Alternativni izvori energije: Pregled tehnologije

Uvod

Cijelo moderno svjetsko gospodarstvo ovisi o bogatstvu akumuliranom u vrijeme dinosaura: nafti, plinu, ugljenu i drugim fosilnim gorivima. Većina aktivnosti u našim životima, od vožnje podzemnom željeznicom do grijanja kuhala u kuhinji, u konačnici zahtijevaju spaljivanje ovog prapovijesnog naslijeđa. Glavni problem je što ti lako dostupni izvori energije nisu obnovljivi. Prije ili kasnije, čovječanstvo će ispumpati svu naftu iz utrobe zemlje, spaliti sav plin i iskopati sav ugljen. Čime ćemo onda grijati čajnike?

Ne treba zaboraviti ni negativan utjecaj izgaranja goriva na okoliš. Povećanje sadržaja stakleničkih plinova u atmosferi dovodi do povećanja prosječne temperature na cijelom planetu. Proizvodi izgaranja goriva zagaditi zrak. To posebno dobro osjećaju stanovnici velikih gradova.

Svi razmišljamo o budućnosti, čak i ako ova budućnost ne ide s nama. Globalna zajednica odavno je prepoznala ograničenja fosilnih goriva. I negativan utjecaj njihovog korištenja na okoliš. Vodeće države već provode programe za postupni prijelaz na ekološki prihvatljive i obnovljive izvore energije.

U cijelom svijetu čovječanstvo traži i postupno uvodi zamjene za fosilna goriva. Solarne, vjetroelektrane, plime i oseke, geotermalne i hidroelektrane već dugo rade diljem svijeta. Čini se da upravo sada što nas sprječava da uz njihovu pomoć osiguramo sve potrebe čovječanstva?

Zapravo, alternativna energija ima mnogo problema. Primjerice, problem geografske raspodjele energetskih resursa.Vjetroelektrane se grade samo u područjima gdje često pušu jaki vjetrovi, solarni - gdje je minimalan broj oblačnih dana, hidroelektrane - na velikim rijekama. Ulje, naravno, također nije svugdje dostupno, ali ga je lakše isporučiti.

Drugi problem alternativne energije je nestabilnost. Na vjetroelektranama proizvodnja ovisi o vjetru koji stalno mijenja brzinu ili čak potpuno prestaje. Solarne elektrane ne rade dobro po oblačnom vremenu i uopće ne rade noću.

Ni vjetar ni sunce ne uzimaju u obzir potrebe potrošača energije. U isto vrijeme, proizvodnja energije termo ili nuklearne elektrane je konstantna i lako regulirana. Rješenje ovog problema može biti samo izgradnja ogromnih skladišta energije za stvaranje rezerve u slučaju niske proizvodnje. Međutim, to uvelike povećava cijenu cijelog sustava.

Zbog ovih i mnogih drugih poteškoća, razvoj alternativne energije u svijetu usporava. Spaljivanje fosilnih goriva još je lakše i jeftinije.

Međutim, ako na razmjerima globalne ekonomije alternativni izvori energije ne daju velike koristi, onda u okviru individualne kuće mogu biti vrlo atraktivni. Mnogi već sada osjećaju stalno povećanje tarifa za struju, toplinu i plin. Svake godine energetske tvrtke sve dublje ulaze u džep običnih ljudi.

Stručnjaci međunarodnog venture fonda I2BF predstavili su prvi pregled tržišta obnovljive energije. Prema njihovim prognozama, za 5-10 godina alternativne energetske tehnologije postat će konkurentnije i raširene. Jaz u cijeni alternativne i konvencionalne energije već se brzo smanjuje.

Trošak energije odnosi se na cijenu koju alternativni proizvođač energije želi dobiti kako bi nadoknadio svoje kapitalne izdatke tijekom trajanja projekta i osigurao povrat od 10% na uloženi kapital. Ova cijena će također uključivati ​​trošak financiranja duga, budući da je većina u velikoj mjeri zadužena.

