянные проверки питьевой воды на содержание в ней пестицидов.

1977 год. В Женевскую Конвенцию, регулирующую правила и обычаи войны, добавлены протоколы, запрещающие разрушать окружающую среду во время вооруженных конфликтов.
Впервые в истории население одной из стран мира пожертвовало любимым блюдом ради сохранения окружающей среды. Франция временно запретила отлов лягушек, популяция которых оказалась под угрозой уничтожения.

1978 год. Первый случай нанесения экологического ущерба космическим аппаратом. Советский спутник "Космос", оснащенный ядерным реактором, упал на Землю. Радиоактивные материалы из реактора заразили часть территории Канады.

1986 год. Первая авария АЭС нанесшая ущерб не одной, а нескольким госуждарствам мира - Чернобыльская катастрофа.

1987 год. Уникальный пример беспринципности. Лидеры вооруженных формирований ливанских христиан продали право захоронить в Ливане токсичные отходы химических производств итальянским, германским, канадским и бельгийским компаниям. Отходы захоранивались несмотря на то, что в стране шли боевые действия. Хранилища для отходов были созданы наспех. В результате, в 1998 году примерно 70% всех источников питьевой воды в Ливане были отравлены.

1988 год. Американский климатолог  Джеймс Хансен\ James Hansen ввел в научный оборот термин "парниковый эффект". Хансен призвал правительства мира начать борьбу с глобальным потеплением.

1988 год. Первый случай борьбы международного бизнеса с природоохранным законодательством отдельной страны. В 1981 году Дания приняла закон обязывающий торговцев пивом и безалкогольными напитками использовать бутылки, изготовленные из материалов, которые возможно перерабатывать. В 1988 году Европейский Суд постановил, что данное решение препятствует свободной торговле, так как устанавливает дополнительные барьеры для импорта пива и лимонада в Данию.

1989 год. Первая крупная катастрофа супертанкера. Супертанкер Exxon Valdez, потерпел крушение вблизи побережья Аляски, и в море вылилось более 6 млн. тонн нефти. В результате разлива нефти пострадало примерно 1 тыс. км побережья Аляски. На устранение последствий аварии пришлось истратить около $2.5 млрд., при этом животный мир пострадавшего района так и не удалось восстановить в полной мере.

1989 год. Вступил в силу Монреальский Протокол, предусматривающий меры по сокращению выбросов газов, способствующих разрушению озонового слоя атмосферы.

1989 год. Впервые ООН вступилась за определенный вид животных - запретила торговлю слоновой костью.

1991 год. Впервые введены правила сохранения окружающей среды целого материка - ООН принят Протокол Экологической Защиты к Договору об Антарктике.
Прошел крупнейший в истории международный саммит, посвященный сохранению окружающей среды - Саммит Земли в Рио-де-Жанейро.
Канадский ученый Уильям Риз\William Rees ввел в научный оборот термин "экологический отпечаток", который ныне широко используется в мире.

1997 год. Подписан Киотский протокол, обязывающий индустриально развитые государства мира сократить выброс газов, вызывающих "парниковый эффект".  Он вступил в силу в 2005 году. Впервые человечество согласилось предпринять скоординированные действия с целью избежать планетарной катастрофы.

1998 год. Опрос 400 известнейших мировых специалистов в области ботаники, зоологии, биологии, экологии и т.д. показал, что 70% из них считают, что ныне идет явный процесс вымирания живых существ, и пятая часть видов живых существ перестанет существовать в течение ближайших 30-ти лет.

2001 год. Международное сообщество впервые ввело глобальный запрет на использование 12-ти химикатов, разрушительно действующих на окружающую среду.

2006 год. Бывший вице-президент США Эл Гор\Al Gore выпустил документальный фильм "Неудобная Правда"\An Inconvenient Truth, который рассказывает о глобальном изменении климата. Впервые фильм оказала колоссальное воздействие на мировое общественное мнение и впервые кинопродюсер (Гор) получил Нобелевскую Премию Мира.
Источник: http://www.washprofile.org

Похожые посты:

Как выбрать солнечную систему

Попытаемся понять подход к выбору автономной солнечной системы, какие факторы имеют большее, а какие меньшее значение.

