Ηλιακή ενέργεια ως εναλλακτική πηγή ενέργειας: τύποι και χαρακτηριστικά ηλιακών συστημάτων

Η ιστορία της ανάπτυξης της ηλιακής ενέργειας

Προσπάθησαν να «δαμάσουν» τον ήλιο στα χρόνια του Αρχιμήδη. Μέχρι σήμερα, ο θρύλος της καύσης πλοίων με τη βοήθεια ενός τεράστιου καθρέφτη έχει επιζήσει - οι κάτοικοι των Συρακουσών κατεύθυναν μια εστιασμένη δέσμη στον εχθρικό στόλο.

Στην ιστορία της ανάπτυξης της ηλιακής ενέργειας, υπάρχουν γεγονότα σχετικά με τη χρήση της ηλιακής ενέργειας:

• για θέρμανση πέτρινων παλατιών.
• εξάτμιση του θαλασσινού νερού για την παραγωγή αλατιού.

Οι θερμοσίφωνες βελτιώθηκαν όταν ο Lavoisier χρησιμοποίησε φακό για να συγκεντρώνει τις υπέρυθρες ακτίνες. Έτσι έλιωναν το σίδερο. Αργότερα, οι Γάλλοι άρχισαν να χρησιμοποιούν νερό θερμαινόμενο σε κατάσταση ατμού για μια μηχανική κίνηση στον εξοπλισμό εκτύπωσης. Οι επιστήμονες άρχισαν να μιλούν για τις προοπτικές της ηλιακής ενέργειας μετά τη δημιουργία των ημιαγωγών. Στη βάση τους δημιουργήθηκαν τα πρώτα φωτοκύτταρα.

Ανάπτυξη μη παραδοσιακών πηγών

Οι μη παραδοσιακές πηγές ενέργειας περιλαμβάνουν:

• ενέργεια του ήλιου?
• αιολική ενέργεια;
• γεωθερμία?
• ενέργεια της παλίρροιας και των κυμάτων της θάλασσας.
• βιομάζα?
• χαμηλής δυναμικής ενέργειας του περιβάλλοντος.

Η ανάπτυξή τους φαίνεται πιθανή λόγω της πανταχού παρουσίας κατανομής των περισσότερων ειδών· μπορεί επίσης να σημειωθεί η φιλικότητα προς το περιβάλλον και η απουσία λειτουργικού κόστους για το συστατικό του καυσίμου.

Ωστόσο, υπάρχουν ορισμένες αρνητικές ιδιότητες που εμποδίζουν τη χρήση τους σε βιομηχανική κλίμακα. Πρόκειται για χαμηλή πυκνότητα ροής, η οποία επιβάλλει τη χρήση «αναχαιτιστικών» εγκαταστάσεων μεγάλης περιοχής, καθώς και μεταβλητότητα στο χρόνο.

Όλα αυτά οδηγούν στο γεγονός ότι τέτοιες συσκευές έχουν υψηλή κατανάλωση υλικών, πράγμα που σημαίνει ότι αυξάνονται και οι επενδύσεις κεφαλαίου. Λοιπόν, η διαδικασία απόκτησης ενέργειας λόγω κάποιου στοιχείου τυχαίας που σχετίζεται με τις καιρικές συνθήκες προκαλεί πολλά προβλήματα.

Το άλλο σημαντικότερο πρόβλημα είναι η «αποθήκευση» αυτής της ενεργειακής πρώτης ύλης, αφού οι υπάρχουσες τεχνολογίες αποθήκευσης ηλεκτρικής ενέργειας δεν επιτρέπουν να γίνει αυτό σε μεγάλες ποσότητες.Ωστόσο, σε οικιακές συνθήκες, οι εναλλακτικές πηγές ενέργειας για το σπίτι γίνονται όλο και πιο δημοφιλείς, οπότε ας εξοικειωθούμε με τους κύριους σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής που μπορούν να εγκατασταθούν σε ιδιωτική ιδιοκτησία.

γεωθερμική ενέργεια

Ανεξερεύνητα είδη εναλλακτικών πηγών ενέργειας κρύβονται στα έγκατα του πλανήτη. Η ανθρωπότητα γνωρίζει τη δύναμη και την κλίμακα των φυσικών εκδηλώσεων. Η δύναμη της έκρηξης ενός ηφαιστείου είναι ασύγκριτη με κανέναν από τους τεχνητούς σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής.

