Все рубрики Обратная связь Карта сайта
Версия для слабовидящих
ICOНовостиЭкономика и бизнесИсследования и анализВсе материалы

Альтернативная энергетика, гибридны

27.05.2011

электровелосипед - главная > Новая энергетика > Альтернативная энергетика

Как наладить производство гибридных систем альтернативной энергетики.

1. Общие сведения о гибридных системах альтернативной энергетики.

1.1. Альтернативная энергия от различных источников, энергии Солнца, ветра, морской волны, приливов и отливов, энергии рек и прочих источников, может суммироваться при помощи гибридных систем альтернативной энергетики и работать на общую нагрузку.

Идея сложения, состоит в том, что энергия от различных источников, преобразуется в энергию сжатого воздуха. После чего, сжатый воздух, полученный от различных установок, поступает в общую магистраль. На выходе магистрали сжатого воздуха устанавливается пневмодвигатель, который преобразует энергию сжатого воздуха в механическую энергию.

На выходе пневмодвигателя можно будет получить как возвратно-поступательное, так и вращательное движение. Использование гибридных систем, позволит значительно сократить себестоимость, вырабатываемой энергии, а также сократить стоимость самих установок.

Получаемая таким способом механическая энергия, может быть использована, например, для получения тепла при помощи гидродинамических тепло генераторов, для работы холодильных компрессоров, с целью получения холода, для работы электрогенераторов и для многих других целей.

Сам по себе сжатый воздух, может быть использован для работы станков и инструментов, может быть использован для работы гидронасосов, а также для работы самых различных агрегатов.

1.2. Предположим, нам нужна установка, которая сможет суммировать энергию ветра, и энергию морской волны, после чего эту суммарную энергию нужно будет преобразовать в электричество.

Для решения этой задачи, следует собрать гибридную установку, в состав которой войдут ветрокомпрессор (компрессор, на валу которого установлено ветроколесо) и пневмонасос, который приводится в движение за счёт колебаний морской волны.

Сжатый воздух от ветрокомпрессора и от пневмонасоса, через соответствующие клапаны будет подаваться в общую магистраль, на выходе которой установлен пневмодвигатель и электрогенератор.

При отсутствии ветра, такая установка будет работать на энергии морской волны, а при отсутствии морской волны установка будет работать на энергии ветра.

1.3. Приведённая в качестве примера установка, помимо энергии ветра и морской волны, может получать и суммировать энергию и от других источников. Например, от энергии Солнца, энергии реки, геотермальной и прочих видов энергии.

То есть источников энергии может быть много, а установка всего одна. Основная идея создания гибридных систем альтернативной энергетики и заключается как раз в том, чтобы сконцентрировать в себе как можно больше различных источников энергии.

Разумеется, дешевле сделать один агрегат на все виды энергии, нежели создавать на каждый вид энергии отдельную установку. При этом вопрос о стоимости выработанной энергии, становится излишним.

1.4. Для большей убедительности всего вышеизложенного рассмотрим, к примеру, энергию океана.

Морская волна имеет свою высоту и движется с некоторой скоростью. То есть, имеется уже два вида энергии, потенциальная энергия высоты волны и кинетическая энергия её скорости.

Для побережья Европы, эта суммарная энергия составляет 50-90 кВт на 1 м фронта воды, а на юге Австралии доходит и до 100 кВт. Если же волны нет, то есть приливы и отливы, а это тоже порядка 13,5 кВт с каждого квадратного метра.

Можно использовать в качестве источника энергии и глубоководные морские течения, и разницу температуры между верхними и нижними слоями морской воды. Делать на каждый вид энергии по отдельному агрегату, конечно же можно, только спрашивается зачем?

Тем более, когда все эти источники энергии находятся практически в одном месте, не проще ли всю эту энергию собрать в одной гибридной установке и протянуть на берег один единственный шланг, в котором и будут находиться все эти виды энергии в виде сжатого воздуха.