Navedeni grafikon ilustrira procjenu različitih vrsta alternativne i tradicionalne energije u II. kvartalu 2011. (Sl. 1.).

Riža. jedan.	Procjena različitih vrsta alternativne i tradicionalne energije

Prema gore navedenim brojkama, geotermalna energija, kao i energija dobivena spaljivanjem smeća i deponijskog plina, ima najnižu cijenu od svih vrsta alternativne energije. Dapače, već mogu izravno konkurirati tradicionalnoj energetici, ali im je ograničavajući čimbenik ograničen broj mjesta na kojima se ti projekti mogu realizirati.

Za one koji se žele osamostaliti od hirova energetičara, koji žele doprinijeti razvoju alternativne energije, koji samo žele malo uštedjeti na energiji, napisana je ova knjiga.

Iz knjige V. Germanovich, A. Turilin “Alternativni izvori energije. Praktični projekti za korištenje energije vjetra, sunca, vode, zemlje, biomase.

Nastavite čitati ovdje

Postoji li budućnost za alternativne izvore energije?

Alternativni izvori obnovljive energije prilično su zanimljiv i obećavajući smjer. Na primjer, postoji nekoliko učinkovitih metoda za stvaranje vode iz zraka. Istina, ovdje je potrebno koristiti generator.Hoće li se pronaći novi pristupi za rješavanje ovih problema i poboljšanje metoda, vrijeme će pokazati.

Hoće li se moći pametno koristiti resurse, veliko je pitanje

Pogledajte ovaj video na YouTubeu

Prethodni inženjering️ 220 V naponski relej za dom: kako pravilno organizirati zaštitu kućanskih aparata
Next Engineering Trebam li dostaviti podatke vodomjerima u 2019.: a što će se dogoditi ako to ne učinite na vrijeme?

Vrste alternativnih izvora energije.

Energija vjetra, sunca, vode, biogoriva, topline Zemlje su relativno neiscrpne i obnovljive. Prednosti alternativnih izvora energije su neosporne jer čuvaju prirodne resurse. Osim toga, puno su usklađeniji sa zahtjevima zaštite okoliša.

Energija vjetra.

Princip korištenja energije vjetra je pretvaranje kinetičke energije u električnu, toplinsku, mehaničku. Vjetrogeneratori se koriste za proizvodnju električne energije. Mogu imati različite tehničke parametre, veličine, dizajn, horizontalnu ili okomitu os rotacije. Jedra su klasičan primjer korištenja energije vjetra u pomorskom prometu, a vjetrenjača je pretvorba u mehaničku energiju.

Promjer lopatica i visina njihovog položaja određuju snagu vjetrogeneratora. Pri jačini vjetra od 3 m/s generator počinje stvarati struju i dostiže svoju maksimalnu vrijednost pri 15 m/s. Snaga vjetra iznad 25 m/s je kritična - generator je isključen.

Sunčeva energija je dar od Sunca.

Sunčeva energija kao alternativni izvor energije prirodni je nastavak životvorne misije Sunca na našem planetu. Ali dok čovječanstvo nije naučilo to izravno koristiti.Trenutno se solarni paneli koriste kao pretvarači sunčeve energije u električnu energiju, a solarni kolektori se koriste za toplinsku energiju. Osim toga, u nekim slučajevima koristi se kombinacija dvije vrste.

Solarna tehnologija se sastoji u zagrijavanju površine sunčevim zrakama i u korištenju zagrijane vode za opskrbu toplom vodom, grijanje ili korištenje u parnim generatorima. Solarni kolektori služe za pretvaranje sunčeve energije u toplinsku energiju. Njihovo zajedničko snaga ovisi o broj i snaga pojedinih uređaja koji su uključeni u sustav solarne ili termalne stanice.

Solarni paneli se dijele na:

• silicij
• film

Baterije koje koriste silikonske kristale trenutno su najtraženije, a najpogodnije su one filmske. Silikonske ploče jedna su od najboljih opcija za privatnu kuću.

Hidroenergija je korištenje snage vode.