Δυστυχώς, οι άνθρωποι ακόμα δεν ξέρουν πώς να χρησιμοποιήσουν αυτή τη γιγαντιαία ενέργεια για τα καλά, αλλά η φυσική ζεστασιά της Γης ή η γεωθερμική ενέργεια προσελκύει την προσοχή των επιστημόνων, καθώς είναι ένας ανεξάντλητος πόρος.

Είναι γνωστό ότι ο πλανήτης μας εκπέμπει ετησίως μια τεράστια ποσότητα εσωτερικής θερμότητας, η οποία αντισταθμίζεται από τη ραδιενεργή διάσπαση των ισοτόπων στον φλοιό της υδρογείου. Υπάρχουν δύο τύποι γεωθερμικής πηγής ενέργειας.

Υπόγειες πισίνες

Πρόκειται για φυσικές πισίνες με ζεστό νερό ή μείγμα ατμού-νερού - υδροθερμικές ή ατμοθερμικές πηγές. Οι πόροι από αυτές τις πηγές εξάγονται μέσω γεωτρήσεων και στη συνέχεια η ενέργεια χρησιμοποιείται για τις ανάγκες της ανθρωπότητας.

Βράχοι

Η θερμότητα από τα καυτά πετρώματα μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη θέρμανση του νερού. Για να γίνει αυτό, διοχετεύεται σε ορίζοντες για περαιτέρω χρήση για ενεργειακούς σκοπούς.

Ένα από τα μειονεκτήματα αυτού του τύπου ενέργειας είναι η ασθενής συγκέντρωσή του. Ωστόσο, σε συνθήκες όπου κατά την κατάδυση για κάθε 100 μέτρα, η θερμοκρασία αυξάνεται κατά 30-40 βαθμούς, μπορεί να εξασφαλιστεί η οικονομική χρήση του.

Η τεχνολογία χρήσης αυτής της ενέργειας σε πολλά υποσχόμενες «γεωθερμικές περιοχές» έχει σαφή πλεονεκτήματα:

• ανεξάντλητα αποθέματα?
• οικολογική καθαριότητα?
• η απουσία μεγάλου κόστους για την ανάπτυξη των πηγών.

Η περαιτέρω ανάπτυξη του πολιτισμού είναι αδύνατη χωρίς την εισαγωγή νέων τεχνολογιών στον τομέα της ενέργειας. Σε αυτό το μονοπάτι υπάρχουν δυσεπίλυτα καθήκοντα που η ανθρωπότητα δεν έχει ακόμη επιλύσει.

Ωστόσο, η ανάπτυξη αυτής της κατεύθυνσης παίζει σημαντικό ρόλο και σήμερα υπάρχει ήδη εξοπλισμός που μπορεί να εξοικονομήσει σημαντικά πόρους.Οι παραδοσιακές και εναλλακτικές πηγές ενέργειας είναι μια εξαιρετική εναλλακτική λύση. Για να υλοποιηθούν τέτοιες ιδέες απαιτείται υπομονή, επιδέξια χέρια, καθώς και κάποιες δεξιότητες και γνώσεις.

Σχεδιασμός συστήματος θέρμανσης σε συλλέκτες

Πρώτα απ 'όλα, θα ασχοληθούμε λεπτομερώς με τις διαφορές στη δομή και τη λειτουργία των μπαταριών και των συλλεκτών.

Το πάνελ αποτελείται από πολλές ηλιακές κυψέλες που συνδέονται μεταξύ τους σε ένα πλαίσιο κατασκευασμένο από μη αγώγιμα ενεργειακά υλικά.

Οι φωτοβολταϊκοί μετατροπείς είναι αρκετά σύνθετες κατασκευές, οι οποίες είναι ένα είδος σάντουιτς πλακών με διαφορετικά χαρακτηριστικά και σκοπούς.

Εκτός από τις ηλιακές μονάδες και τους ειδικούς συνδετήρες, το σύστημα αποτελείται από τα ακόλουθα στοιχεία:

• μπαταρίες για αποθήκευση ενέργειας.
• έναν ελεγκτή που θα παρακολουθεί τον βαθμό φόρτισης της μπαταρίας.
• μετατροπέας - για μετατροπή συνεχούς ρεύματος σε εναλλασσόμενο ρεύμα.

Οι συλλέκτες είναι δύο τύπων: κενό και επίπεδοι.