2. Снижение себестоимости установок альтернативной энергетики.

2.1. Чтобы установки альтернативной энергетики были доступными самым широким слоям населения и чтобы они пользовались спросом, они должны быть дешёвыми. Само по себе создание гибридных систем альтернативной энергетики, является достаточно эффективным средством снижения себестоимости систем альтернативной энергетики в целом.

Конечно же, дешевле и проще, в одной установке собирать энергию от самых различных источников, нежели на каждый вид энергии делать свою установку, которая сначала будет преобразовывать эту энергию в электричество, а затем это электричество будет где то собираться, и где то накапливаться в аккумуляторах.

Преобразование в электричество, приводит к неизбежным потерям и в электрогенераторе и в преобразователе и в аккумуляторе. К тому же, чтобы установить электрогенератор в морскую или речную воду, его нужно очень тщательно защитить от попадания соли и влаги, а это достаточно непростая и дорогостоящая задача. С пневмокомпрессором, таких проблем не возникает. Его не нужно ни от чего защищать.

Если вода или влага и будут попадать в пневмокопрессор, то они будут скапливаться в дренажной системе и никоим образом не повлияют на работу системы в целом. Кроме того, электрогенератору, для того чтобы он начал работать, нужна определённая скорость, а для работы пневмокомпрессора вполне достаточно, лишь бы скорость была больше нуля.

Так, например, ветрокомпрессор, в отличие от ветрогенератора, уже начинает давать энергию после того, как только ветроколесо начнёт вращаться. Что касается стоимости, то пневмокомпрессор, где то на порядок дешевле электрогенератора аналогичной мощности.

Если учесть и то, что для привода ветрокомпрессора, можно использовать и возвратно-поступательное движение, то от дорогостоящего ветроколеса, можно будет вообще отказаться и заменить его ветропарусом, который, под воздействием ветра будет создавать колебательные движения.

2.2. Следующим путём снижения себестоимости установок альтернативной энергетики, является создание стандартных модулей и агрегатов, из которых и будет собираться система в целом, в зависимости от её назначения.

Ещё лучше, если в качестве этих модулей и агрегатов, применять серийно выпускаемые узлы и детали машиностроительного производства. Так, например, двигатель внутреннего сгорания после небольшой доработки, может работать как пневмонасос, как пневмодвигатель или как паровой двигатель.

Насос стеклоочистителя, вполне можно использовать для циркуляции теплоносителя в Солнечном коллекторе, а автомобильный компрессор может работать совместно с ветроколесом. Из водяного вентиля можно сделать регулируемый пневмоклапан, из автомобильного радиатора можно сделать опреснитель морской воды.

В общем, ещё очень многое чего можно сделать, используя стандартные узлы и детали, машиностроительного производства. Эти узлы и детали уже отработаны, испытаны и проверены. Их стоимость значительно дешевле, нежели аналогичные изделия, сделанные на заказ.

Если же применять детали и узлы со списанного оборудования, то они получатся совсем бесплатными. Многие из них вполне смогут ещё работать десятки лет в системах альтернативной энергетики и приносить прибыль.

2.3. Для создания стандартного набора агрегатов альтернативной энергетики, можно было бы предложить следующие устройства:

а) Для преобразования источников альтернативной энергии в механическую или тепловую энергию:

1. Солнечный коллектор 2. Концентратор солнечной энергии. 3. Соляной пруд. 4. Водяное колесо

5. Гидротурбина. 6. Ветроколесо. 7. Ветропарус. 8. Тепловой двигатель. 9. Поплавковый привод морской волны 10. Гидродинамический привод морской волны.

б) Для передачи механической или тепловой энергии:

1. Механический привод. 2. Электропривод. 3. Пневмопривод. 4. Гидропривод. 5. Теплоноситель

6. Тепловая трубка. 7. Световод.