Princip rada turbina u hidroelektranama je djelovanje sile vode na lopatice hidroturbine koja stvara električnu energiju. Ponekad se u alternativne vrste energije svrstavaju samo one hidroelektrane, gdje se ne koriste moćne brane, a stvaranje struje događa se pod utjecajem prirodnog toka vode. To je zbog značajnog negativnog utjecaja moćnih hidroelektrana na prirodne riječne krajolike, njihovog plićaka i katastrofalnih poplava.

Ekolozi nemaju prigovora na korištenje prirodne energije plime i oseke mora i oceana. Pretvorba kinetičke energije u električnu energiju u ovom slučaju događa se na posebnim plimnim postajama.

Geotermalna energija je toplina Zemlje.

Površina Zemlje zrači toplinom ne samo na mjestima gdje se izbacuju vrući seizmički izvori, kao, na primjer, na Kamčatki, već i u gotovo svim regijama planeta. Za izvlačenje topline zemlje koriste se posebne toplinske pumpe, a zatim se ona pretvara u električnu energiju ili koristi kao toplina. Princip rada instalacija temelji se na zakonima termodinamike i fizikalnim zakonima ponašanja tekućina i plinova, posebice freona.

Tip dizajna crpke određuje primarni izvor energije, kao što je tlo-zrak ili tlo-voda.

Biogorivo.

Princip dobivanja biogoriva temelji se na preradi organskih proizvoda pomoću posebnih instalacija. Tijekom obrade nastaje toplinska ili električna energija. Biogoriva mogu biti tekuća, kruta ili plinovita. Čvrsti, na primjer, uključuju brikete goriva, tekući - bioetanol, plinoviti - bioplin. Njegove sorte uključuju deponijski plin, koji nastaje na odlagalištima otpada. Korištenje bioplina sa starih odlagališta pomaže u rješavanju problema recikliranja otpada.

Alternativni izvor energije: što je to i zašto je potreban

Do danas se energija temelji na dobro razvijenim i provjerenim načinima proizvodnje električne energije. Poznate su nuklearne, električne i hidroelektrane. Svi oni rade uz korištenje resursa našeg planeta, koji će se prije ili kasnije iscrpiti, ili uključuju reakcije koje mogu uzrokovati nepopravljivu štetu.

U 2017. godini postotak korištenja ovih sredstava bio je raspoređen na sljedeći način:

• 39,3% - ugljen;
• 22,9% - prirodni plin;
• 16% - voda;
• 10,6% - nuklearna energija;
• 4,1% - ulje.

Danas ovo obećavajuće područje traži tvari i procese u okolnom svijetu koji su sposobni:

• obnovite svoj resurs (tj. budite neiscrpni);
• predstavljaju potpunu zamjenu za tradicionalne u pogledu kvalitete;
• biti ekonomičan;
• ne štetiti okolišu.

Što nije u redu s tradicionalnim izvorima energije?

Ugljen, nafta i plin još nisu našli sebi potpunu zamjenu u proizvodnji energije potrebne čovječanstvu. Međutim, njihove su zalihe ograničene i ne mogu se povratiti.

Na primjer, naša je Zemlja potrošila do 350 milijuna godina da stvori naftu i plin, a mi smo njihov resurs iscrpili mnogo brže.

Oko 90% energije na planetu 2010. godine proizvedeno je spaljivanjem fosila i biogoriva iz biljnih ili životinjskih sirovina. A do 2040. godine udio takve proizvodnje neće pasti ispod 80%. Istodobno, potrošnja energije raste: do 40. godine - za 56%.

Još 2012. godine znanstvenici su naznačili: cjelokupna opskrba plinom na planetu završit će do 2052., a nafta će trajati malo duže - do 2060. godine. Odnosno, naša djeca već mogu uhvatiti vrijeme kada tanker za naftu ili plinovod neće biti od koristi, a šume će se posjeći.

Štetne emisije u atmosferu povezane s produktima izgaranja i proizvodnjom nuklearne energije oštećuju ozonski omotač i vodiči globalnog zagrijavanja.