Οι συλλέκτες κενού αποτελούνται από κοίλους γυάλινους σωλήνες με σωλήνες μικρότερης διαμέτρου εσωτερικά που περιέχουν έναν απορροφητή ενέργειας. Μικρότεροι σωλήνες συνδέονται με το ψυκτικό υγρό. Στον ελεύθερο χώρο μεταξύ τους υπάρχει ένα κενό που συγκρατεί τη θερμότητα.

Η αρχή λειτουργίας του ηλιακού συλλέκτη

Οι επίπεδοι συλλέκτες αποτελούνται από πλαίσιο και ενισχυμένο γυαλί με φωτοαπορροφητικό στρώμα.Το στρώμα απορρόφησης συνδέεται με τους σωλήνες με το ψυκτικό.

Και τα δύο αυτά συστήματα αποτελούνται από ένα κύκλωμα ανταλλαγής θερμότητας και έναν συσσωρευτή θερμότητας (δεξαμενή υγρού).

Από τη δεξαμενή, το νερό εισέρχεται στο σύστημα θέρμανσης χρησιμοποιώντας μια αντλία. Για να αποφευχθεί η απώλεια θερμότητας, η δεξαμενή πρέπει να είναι καλά μονωμένη.

Τέτοιες εγκαταστάσεις θα πρέπει να βρίσκονται στη νότια πλαγιά της οροφής. Η γωνία κλίσης πρέπει να είναι 30-45 μοίρες. Εάν η θέση του σπιτιού ή η δομή της οροφής δεν επιτρέπει την εγκατάσταση ηλιακών συλλεκτών στην οροφή, τότε μπορείτε να τα εγκαταστήσετε σε ειδικά ενισχυμένα κουφώματα ή σε ράφια στερεωμένα στον τοίχο.

Η ποσότητα της ηλιακής ενέργειας που απελευθερώνεται σε διαφορετικές εποχές του έτους ποικίλλει σημαντικά. Η τιμή του συντελεστή ηλιοφάνειας για τον τόπο διαμονής σας βρίσκεται στον χάρτη της ηλιακής δραστηριότητας. Γνωρίζοντας τον συντελεστή ηλιοφάνειας, μπορείτε να υπολογίσετε τον αριθμό των μονάδων που χρειάζεστε.

Για παράδειγμα, καταναλώνετε ενέργεια 8 kW/h, η ηλιακή ακτινοβολία είναι κατά μέσο όρο 2 kW/h. Ισχύς ηλιακού πάνελ - 250 W (0,25 kW). Ας κάνουμε τους υπολογισμούς: 8 / 2 / 0,25 \u003d 16 τεμάχια - αυτός είναι ο αριθμός των πάνελ που θα χρειαστείτε.

Εγκαταστάσεις βιοαερίου

Το αέριο σχηματίζεται ως αποτέλεσμα της επεξεργασίας των απορριμμάτων των πουλερικών και των ζώων. Τα ανακυκλωμένα απόβλητα χρησιμοποιούνται για τη λίπανση του εδάφους σε οικιακά οικόπεδα. Η διαδικασία βασίζεται σε μια αντίδραση ζύμωσης που περιλαμβάνει βακτήρια που ζουν στην κοπριά.

Η κοπριά βοοειδών θεωρείται η καλύτερη πηγή βιοαερίου, αν και τα απόβλητα από πτηνά ή άλλα ζώα είναι επίσης κατάλληλα.

Η ζύμωση λαμβάνει χώρα χωρίς πρόσβαση σε οξυγόνο, επομένως είναι σκόπιμο να χρησιμοποιείτε κλειστά δοχεία, τα οποία ονομάζονται επίσης βιοαντιδραστήρες.Η αντίδραση ενεργοποιείται εάν η μάζα αναδεύεται περιοδικά, για αυτή τη χειρωνακτική εργασία ή χρησιμοποιούνται διάφορες ηλεκτρομηχανικές συσκευές.

Θα χρειαστεί επίσης να διατηρηθεί η θερμοκρασία στην εγκατάσταση από 30 έως 50 βαθμούς για να εξασφαλιστεί η δραστηριότητα των μεσόφιλων και θερμόφιλων βακτηρίων και η συμμετοχή τους στην αντίδραση.

Κατασκευαστική κατασκευή

Η απλούστερη μονάδα βιοαερίου είναι ένα αναδευόμενο βαρέλι με καπάκι. Το αέριο από το βαρέλι εισέρχεται στη δεξαμενή μέσω ενός εύκαμπτου σωλήνα, γίνεται μια τρύπα στο καπάκι για το σκοπό αυτό. Αυτός ο σχεδιασμός παρέχει αέριο σε έναν ή δύο καυστήρες αερίου.