в) В качестве исполнительных агрегатов:

1. Электрогенератор. 2. Пневмонасос. 3. Гидронасос. 4. Пневмодвигатель. 5. Гидродвигатель.

6. Радиатор. 7. Теплообменник. 8. Гидродинамический теплогенератор. 9. Холодильный компрессор.

10. Холодильный агрегат абсорбционного типа. 11. Опреснитель.

Агрегаты, перечисленные в п. а) б) и в), можно сконструировать в виде стандартных модулей или блоков. В результате этого, из одних и тех же агрегатов, применяя их в различном сочетании, можно будет изготавливать сотни различных конструкций, самого различного назначения и решать самые различные задачи.

2.4. Рациональное использование ландшафта местности и её климатических условий, также являются очень существенным условием снижения стоимости систем альтернативной энергетики в целом.

Так, например, если на небольшом удалении от берега океана, имеется выступающая скала, то на её вершине можно будет установить ветроустановку, в центральной части можно будет разместить солнечные агрегаты, у поверхности воды разместятся гидродинамический и поплавковый генератор волны.

В подводной части скалы можно будет установить генератор приливов и отливов или морских течений. Ну а в самой глубоководной части, следует установить водозабор холодной морской воды, которая понадобится для повышения эффективности работы теплового двигателя, холодильной установки или опреснителя.

Если, при этом, гибридная система, настроена на получение электроэнергии, то от скалы до берега нужно будет проложить электрокабель, если же она настроена на получение сжатого воздуха или водорода, то вместо электрокабеля нужно будет проложить трубопровод.

Генераторы морских волн или речных течений, можно также встраивать в пристани, защитные сооружения или волнорезы. Это также является существенным способом снижения стоимости систем.

3. Получение пресной воды при помощи гибридных систем альтернативной энергетики.

3.1. Самый гениальный опреснитель, работающий на альтернативной энергии, изобрела сама природа.

Дождь и снег, получаются из влажного воздуха при наличии разности температур. Лёд получается при наличии минусовой температуры.

Задача изобретателя, сводится к тому, чтобы создать эти условия в нужном месте, сконструировать опреснительную установку как можно меньших размеров и как можно более дешёвую. Эта задача вполне решается при помощи гибридных систем альтернативной энергетики.

3.2. Первый в мире опреснитель, имитирующий круговорот воды в природе, был построен на севере Чили ещё в 1872 г. и в течение 36 лет снабжал пресной водой рудник, давая в день 20 м3 питьевой воды. Это была простая установка бассейнового типа, занимавшая площадь 4600 кв. метров, которая перерабатывала солёную и загрязнённую воду.

Морская или минерализованная вода, заливалась в мелкий бассейн с теплоизоляцией и гидроизоляцией. При наличии Солнца вода из бассейна испарялась, а образующиеся водяные пары конденсировались на наклонной стеклянной крыше. Капли дистиллята стекали в наклонный желоб, по которому этот дистиллят попадал в накопительную ёмкость.

Для нагревания от 20 до 50°С 1 кг или 1 л воды и её испарения нужно затратить около 2,4 МДж теплоты или 670 кВт·ч на 1 м3 воды. В течение летнего, солнечного дня на 1 м2 поступает около 20 МДж солнечной энергии, при КПД солнечного опреснителя 0,36 за день испаряется слой воды толщиной 3 мм.

То есть солнечный опреснитель бассейнового типа может производить с одного кв. метра примерно 3 литра пресной воды в сутки. Для создания индивидуальных опреснительных установок 8-10 л/сутки, такой производительности вполне достаточно.

Если стеклянную крышу, заменить каркасом из прозрачной полиэтиленовой плёнки, а днище бассейна застелить чёрной полиэтиленовой плёнкой, то себестоимость такого индивидуального опреснителя при массовом производстве не превысит 25-30 долл. Производительность такого опреснителя можно увеличить в 1,2-1,5 раза, если его конструкцию дополнить отражателями (зеркалами).