Прежде всего, надо определить, сколько энергии вам понадобится в месяц, и чтобы стоимость солнечной электростанции не стала фантастически большой по мере возможности уменьшить потребности. Затем необходимо определить, сколько солнечной энергии можно получить в той местности, где будет работать солнечная установка.
Примерные данные приводятся в метеорологических справочниках, кое-какую информацию по солнечной инсоляции можно найти в Интернете. Обычно уровень солнечной инсоляции выражается в Ваттах/м2 с разбивкой по месяцам. Причём сезонные колебания могут быть очень значительными. Если предполагается использовать солнечную электростанцию круглогодично, расчёт надо производить по месяцам с наихудшими параметрами по инсоляции (конечно, если предполагается использовать только солнечную энергию). КПД солнечных батарей для расчётов надо принимать не выше 14% (а лучше 12%), т.к. несмотря на КПД элементов 16 или даже 17 % (а чаще используются элементы с КПД 14-15%) часть излучения отразится от поверхности стекла закрывающего элементы (даже если используется антибликовое стекло), часть излучения погасится в толщине стекла, не вся поверхность солнечной батареи закрыта кремниевыми пластинами – между ними зазоры 2-3 мм, кроме этого некоторые элементы имеют обрезанные углы, что также уменьшает полезную площадь. Некоторые изготовители приводят примерную выработку энергии в месяц при разных уровнях солнечного излучения.

Теперь, чтобы определить количество солнечных батарей необходимо разделить желаемую потребность в энергии на возможную выработку энергии одной батареей в те месяцы, когда будет использоваться солнечная электростанция, естественно расчёт ведут по самым наихудшим параметрам по инсоляции.

Например установка будет эксплуатироваться в Киевской области круглогодично, потребность в энергии 100 кВт час/месяц, одна батарея из выбранных вами произведёт в декабре не более 2 кВт час энергии, 100 : 2 = 50 батарей. Те же условия но неизвестна производительность батареи, но есть её площадь 0.7 м2: инсоляция в декабре примерно 20 кВт час/м2 за месяц такая батарея произведёт примерно: 20 х 0.7 х 0.12 (КПД)=1.68 кВт час энергии, для определения количества солнечных батарей опять делим желаемое количество энергии на выработку одной батареи: 100 : 1.68 =59.5 шт. округляем в большую сторону 60 шт.

Следует отметить, что все эти расчёты носят приблизительный, ориентировочный характер, т.к. количество солнечных дней может сильно отличаться в разные годы, всегда надо учитывать, что запас только улучшает параметры системы.

Увеличение производительности солнечных батарей – это отдельная большая тема, отмечу только несколько способов увеличения производительности:

- выбор оптимального угла установки (всегда желательно, чтобы поверхность солнечной батареи располагалась перпендикулярно к лучам солнца, с максимальными отклонения ми в ту или иную сторону не более 150), т.к. солнце в течении года постоянно меняет высоту над горизонтом желательно устанавливать солнечные батареи под тем углом который обеспечивает максимальный выигрыш по производительности в нужное время, например если предполагается использовать солнечную электростанцию круглогодично, то батареи устанавливают под углом + 150 к широте местности, а если только в летние месяцы то под углом – 150 от широты;

- поворачивать солнечную батарею вслед за солнцем в течение дня(применим только для небольших систем), таким образом можно увеличить выработку энергии вплоть до 50% от выработки в стационарном положении;

- применение контроллера заряда с функцией ОТММ (Отслеживания Точки Максимальной Мощности, по-английски MPPT (Maximum Power Point Tracking)), такой контроллер при наличии достаточной освещённости не препятствует поступлению энергии от солнечных батарей на аккумуляторы, а при недостатке освещённости накапливает энергию и подаёт её на аккумулятор порциями с оптимальными значениями тока и напряжения.

Но конечно если с таким трудом полученную энергию расходовать не экономно, то все ухищрения по получению дополнительной энергии пропадут впустую. Наибольший выигрыш в автономных системах электроснабжения можно получить, экономя энергию. Замена ламп накаливания на люминесцентные или компактные люминесцентные (энергосберегающие), а там где надо получать большие световые потоки (освещение территорий, торговых залов и т.д.) на металлогалогеновые даёт снижение затрат на освещение примерно в 4-5 раз. Применение бытовой техники с индексом энергопотребления «А» или «А+» даёт ещё более значительный выигрыш. Вообще вопросы энергосбережения, в условиях значительного роста цен на энергоносители приобретает первостепенное значение.

Немного коснёмся принципов конструирования систем автономного электроснабжения на солнечных батареях. Мы уже пробовали рассчитать необходимое количество солнечных батарей, теперь перейдём к остальным компонентам системы. Энергия, полученная от солнечных батарей, направляется на зарядку аккумуляторов – это необходимо по двум причинам:

- сглаживание неравномерности поступления энергии, например в облачную погоду,

- потребность в энергии тогда, когда нет солнечного излучения (ночью и в пасмурные дни).

Для подбора количества и типа аккумуляторов используются тоже два параметра: конструкция инвертора (напряжение на низкой стороне) и ток зарядки, который может поступать от нескольких источников и не должен превышать 10 % от номинальной ёмкости для кислотных аккумуляторов и 25-30% от номинальной ёмкости для щелочных. Если в инверторе имеется зарядное устройство от сети, то оно должно автоматически регулировать зарядный ток в зависимости от степени заряда аккумуляторов. Кроме этого, особенно если подзарядка от существующей сети отсутствует, необходимо чтобы аккумуляторы не боялись сульфатации пластин, иначе подзарядка маленьким током, который часто бывает в не очень ясную погоду быстро выведет аккумуляторы из строя.