Για την απόκτηση όγκων αερίου μεγάλης κλίμακας, χρησιμοποιείται ένα υπέργειο ή υπόγειο καταφύγιο, το οποίο είναι κατασκευασμένο από οπλισμένο σκυρόδεμα. Συνιστάται να διαιρέσετε ολόκληρο το δοχείο σε πολλά διαμερίσματα, προκειμένου η αντίδραση να συμβεί με μετατόπιση του χρόνου.

Το δοχείο δεν είναι πλήρως γεμάτο με μάζα, κατά περίπου 20 τοις εκατό, ο υπόλοιπος χώρος χρησιμεύει για τη συσσώρευση αερίου. Δύο σωλήνες συνδέονται με το καπάκι του δοχείου, ο ένας οδηγείται στον καταναλωτή και ο άλλος στη σφράγιση νερού - ένα δοχείο γεμάτο με νερό. Αυτό εξασφαλίζει καθαρισμό και ξήρανση αερίου, αέριο υψηλής ποιότητας που παρέχεται στον καταναλωτή.

Είναι όλα τόσο ομαλά;

Φαίνεται ότι μια τέτοια τεχνολογία για την τροφοδοσία μιας ιδιωτικής κατοικίας θα έπρεπε να έχει αναγκαστεί από καιρό να βγει από την αγορά με παραδοσιακές κεντρικές μεθόδους παροχής ενέργειας. Γιατί δεν συμβαίνει αυτό; Υπάρχουν πολλά επιχειρήματα που μαρτυρούν όχι υπέρ της εναλλακτικής ενέργειας. Αλλά η σημασία τους καθορίζεται σε ατομική βάση - για ορισμένους ιδιοκτήτες εξοχικών κατοικιών, ορισμένες αδυναμίες είναι σχετικές και άλλες δεν ενδιαφέρουν καθόλου.

Για μεγάλες εξοχικές κατοικίες, η όχι πολύ υψηλή απόδοση των εγκαταστάσεων εναλλακτικής ενέργειας μπορεί να γίνει πρόβλημα. Φυσικά, τα τοπικά ηλιακά συστήματα, οι αντλίες θερμότητας ή οι γεωθερμικές εγκαταστάσεις δεν μπορούν να συγκριθούν με την παραγωγικότητα ακόμη και των παλαιότερων υδροηλεκτρικών σταθμών, θερμοηλεκτρικών σταθμών και ακόμη περισσότερο πυρηνικών σταθμών ηλεκτροπαραγωγής. Ωστόσο, αυτό το μειονέκτημα συχνά ελαχιστοποιείται με την εγκατάσταση δύο ή και τριών συστήματα, χρησιμοποιώντας περισσότερη ισχύ. Η συνέπεια αυτού μπορεί να είναι ένα άλλο πρόβλημα - για την εγκατάστασή τους, θα απαιτηθεί μια μεγαλύτερη περιοχή, η οποία δεν είναι δυνατή η κατανομή σε όλα τα έργα σπιτιών.

Για την αδιάλειπτη τροφοδοσία του αριθμού των οικιακών συσκευών και του συστήματος θέρμανσης που είναι οικείο σε ένα σύγχρονο σπίτι, απαιτείται μεγάλη ισχύς. Επομένως, το έργο θα πρέπει να προβλέπει τέτοιες πηγές που μπορούν να παράγουν τέτοια ισχύ. Και αυτό απαιτεί μια σταθερή επένδυση - όσο πιο ισχυρός είναι ο εξοπλισμός, τόσο πιο ακριβός είναι.

Επιπλέον, σε ορισμένες περιπτώσεις (για παράδειγμα, όταν χρησιμοποιείται αιολική ενέργεια), η πηγή μπορεί να μην εγγυάται τη σταθερότητα της παραγωγής ενέργειας. Ως εκ τούτου, είναι απαραίτητο να εξοπλιστεί όλη η επικοινωνία με συσκευές αποθήκευσης. Συνήθως, για το σκοπό αυτό εγκαθίστανται μπαταρίες και συλλέκτες, κάτι που συνεπάγεται το ίδιο πρόσθετο κόστος και την ανάγκη να διατεθούν περισσότερα τετραγωνικά μέτρα στο σπίτι.