Dakle, cijela moderna civilizacija, ma kako to političari i naftni proizvođači odbacivali, suočava se s globalnim pitanjem - koji će energent zamijeniti tradicionalne, a pritom očuvati okoliš.

Termoelektrana

Najčešći energetski sektor u Rusiji. Termoelektrane u zemlji proizvode više od 1000 MW koristeći ugljen, plin, naftne derivate, nalazišta škriljevca i treset kao sirovinu.Proizvedena primarna energija dalje se pretvara u električnu energiju. Tehnološki, takve postaje imaju puno prednosti, koje određuju njihovu popularnost. To uključuje nezahtjevne uvjete rada i lakoću tehničke organizacije tijeka rada.

Termoenergetski objekti u obliku kondenzacijskih objekata i termoelektrana mogu se graditi izravno u prostorima gdje se vadi potrošni resurs ili gdje se nalazi potrošač. Sezonske fluktuacije ne utječu na stabilnost stanica, što takve izvore energije čini pouzdanim. No, postoje i nedostaci termoelektrana, koji uključuju korištenje iscrpivih izvora goriva, onečišćenje okoliša, potrebu za povezivanjem velikih količina radnih resursa itd.

Što odabrati: obnovljivi izvori energije ili nuklearna energija?

Povijesno gledano, nuklearna energija, ugljen i hidroenergija bili su masivni izvori energije

Stoga, ne uzimajući u obzir činjenicu da su mnoge zemlje svijeta usko angažirane u razvoju sektora obnovljivih izvora energije, vodstvo Ruske Federacije planiralo je primati samo 4,5% energije iz obnovljivih izvora do početka 2020., shvaćajući da rezerve ugljikovodika nisu neograničene

Ruska vlada računa na dugoročnu proizvodnju energije iz plutonija i fuzijske energije; takvi izvori energije nisu do kraja istraženi i predstavljaju stvarnu prijetnju čovječanstvu. To se odnosi na razvoj i primjenu cjelokupne nuklearne energije.

S ciljem daljnjeg istraživanja nuklearne energije u Francuskoj je 2007. godine započela izgradnja eksperimentalnog termonuklearnog reaktora međunarodnog značaja.

Projekt je osnovala grupa od nekoliko zemalja, uključujući Rusiju.Glavna svrha izrade ovakvog projekta bila je dokazati moguću komercijalnu upotrebu energije dobivene termonuklearnom fuzijom kao izvora električne energije. Rješenje za ovaj problem još nije pronađeno.

Prema izračunima znanstvenika uključenih u proučavanje termonuklearnih procesa, količina energije primljene od njih do 2100. neće moći prijeći granicu od 100 GW, što je nizak pokazatelj rješavanja problema čovječanstva povezanih s proizvodnjom električne energije . Kao primjer možemo uzeti činjenicu da suvremene svjetske elektrane daju 4000 GW električne energije.

Jedini način rješavanja problema dobivanja električne energije je prelazak čovječanstva na izvore obnovljive energije uz paralelno korištenje tehnologija koje doprinose uštedi električne energije. Prednost takvog prijelaza bit će očuvanje klime planeta. Sva potrebna financijska sredstva za početak ovog procesa su dostupna.

Alternativna energija u modernoj Rusiji

U usporedbi s prethodnim godinama, alternativna energija u Rusiji se razvija brže, ali nije dominantna. Danas se većina energije u zemlji proizvodi iz tradicionalnih izvora.

Solarne elektrane

Solarna elektrana na Uralu

Južne regije zemlje, kao i zapadni, istočni Sibir i Daleki istok imaju potencijal za proizvodnju solarne električne energije. U Rusiji je obećavajuće izvlačenje energije iz Sunca, pa projekti u tom smjeru dobivaju državnu potporu.

Hidro i plimne elektrane

Rusija aktivno koristi vodni potencijal za proizvodnju električne energije: od 2017. zemlja ima 15 elektrana s kapacitetom većim od 1000 megavata, kao i stotine stanica manjeg kapaciteta. Energija koju proizvede hidroelektrana košta upola manje od one koju proizvede termoelektrana.