Вода, получаемая из опреснительных установок, обеззараживается, а стало быть, индивидуальные солнечные опреснители, при их массовом использовании, будут ещё способствовать сокращению числа вирусных заболеваний и эпидемий.

3.3. Производить опреснители бассейнового типа, большей производительности нецелесообразно. Они занимают очень много места, дорого стоят и достаточно трудоёмки в их обслуживании. К тому же опреснители данного вида, работают только лишь при наличии Солнца, а при его отсутствии вся эта конструкция просто бесполезна. Кроме того, этому опреснителю нужно регулярно промывать крышу, а это тысячи квадратных метров стекла.

Все эти недостатки можно устранить, если создавать опреснители с применением гибридных систем. При этом задача получения пресной воды, значительно упрощается, удешевляется и становится намного эффективней. Здесь уже ничего промывать не надо. Такой опреснитель можно вообще на пол года оставить где нибудь в пустыне и пусть он там чего нибудь орошает.

3.4. Итак, чтобы имитировать круговорот воды в природе, следует решить три задачи:

1. Нагреть морскую воду. 2. Получить влажный воздух. 3. Охладить влажный воздух.

1а. Для нагревания морской воды, можно применить солнечный водонагреватель, гидродинамический теплогенератор с пневмоприводом, соляной пруд или геотермальный источник. Все эти источники могут работать последовательно, поэтапно повышая температуру морской воды, или же могут суммировать своё тепло в многоконтурном теплообменнике.

2а. Для получения влажного воздуха, можно использовать стандартные электромеханические разбрызгиватели с приводом от солнечных батарей. Но поскольку гибридные установки, производят сжатый воздух, то лучше всего применять пневмораспылители. Лучше всего применять готовые пневмораспылители из числа тех, которые широко используются в строительстве или в сельском хозяйстве.

3а. Для получения холода, можно использовать окружающий воздух, можно использовать поднятую с глубины, холодную морскую воду или же холодную воду с близлежащих водоёмов. Можно использовать и холодильные абсорбционные установки, работающие на с...

Источник: www.ebiker.ru

Самая большая солнечная электростанция

Сотрудничество двух немецких крупных компаний – Siemens и Munich Re – может привести к реализации амбициозного проекта. Компании проводят переговоры с местными властями и ведущими европейскими организациями в области энергетики по поводу строительства самой большой в мире электростанции, работающей на основе солнечной энергии. Планируемое место строительства – пустыня Сахара, расположенная в Африке.

27.05.2011
Первая гибридная солнечная станция

Жизнь, она очень быстрая штука. Не успеешь написать о каких-то проектах и идеях, как смотришь, а они завтра уже реализованы, и приходится писать о свершившемся факте. Конечно бывают и неприятные события, но когда это происходит в области возобновимой энергетики, про это писать одно удовольствие.

Американские компании только планируют строить солнечные термальные станции, для получения электричества (см. заметку “ Компания eSolar “), а в Израиле уже запустили первую гибридную солнечную термальную станцию с тем же принципом работы.

27.05.2011
Солнечные электростанции

Полное количество солнечной энергии, поступающей на поверхность Земли за неделю, превышает энергию всех мировых запасов нефти, газа, угля и урана. Солнечное тепло можно сберегать разными способами. Современные технологии включают параболические концентраторы, солнечные параболические зеркала и гелиоэнергетические установки башенного типа. Их можно комбинировать с установками, сжигающими ископаемое топливо, а в некоторых случаях адаптировать для аккумуляции тепла. Основное преимущество такой гибридизации и теплоаккумуляции - это то, что такая технология может обеспечивать диспетчеризацию производства электричества (то есть выработка электроэнергии может производиться в периоды, когда в ней есть необходимость). Гибридизация и аккумулирование тепла могут повысить экономическую ценность производимого электричества и снизить его среднюю стоимость.

27.05.2011
Все статьи

Комментарии

В мире

137 274 411 548 685 685