Η αρχή της λειτουργίας ενός ηλιακού σταθμού στο σπίτι

Μια ηλιακή μονάδα παραγωγής ενέργειας είναι ένα σύστημα που αποτελείται από πάνελ, έναν μετατροπέα, μια μπαταρία και έναν ελεγκτή. Το ηλιακό πάνελ μετατρέπει την ακτινοβολούμενη ενέργεια σε ηλεκτρική (όπως προαναφέρθηκε). Συνεχές ρεύμα εισέρχεται στον ελεγκτή, ο οποίος διανέμει το ρεύμα στους καταναλωτές (για παράδειγμα, υπολογιστής ή φωτισμός).Ένας μετατροπέας μετατρέπει το συνεχές ρεύμα σε εναλλασσόμενο ρεύμα και τροφοδοτεί τις περισσότερες ηλεκτρικές οικιακές συσκευές. Η μπαταρία αποθηκεύει ενέργεια που μπορεί να χρησιμοποιηθεί τη νύχτα.

Περιγραφή βίντεο

Ένα καλό παράδειγμα υπολογισμών που δείχνουν πόσα πάνελ χρειάζονται για την παροχή αυτόνομης παροχής ρεύματος, δείτε αυτό το βίντεο:

Πώς χρησιμοποιείται η ηλιακή ενέργεια για την παραγωγή θερμότητας

Τα ηλιακά συστήματα χρησιμοποιούνται για θέρμανση νερού και θέρμανση σπιτιού. Μπορούν να παρέχουν θέρμανση (κατόπιν αιτήματος του ιδιοκτήτη) ακόμα και όταν έχει τελειώσει η περίοδος θέρμανσης και να παρέχουν δωρεάν ζεστό νερό στο σπίτι. Η πιο απλή συσκευή είναι τα μεταλλικά πάνελ που τοποθετούνται στην οροφή του σπιτιού. Συσσωρεύουν ενέργεια και ζεστό νερό, το οποίο κυκλοφορεί μέσω σωλήνων που κρύβονται κάτω από αυτά. Η λειτουργία όλων των ηλιακών συστημάτων βασίζεται σε αυτήν την αρχή, παρά το γεγονός ότι μπορεί να διαφέρουν δομικά μεταξύ τους.

Οι ηλιακοί συλλέκτες αποτελούνται από:

• δεξαμενή αποθήκευσης;
• αντλιοστάσιο;
• ελεγκτής
• αγωγοί?
• εξαρτήματα.

Ανάλογα με τον τύπο κατασκευής διακρίνονται οι επίπεδοι και οι συλλέκτες κενού. Στην πρώτη, ο πυθμένας καλύπτεται με θερμομονωτικό υλικό και το υγρό κυκλοφορεί μέσω γυάλινων σωλήνων. Οι συλλέκτες κενού είναι εξαιρετικά αποδοτικοί επειδή οι απώλειες θερμότητας περιορίζονται στο ελάχιστο. Αυτός ο τύπος συλλέκτη παρέχει όχι μόνο θέρμανση με ηλιακούς συλλέκτες ιδιωτικής κατοικίας - είναι βολικό να χρησιμοποιείται για συστήματα παροχής ζεστού νερού και πισίνες θέρμανσης.

Η αρχή λειτουργίας του ηλιακού συλλέκτη

Δημοφιλείς κατασκευαστές ηλιακών συλλεκτών

Τις περισσότερες φορές, προϊόντα της Yingli Green Energy και της Suntech Power Co. βρίσκονται στα ράφια.Τα πάνελ Himin Solar (Κίνα) είναι επίσης δημοφιλή. Τα ηλιακά πάνελ τους παράγουν ηλεκτρισμό ακόμα και σε βροχερό καιρό.

Η παραγωγή ηλιακών μπαταριών έχει επίσης καθιερωθεί από εγχώριο κατασκευαστή. Οι παρακάτω εταιρείες το κάνουν αυτό:

• Hevel LLC στο Novocheboksarsk;
• "Telecom-STV" στο Zelenograd.
• Sun Shines (Autonomous Lighting Systems LLC) στη Μόσχα.
• JSC "Ryazan Plant of Metal-Ceramic Devices";
• CJSC "Termotron-zavod" και άλλοι.

Μπορείτε πάντα να βρείτε μια κατάλληλη επιλογή για την τιμή. Για παράδειγμα, στη Μόσχα για ηλιακούς συλλέκτες για ένα σπίτι, το κόστος θα κυμαίνεται από 21.000 έως 2.000.000 ρούβλια. Το κόστος εξαρτάται από τη διαμόρφωση και την ισχύ των συσκευών.