Plimne stanice zahtijevaju velika financijska sredstva, tako da se razvoj ovog smjera u Ruskoj Federaciji ne događa. Prema predviđanjima znanstvenika, TE bi mogle činiti jednu petinu električne energije proizvedene u Rusiji.

vjetrenjače

U Rusiji je nemoguće instalirati generatore s vodoravnom osi rotacije zbog male brzine vjetra. Međutim, često se koriste strukture s okomitom osi rotacije.

Vjetroelektrana u regiji Uljanovsk

Od 2018. godine ukupni kapacitet vjetroturbina u Rusiji iznosio je 134 megavata. Najveća elektrana u regiji Uljanovsk (kapacitet - 35 megavata).

Geotermalne stanice

U Rusiji postoji 5 geotermalnih elektrana, od kojih se tri nalaze na Kamčatki. Prema podacima iz 2016. GeoPP proizvodi 40% električne energije koja se troši na ovom poluotoku.

Primjena biogoriva

Proizvodnja goriva organizirana je i u Rusiji. Istodobno, zemlji je isplativije razvijati čvrsta biogoriva nego tekuća. Sada se proizvodnja odvija u tvornici u Vladivostoku.

nuklearna elektrana

Rusija proizvodi električnu energiju koristeći nuklearnu energiju i nastavlja se razvijati u tom smjeru. Grade se nove stanice, primjenjuju se nove metode ekstrakcije. Prema podacima iz 2019. godine, u Rusiji radi 10 nuklearnih elektrana. Ruska Federacija zauzima drugo mjesto u svijetu po kapacitetu proizvodnje energije iz nuklearnih elektrana, a Narodna Republika Kina osvojila je prvenstvo u ovoj industriji.

Energija vjetra

Vjetroelektrane su obećavajući način proizvodnje energije, posebno na mjestima gdje je smjer vjetra konstantan.

Način dobivanja takve energije ne zagađuje prirodni okoliš. Međutim, postoji ovisnost o nepostojanosti smjera i jačine vjetra. Iako se ova ovisnost može djelomično izgladiti ugradnjom zamašnjaka i raznih baterija.

No izgradnja, održavanje i popravak vjetroelektrana nije jeftina. Osim toga, njihov rad je popraćen bukom, ometa ptice i kukce te reflektira radio valove s rotirajućim dijelovima.

Alternativna energija za podatkovne centre

Vlasnici podatkovnih centara sve su više zainteresirani za alternativne izvore električne energije. Jedini način za održavanje stope rasta kapaciteta ovdje je značajno smanjenje troškova postavljanja, održavanja i hlađenja podatkovnih centara. Postoji nekoliko opcija.

Primjerice, toplina nastala tijekom rada poslužitelja može se usmjeriti na grijanje prostora. Dakle, 2015. godine Yandex je zagrijao cijeli grad u Finskoj. Opskrbljujući grad toplinom, Yandex je uspio nadoknaditi dio troškova za struju.

Hlađenje podatkovnih centara jedna je od najproždrljivijih stavki troškova za IT tvrtke. U prosjeku, hlađenje čini 45% troškova energije.

Izvorni način uštede na hlađenju opreme je korištenje "freecoolinga". Ili, jednostavno rečeno, hladiti poslužitelje zrakom s ulice. Za Rusiju, gdje je vani hladno veći dio godine, to posebno vrijedi.

Drugi način za hlađenje zraka u podatkovnom centru, koji vam omogućuje uštedu na troškove energije — metoda adijabatskog hlađenja. U tom slučaju se raspršuje voda kako bi se snizila temperatura. Prilikom isparavanja uzima toplinu i na tako jednostavan način smanjuje temperaturu zraka.

U svakom slučaju, prije eksperimentiranja, preporučljivo je provesti detaljan energetski pregled. Njegovi rezultati omogućit će analizu stanja potrošnje energije i identificirati mogućnosti za uštedu energetskih resursa.