К необходимым свойствам аккумуляторов применяемых в солнечных системах причислим и низкий уровень саморазряда (иногда изготовители указывают эту отличительную черту), обычный кислотный аккумулятор требует подзарядки не реже чем один раз в шесть месяцев иначе выходит из строя, через год после начала эксплуатации уровень саморазряда обычного кислотного аккумулятора достигает 1.5% в день от его номинальной ёмкости. Поэтому к аккумуляторам, применяемым в солнечных системах, предъявляются специфические требования.

Теперь перейдём к инверторам. Вообще идеальной конструкцией солнечной электростанции следует считать ту, где разные группы нагрузок получают питание от разных инверторов и количество и мощность инверторов соответствует количеству и мощности автоматических выключателей в распределительном щитке, эти параметры выбираются при конструировании домовой сети. Например: в распределительном щитке 4 автомата на 16 А (максимально допустимая нагрузка на бытовые сети – розетки и освещение) и 2 автомата на 25 А (для питания силовой техники), идеальным считаем применение 4 инверторов мощностью 16А х 220В=3520 Ватт и двух инверторов мощностью 25А х 220В=5500 Ватт, причём питание эти инверторы могут получать от одной группы аккумуляторов, заряжаемых одной группой солнечных батарей.

Обычно изготовители указывают не мощность в Ваттах, а пиковую мощность в вольт-амперах – этот параметр выше по значению примерно на 20-30%. Многие фирмы выпускают инверторы с самыми различными свойствами. Они могут отличаться формой выходного сигнала (наиболее простые и дешёвые на выходе дают прямоугольный сигнал, так называемый «меандр», изготовители, правда чаще называют его: модифицированной синусоидой, имитированной синусоидой, псевдо синусоидой, квазисинусоидой и т.д.), способом компенсации нагрузок (за счёт сохранения амплитуды напряжения или площади кривой), применяемым схемным решением (одно или два преобразования напряжения, импульсным или аналоговым преобразованием сигнала).

Некоторые инверторы имеют встроенное зарядное устройство от существующей сети, другие могут осуществлять подпитку сети и направлять энергию, полученную от солнца в сеть. Вообще конструкция инвертора может быть самой разнообразной. Но в целом качественный инвертор (по нашему мнению) должен выдавать чистый синусоидальный сигнал с искажениями меньше 3 %, не менять значение амплитуды напряжения при подключении нагрузки более 10 %, осуществлять двойное преобразование (первое постоянного тока, второе – переменного), иметь аналоговую часть вторичного преобразования с качественным трансформатором, иметь значительный запас по перегрузке и набор защитных функций: от короткого замыкания в нагрузке, от неправильного подсоединения к аккумуляторам, от перегрузки, от неисправности аккумуляторов, не допускать глубокого разряда аккумуляторов. Все остальные функции могут быть, а могут и отсутствовать, иногда лишние сервисные функции затрудняют пользование подобным прибором, пользователь должен (в идеале) включить прибор и забыть об его существовании.

Ещё один достаточно важный вопрос, на который необходимо обратить внимание при выборе солнечных систем – вопрос запаса параметров. При использовании солнечной энергии мы применяем непредсказуемые природные явления, поэтому для обеспечения стабильности электроснабжения необходимо иметь запас по источникам энергии (солнечным батареям), по хранилищам энергии (аккумуляторам) и по преобразователям энергии (инверторам). Естественно подходить к вопросу избыточности надо разумно. Иногда бывает лучше и дешевле применять гибридную схему электроснабжения с применением других источников энергии: разного рода генераторов, существующего подключения к электросети и т.д.

В заключение можно сделать вывод, что в условиях, когда традиционные энергоносители дорожают, а на горизонте истощение природных ресурсов обоснованность и необходимость применения альтернативных источников электроснабжения возрастает многократно.

Похожие посты:

- Виды и типы солнечных батарей
- Как устроены солнечные батареи (видео)
- Солнечная энергетика

Виды и типы солнечных батарей

На сегодняшний день существуют следующие виды солнечных батарей:

1.Фотоэлектрические преобразователи (ФЭП)- это полупроводниковые устройства, прямо преобразующие солнечную энергию в электричество. Определенное число объединенных между собой ФЭП называются солнечной батареей.

Преобразование энергии в ФЭП основано на фотовольтаическом эффекте, который возникает в неоднородных полупроводниковых структурах при воздействии на них солнечного излучения.