Τα ηλιακά πάνελ δεν είναι πάντα επίπεδα - υπάρχουν πολλά μοντέλα που εστιάζουν το φως σε ένα σημείο

Βήματα εγκατάστασης μπαταρίας

1. Για την εγκατάσταση των πάνελ, επιλέγεται το πιο φωτισμένο μέρος - πιο συχνά αυτές είναι οι στέγες και οι τοίχοι των κτιρίων. Προκειμένου η συσκευή να λειτουργεί όσο το δυνατόν πιο αποτελεσματικά, τα πάνελ είναι τοποθετημένα σε μια συγκεκριμένη γωνία ως προς τον ορίζοντα. Το επίπεδο σκότους της επικράτειας λαμβάνεται επίσης υπόψη: γύρω αντικείμενα που μπορούν να δημιουργήσουν μια σκιά (κτίρια, δέντρα κ.λπ.)
2. Τα πάνελ εγκαθίστανται χρησιμοποιώντας ειδικά συστήματα στερέωσης.
3. Στη συνέχεια, οι μονάδες συνδέονται με την μπαταρία, τον ελεγκτή και τον μετατροπέα και ρυθμίζεται ολόκληρο το σύστημα.

Για την εγκατάσταση του συστήματος, αναπτύσσεται πάντα ένα προσωπικό έργο, το οποίο λαμβάνει υπόψη όλα τα χαρακτηριστικά της κατάστασης: πώς θα πραγματοποιηθεί η εγκατάσταση ηλιακά πάνελ επάνω στέγη του σπιτιού, τιμή και όροι. Ανάλογα με το είδος και το εύρος των εργασιών, όλα τα έργα υπολογίζονται σε ατομική βάση. Ο πελάτης αποδέχεται την εργασία και λαμβάνει εγγύηση για αυτήν.

Η εγκατάσταση των ηλιακών συλλεκτών πρέπει να γίνεται από επαγγελματίες και με την τήρηση των μέτρων ασφαλείας.

Ως αποτέλεσμα - οι προοπτικές για την ανάπτυξη των ηλιακών τεχνολογιών

Εάν στη Γη η πιο αποτελεσματική λειτουργία των ηλιακών συλλεκτών παρεμποδίζεται από τον αέρα, ο οποίος σε κάποιο βαθμό διασκορπίζει την ακτινοβολία του Ήλιου, τότε στο διάστημα δεν υπάρχει τέτοιο πρόβλημα. Οι επιστήμονες αναπτύσσουν έργα για γιγάντιους δορυφόρους σε τροχιά με ηλιακούς συλλέκτες που θα λειτουργούν 24 ώρες την ημέρα. Από αυτά, η ενέργεια θα μεταδοθεί σε συσκευές λήψης εδάφους. Αλλά αυτό είναι θέμα του μέλλοντος και για τις υπάρχουσες μπαταρίες, οι προσπάθειες στοχεύουν στη βελτίωση της ενεργειακής απόδοσης και στη μείωση του μεγέθους των συσκευών.

γεωθερμική ενέργεια

Ανεξερεύνητα είδη εναλλακτικών πηγών ενέργειας κρύβονται στα έγκατα του πλανήτη. Η ανθρωπότητα γνωρίζει τη δύναμη και την κλίμακα των φυσικών εκδηλώσεων. Η δύναμη της έκρηξης ενός ηφαιστείου είναι ασύγκριτη με κανέναν από τους τεχνητούς σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής.

Δυστυχώς, οι άνθρωποι ακόμα δεν ξέρουν πώς να χρησιμοποιήσουν αυτή τη γιγαντιαία ενέργεια για τα καλά, αλλά η φυσική ζεστασιά της Γης ή η γεωθερμική ενέργεια προσελκύει την προσοχή των επιστημόνων, καθώς είναι ένας ανεξάντλητος πόρος.

Είναι γνωστό ότι ο πλανήτης μας εκπέμπει ετησίως μια τεράστια ποσότητα εσωτερικής θερμότητας, η οποία αντισταθμίζεται από τη ραδιενεργή διάσπαση των ισοτόπων στον φλοιό της υδρογείου. Υπάρχουν δύο τύποι γεωθερμικής πηγής ενέργειας.

Υπόγειες πισίνες

Πρόκειται για φυσικές πισίνες με ζεστό νερό ή μείγμα ατμού-νερού - υδροθερμικές ή ατμοθερμικές πηγές. Οι πόροι από αυτές τις πηγές εξάγονται μέσω γεωτρήσεων και στη συνέχεια η ενέργεια χρησιμοποιείται για τις ανάγκες της ανθρωπότητας.