Zašto su nam potrebni alternativni izvori energije

Kada nestanu iscrpivi izvori energije (fosilna goriva), čovječanstvo će morati prijeći na AES (alternativni izvori energije). Od 2017. godine 35% električne energije proizvedene u Rusiji proizvedeno je na način bez ugljika - u nuklearnim elektranama i hidroelektranama.

Korištenje tradicionalnih izvora energije problematično je iz sljedećih razloga:

• TE koristi gorivo koje će ponestati u bliskoj budućnosti. Prema najgorim procjenama, to će se dogoditi za 30 godina;
• Troškovi fosilnih goriva rastu, pa raste i cijena struje;
• Proizvodi za proizvodnju električne energije zagađuju okoliš;
• Toplina koju generiraju stanice uzrokuje globalno zatopljenje.

Čovječanstvo ima samo jedan put - prijelaz u AIE.

Energija oseke i oseke

Pretvorba energije plime i oseke u električnu se u elektranama plime i oseke provodi na dva načina:

1. Prvi način, po principu pretvorbe energije, sličan je pretvorbi energije u hidroelektrani rotacijom turbine spojene na električni generator;
2. Druga metoda koristi energiju kretanja vode; Ova se metoda temelji na razlici u razini vode tijekom plime i oseke.

Pros

• Sunčeva energija je obnovljivi izvor. Sve dok Sunce postoji, njegova energija će stizati do Zemlje.
• Proizvodnja solarne energije ne dovodi do onečišćenja vode ili zraka jer nema kemijske reakcije izgaranjem goriva.
• Sunčeva energija može se vrlo učinkovito koristiti u praktične svrhe kao što su grijanje i rasvjeta.
• Prednosti solarne energije često se vide za grijanje bazena, odmarališta i spremnika za vodu diljem svijeta.

Nedostaci

• Sunčeva energija ne proizvodi energiju ako sunce ne sja. Noć i oblačni dani ozbiljno ograničavaju količinu proizvedene energije.
• Izgradnja solarnih elektrana može biti vrlo skupa.

Glavne vrste obnovljive energije

Energija sunca

Sunčeva energija se smatra vodećim i ekološki prihvatljivim izvorom energije. Do danas su razvijene i korištene termodinamičke i fotoelektrične metode za proizvodnju električne energije. Potvrđen je koncept operativnosti i perspektive nanoantena. Sunce, kao nepresušni izvor ekološki prihvatljive energije, može zadovoljiti potrebe čovječanstva.

Energija vjetra

Energiju vjetra ljudi već dugo vremena uspješno koriste i vjetrenjače. Znanstvenici razvijaju nove i poboljšavaju postojeće vjetroelektrane. Smanjenje troškova i povećanje učinkovitosti vjetrenjača. Posebno su važni na obalama i u područjima s stalnim vjetrovima. Pretvaranjem kinetičke energije zračnih masa u jeftinu električnu energiju vjetroelektrane već daju značajan doprinos energetskom sustavu pojedinih zemalja.

geotermalna energija

Geotermalni izvori energije koriste neiscrpni izvor – unutarnju toplinu Zemlje. Postoji nekoliko radnih shema koje ne mijenjaju bit procesa. Prirodna para se čisti od plinova i dovodi u turbine koje rotiraju električne generatore. Slične instalacije rade u cijelom svijetu. Geotermalni izvori daju struju, griju cijele gradove i osvjetljavaju ulice. Ali snaga geotermalne energije se koristi vrlo malo, a proizvodne tehnologije imaju nisku učinkovitost.

Energija plime i vala

Energija plime i vala je brzo razvijajuća metoda pretvaranja potencijalne energije kretanja vodenih masa u električnu energiju. Uz visoku stopu pretvorbe energije, tehnologija ima veliki potencijal. Istina, može se koristiti samo na obalama oceana i mora.

energija biomase

Proces razgradnje biomase dovodi do oslobađanja plina koji sadrži metan. Pročišćen, koristi se za proizvodnju električne energije, grijanje prostora i druge potrebe kućanstva. Postoje mala poduzeća koja u potpunosti zadovoljavaju svoje energetske potrebe.