Как устроены солнечные батареи (видео)

Похожие посты:

- Виды и типы солнечных батарей
- Виды и типы солнечных батарей
- Солнечная энергетика

Солнечная энергетика

Всего за три дня Солнце посылает на Землю столько энергии, сколько её содержится во всех разведанных запасах ископаемых топлив, а за 1 сек. – 170 млрд. Дж. Большую часть этой энергии рассеивает или поглощает атмосфера, особенно облака, и только треть её достигает земной поверхности. Вся энергия, испускаемая Солнцем, больше той её части, которую получает Земля, в 5 млрд. раз. Но даже такая «ничтожная» величина в 1600 раз больше энергии, которую дают все остальные источники, вместе взятые. Солнечная энергия, падающая на поверхность одного озера, эквивалентна мощности крупной электростанции.



Солнечная энергия - наиболее грандиозный, дешевый, но и, пожалуй, наименее используемый человеком источник энергии.

Ветрогенераторы - "за" и "против"

В последнее время особенно много ведется споров о вреде и пользе ветрогенераторов с точки зрения экологии. Рассмотрим несколько позиций, на которые в первую очередь ссылаются противники ветроэнергетики.

Выбор участков для ветрогенератора

К выбору места расположения ветродвигателя необходимо проявлять особое внимание в связи с влиянием касательных напряжений и поджатая горизонтального ветрового потока, проходящего над поверхностью земли. Эти напряжения возникают при малых скоростях ветра вблизи подстилающей поверхности, а не на высотах, где скорость свободного потока достаточно велика. Скорость невозмущенного ветрового потока на достаточно большой высоте, где исключено влияние поверхностного трения, как правило, значительно больше, чем у поверхности или на стандартной высоте расположения анемометра, где обычно измеряется скорость ветра. Практически принимают, что скорость ветра на высоте увеличивается в степени 1/7 по отношению к скорости у поверхности земли.

Типы ветрогенераторов

Разработано большое количество ветрогенераторов. В зависимости от ориентации оси вращения по отношению к направлению потока ветрогенераторы могут быть классифицированы следующим образом (рисунок 1-3):
• с горизонтальной осью вращения, параллельной направлению ветрового потока;
• с горизонтальной осью вращения, перпендикулярной направлению ветра (подобные водяному колесу);
• с вертикальной осью вращения, перпендикулярной направлению ветрового потока.

Что такое ветрогенератор

Ветер – это перемещение воздушных масс из области высокого давления в область низкого, поэтому он обладает кинетической энергией, а следовательно есть энергия может выполняться работа, ветрогенераторные установки (ветряки) способны преобразовать кинетическую энергию ветра в механическую работу и дальше генератор преобразует механическую работу в электрическую энергию. На рисунке изображена блок- схема этих преобразований.

Ветроэнергетика вчера и сегодня

В наследство от прошлого промышленного века нам достались нерешенные проблемы, связанные с загрязнением окружающей среды и реальной угрозой глобального потепления. ХХI век диктует новые подходы к энергетической безопасности наций, представляя новые экологически чистые технологии, применение которых не оказывает негативного воздействия на окружающую среду.
Именно возобновляемая энергетика сможет решить вопрос обеспечения национальной энергобезопасности и энергонезависимости Украины. "Уже сегодня Украина может покрыть половину своих нужд в электроэнергии за счет возобновляемой и небалансовой энергии" - такие оптимистические выводы прозвучали на круглом столе "Возобновляемые источники энергии - путь к энергетический независимости и экологической безопасности Украины" , состоявшемся 21 июня в Киеве.Люди все больше задумываются о том, чтобы пользоваться надежными, безопасными и экологичными альтернативными источниками энергии. Например – энергией ветров.

Зеленый тариф

В мире активно происходит развитие различных альтернативных источников энергии; мировая пресса снова и снова сообщает о новых достижениях в сфере возобновляемой энергетики: солнечной, ветровой, геотермальной, биоэнергетики.

Что же имеем мы?

Энергия будущего

Перелистав множество статей связанных с альтернативной энергетикой, в который раз сожалея о том, что с физикой в школе явно не сложилось (не смотря на то, что окончила ее с отличием), я поняла одно: то что раньше было для нас сюжетом фантастического фильма, в недалеком будущем неизбежно станет реальностью. В небольших масштабах это уже реально! Разве это не фантастика: посреди полей стоит дом, к которому не протянуто ни единого провода коммуникаций - внутри же этого дома круглые сутки включается свет, работают электроприборы, а его обитатели пользуются всеми благами цивилизации. Сегодня такие дома появляются во всех уголках мира, где светит солнце и дует ветер. Архитекторы всех стран буквально помешались на идее энергосбережения. В самом деле, почему не использовать энергию, что называется, по максимуму, учитывая каждую мелочь?