Βράχοι

Η θερμότητα από τα καυτά πετρώματα μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη θέρμανση του νερού. Για να γίνει αυτό, διοχετεύεται σε ορίζοντες για περαιτέρω χρήση για ενεργειακούς σκοπούς.

Ένα από τα μειονεκτήματα αυτού του τύπου ενέργειας είναι η ασθενής συγκέντρωσή του. Ωστόσο, σε συνθήκες όπου κατά την κατάδυση για κάθε 100 μέτρα, η θερμοκρασία αυξάνεται κατά 30-40 βαθμούς, μπορεί να εξασφαλιστεί η οικονομική χρήση του.

Η τεχνολογία χρήσης αυτής της ενέργειας σε πολλά υποσχόμενες «γεωθερμικές περιοχές» έχει σαφή πλεονεκτήματα:

• ανεξάντλητα αποθέματα?
• οικολογική καθαριότητα?
• η απουσία μεγάλου κόστους για την ανάπτυξη των πηγών.

Η περαιτέρω ανάπτυξη του πολιτισμού είναι αδύνατη χωρίς την εισαγωγή νέων τεχνολογιών στον τομέα της ενέργειας. Σε αυτό το μονοπάτι υπάρχουν δυσεπίλυτα καθήκοντα που η ανθρωπότητα δεν έχει ακόμη επιλύσει.

Ωστόσο, η ανάπτυξη αυτής της κατεύθυνσης παίζει σημαντικό ρόλο και σήμερα υπάρχει ήδη εξοπλισμός που μπορεί να εξοικονομήσει σημαντικά πόρους.Οι παραδοσιακές και εναλλακτικές πηγές ενέργειας είναι μια εξαιρετική εναλλακτική λύση. Για να υλοποιηθούν τέτοιες ιδέες απαιτείται υπομονή, επιδέξια χέρια, καθώς και κάποιες δεξιότητες και γνώσεις.

Τύποι εναλλακτικής ενέργειας

Ανάλογα με την πηγή ενέργειας, η οποία, ως αποτέλεσμα του μετασχηματισμού, επιτρέπει σε ένα άτομο να λαμβάνει ηλεκτρική και θερμική ενέργεια που χρησιμοποιείται στην καθημερινή ζωή, η εναλλακτική ενέργεια ταξινομείται σε διάφορους τύπους που καθορίζουν τις μεθόδους παραγωγής της και τους τύπους εγκαταστάσεων που εξυπηρετούν Αυτό.

Ενέργεια του ήλιου

Η ηλιακή ενέργεια βασίζεται στη μετατροπή της ηλιακής ενέργειας, η οποία έχει ως αποτέλεσμα ηλεκτρική και θερμική ενέργεια.

Η παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας βασίζεται σε φυσικές διεργασίες που συμβαίνουν στους ημιαγωγούς υπό την επίδραση του ηλιακού φωτός, η παραγωγή θερμικής ενέργειας βασίζεται στις ιδιότητες των υγρών και των αερίων.

Για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας ολοκληρώνονται οι ηλιακοί σταθμοί παραγωγής ενέργειας, η βάση των οποίων είναι ηλιακές μπαταρίες (πάνελ) κατασκευασμένες με βάση κρυστάλλους πυριτίου.

Η βάση των θερμικών εγκαταστάσεων είναι οι ηλιακοί συλλέκτες, στους οποίους η ενέργεια του ήλιου μετατρέπεται σε θερμική ενέργεια του ψυκτικού.

Η ισχύς τέτοιων εγκαταστάσεων εξαρτάται από τον αριθμό και την ισχύ των μεμονωμένων συσκευών που αποτελούν μέρος θερμικών και ηλιακών σταθμών.

Αιολική ενέργεια

Η αιολική ενέργεια βασίζεται στη μετατροπή της κινητικής ενέργειας των μαζών του αέρα σε ηλεκτρική ενέργεια που χρησιμοποιείται από τους καταναλωτές.

Η βάση των ανεμογεννητριών είναι μια ανεμογεννήτρια.Οι ανεμογεννήτριες διαφέρουν ως προς τις τεχνικές παραμέτρους, τις συνολικές διαστάσεις και το σχεδιασμό: με οριζόντιο και κάθετο άξονα περιστροφής, διαφορετικούς τύπους και αριθμούς πτερυγίων, καθώς και τη θέση τους (στεριά, θάλασσα κ.λπ. ).