Energija elektromagnetskog sunčevog zračenja

Može se koristiti za proizvodnju električne energije i topline. Izravna pretvorba sunčevog zračenja u električnu energiju provodi se kako izravnom pretvorbom zbog fenomena unutarnjeg fotoelektričnog efekta na fotonaponskim pločama, tako i posredno termodinamičkim metodama (dobivanje pare pod visokim tlakom).

solarna elektrana

Priznanica toplinska energija iz solarna se proizvodi apsorbiranjem te energije i daljnjim zagrijavanjem površine i rashladne tekućine, kako posebnim kolektorima tako i korištenjem tehnika "solarne arhitekture".

Skup postavki za pretvorba sunčeve energije je solarna elektrana.

Pros

Energija vjetra ne proizvodi onečišćenje koje može zagađivati ​​okoliš. Budući da se ne odvijaju kemijski procesi, kao kod sagorijevanja fosilnih goriva, ne ostaju štetni nusproizvodi.

• Budući da je proizvodnja vjetra obnovljivi izvor energije, nikada je nećemo završiti.
• Poljoprivreda i ispaša još uvijek se mogu odvijati na zemljištu koje zauzimaju vjetroturbine, koje bi mogle pomoći u proizvodnji biogoriva.
• Vjetroelektrane se mogu graditi na moru.

Uređaj i korištenje solarnih kolektora

Primitivni solarni kolektor je crna metalna ploča smještena ispod tankog sloja prozirne tekućine. Kao što znate iz školskog tečaja fizike, tamni se objekti zagrijavaju više od svijetlih. Ova tekućina se kreće uz pomoć pumpe, hladi ploču i istovremeno se zagrijava. Krug grijane tekućine može se staviti u spremnik spojen na izvor hladne vode. Zagrijavanjem vode u spremniku hladi se tekućina iz kolektora. A onda se vraća. Dakle, ovaj energetski sustav omogućuje vam stalni izvor tople vode, a zimi i tople radijatore.

Postoje tri vrste kolektora koji se razlikuju po uređaju

Do danas postoje 3 vrste takvih uređaja:

• zrak;
• cjevasti;
• ravan.

Zrak

Zračni kolektori sastoje se od ploča tamne boje.

Kolektori zraka su crne ploče prekrivene staklom ili prozirnom plastikom. Zrak cirkulira prirodno ili prisilno oko ovih ploča. Topli zrak koristi se za grijanje prostorija u kući ili za sušenje odjeće.

Prednost je iznimna jednostavnost dizajna i niska cijena. Jedini nedostatak je korištenje prisilne cirkulacije zraka. Ali možete i bez toga.

Cjevasti

Prednost takvog kolektora je jednostavnost i pouzdanost.

Cjevasti kolektori izgledaju kao nekoliko staklenih cijevi poredanih u nizu, obloženih s unutarnje strane materijalom koji upija svjetlost.Spojeni su na zajednički kolektor i kroz njih cirkulira tekućina. Takvi kolektori imaju 2 načina prijenosa primljene energije: izravni i neizravni. Prva metoda se koristi zimi. Drugi se koristi tijekom cijele godine. Postoji varijacija pomoću vakuumskih cijevi: jedna se umetne u drugu i između njih se stvara vakuum.

To ih izolira od okoliša i bolje zadržava nastalu toplinu. Prednosti su jednostavnost i pouzdanost. Nedostaci uključuju visoku cijenu instalacije.

ravan

Kako bi kolektori radili učinkovitije, inženjeri su predložili korištenje koncentratora.

Plosnati kolektor je najčešći tip. Upravo je on poslužio kao primjer za objašnjenje principa rada ovih uređaja. Prednost ove sorte je jednostavnost i jeftinost u usporedbi s drugima. Nedostatak je značajan gubitak topline od ostalih podtipova koji ne pate.

Kako bi poboljšali postojeće solarne sustave, inženjeri su predložili korištenje vrste zrcala nazvanih koncentratori. Omogućuju podizanje temperature vode sa standardnih 120 na 200 C°. Ova podvrsta sakupljača naziva se koncentracija. Ovo je jedna od najskupljih opcija za izvršenje, što je nesumnjivo nedostatak.

4. mjesto. Elektrane na plimu i valu

Tradicionalne hidroelektrane rade po sljedećem principu:

1. Tlak vode se dovodi do turbina.
2. Turbine se počnu vrtjeti.
3. Rotacija se prenosi na generatore koji proizvode električnu energiju.

Izgradnja hidroelektrane skuplja je od termoelektrane i moguća je samo na mjestima s velikim rezervama vodene energije. No, glavni problem je oštećenje ekosustava zbog potrebe izgradnje brana.

Plimne elektrane rade na sličnom principu, ali koriste snagu plime i oseke za stvaranje energije.

"Vodene" vrste alternativne energije uključuju tako zanimljiv smjer kao što je energija valova. Njegova se bit svodi na stvaranje električne energije korištenjem energije oceanskih valova, koja je mnogo veća od one plime. Najmoćnija valna elektrana danas je Pelamis P-750, koja proizvodi 2,25 MW električne energije.

Ljuljajući se na valovima, ovi ogromni konvektori ("zmije") se savijaju, zbog čega se hidraulički klipovi počinju kretati unutra. Oni pumpaju ulje kroz hidraulične motore, koji zauzvrat pretvaraju električne generatore. Rezultirajuća električna energija se isporučuje na obalu kroz kabel koji je položen uz dno. U budućnosti će se broj konvektora višestruko povećati i stanica će moći proizvoditi do 21 MW.

Povijest korištenja energije vjetra

Nemoguće je točno reći kada je počelo korištenje energije vjetra za rješavanje ekonomskih pitanja čovjeka. Vjetrenjače su poznate još od vremena starog Egipta. U staroj Kini vjetrenjače su se koristile za crpljenje vode iz rižinih polja. Korištenje jedra za navigaciju poznato je još ranije, iz vremena starog Babilona, ​​a to su samo pisani dokazi.

Europa je tih dana bila skup divljih plemena. S pojavom znakova civilizacije, ovdje su se pojavile i vjetrenjače, jedrenjaci. No, za dugo razdoblje, korištenje vjetra je tu završilo. Previše nestabilan, nepredvidiv izvor, bilo je nemoguće računati na njega bez zamjene.

S razvojem proizvodnje pojavile su se i prve pumpe za dizanje vode iz bunara.Istodobno je počelo korištenje vjetrenjača kao pogona za njih. Takvi uređaji funkcioniraju i danas, jednostavni su, pouzdani i nezahtjevni u radu.

Generatori vjetra počeli su se pojavljivati ​​pojavom uređaja za pretvaranje rotacijskog gibanja u električnu energiju - generatora. Vjetroturbine su se brzo razvijale u 20. stoljeću, iako je rat zaustavio mnoge projekte u Europi.

Danas su lideri u korištenju vjetroelektrana Sjedinjene Američke Države i Kina. U Europi je dostupan veliki broj postaja, koncentrirane su na zapadnoj obali. Ponajviše u Danskoj, što je sasvim razumljivo - drugih izvora u ovoj zemlji nema.

Visoka učinkovitost HE, izostanak jakih i stabilnih vjetrova u većini područja smanjili su interes za energiju vjetra. Osim toga, oprema koja je postojala u to vrijeme nije imala visoku produktivnost, nije omogućila proizvodnju dovoljno energije. Problem je riješen korištenjem benzinskih ili dizel agregata koji su pouzdaniji i spremniji za postizanje željenog rezultata u pravo vrijeme.

Danas je interes za energiju vjetra značajno porastao. Pojavili su se novi, učinkovitiji razvoji koji mogu osigurati dovoljan broj potrošača. Osim toga, postoje jaki neodimijski magneti koji vam omogućuju samostalnu proizvodnju generatora s mogućnošću rada pri maloj brzini rotacije, što je radikalno promijenilo situaciju i izazvalo veliki interes među dizajnerima.