δύναμη νερού

Η υδροηλεκτρική ενέργεια βασίζεται στη μετατροπή της κινητικής ενέργειας των υδάτινων μαζών σε ηλεκτρική ενέργεια, η οποία χρησιμοποιείται και από τον άνθρωπο για τους δικούς του σκοπούς.

Τα αντικείμενα αυτού του τύπου περιλαμβάνουν υδροηλεκτρικούς σταθμούς διαφόρων δυνατοτήτων που είναι εγκατεστημένοι σε ποτάμια και άλλα υδατικά συστήματα. Σε τέτοιες εγκαταστάσεις, υπό την επίδραση της φυσικής ροής του νερού ή δημιουργώντας ένα φράγμα, το νερό δρα στα πτερύγια μιας τουρμπίνας που παράγει ηλεκτρική ενέργεια. Ο υδροστρόβιλος είναι η βάση των υδροηλεκτρικών σταθμών.

Ένας άλλος τρόπος απόκτησης ηλεκτρικής ενέργειας μετατρέποντας την ενέργεια του νερού είναι η χρήση της παλιρροιακής ενέργειας, μέσω της κατασκευής παλιρροϊκών σταθμών. Η λειτουργία τέτοιων εγκαταστάσεων βασίζεται στη χρήση της κινητικής ενέργειας του θαλασσινού νερού κατά τις παλίρροιες που συμβαίνουν στις θάλασσες και τους ωκεανούς υπό την επίδραση αντικειμένων του ηλιακού συστήματος.

Η ζεστασιά της γης

Η γεωθερμική ενέργεια βασίζεται στη μετατροπή της θερμότητας που εκπέμπεται από την επιφάνεια της γης, τόσο σε μέρη όπου απελευθερώνονται γεωθερμικά νερά (σεισμικά επικίνδυνες περιοχές), όσο και σε άλλες περιοχές του πλανήτη μας.

Για τη χρήση των γεωθερμικών νερών χρησιμοποιούνται ειδικές εγκαταστάσεις, μέσω των οποίων η εσωτερική θερμότητα της γης μετατρέπεται σε θερμική και ηλεκτρική ενέργεια.

Η χρήση αντλίας θερμότητας σάς επιτρέπει να λαμβάνετε θερμότητα από την επιφάνεια της γης, ανεξάρτητα από τη θέση της. Το έργο του βασίζεται στις ιδιότητες των υγρών και των αερίων, καθώς και στους νόμους της θερμοδυναμικής.

βιοκαύσιμα

Τα είδη των βιοκαυσίμων διαφέρουν ως προς τον τρόπο λήψης τους, την κατάσταση συσσώρευσής τους (υγρό, στερεό, αέριο) και τους τύπους χρήσης. Ο δείκτης που ενώνει όλα τα είδη βιοκαυσίμων είναι ότι η βάση για την παραγωγή τους είναι τα βιολογικά προϊόντα, από την επεξεργασία των οποίων λαμβάνεται ηλεκτρική και θερμική ενέργεια.

Τα στερεά βιοκαύσιμα είναι τα καυσόξυλα, οι μπρικέτες καυσίμου ή τα πέλλετ, τα αέρια είναι το βιοαέριο και το βιοϋδρογόνο και τα υγρά είναι η βιοαιθανόλη, η βιομεθανόλη, η βιοβουτανόλη, ο διμεθυλαιθέρας και το βιοντίζελ.

Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα των ηλιακών σταθμών

Πλεονεκτήματα:

• Η ηλιακή ενέργεια είναι μια ανανεώσιμη πηγή ενέργειας. Ταυτόχρονα, είναι διαθέσιμο στο κοινό και δωρεάν.
• Οι ηλιακές εγκαταστάσεις είναι αρκετά ασφαλείς στη χρήση.
• Τέτοιοι σταθμοί ηλεκτροπαραγωγής είναι εντελώς αυτόνομοι.
• Είναι οικονομικά και έχουν γρήγορη περίοδο απόσβεσης. Το κύριο κόστος προκύπτει μόνο για τον απαραίτητο εξοπλισμό και απαιτεί ελάχιστη επένδυση στο μέλλον.
• Ένα άλλο χαρακτηριστικό γνώρισμα είναι η σταθερότητα στην εργασία. Πρακτικά δεν υπάρχουν υπερτάσεις ρεύματος σε τέτοιους σταθμούς.
• Δεν είναι ιδιότροπα στη συντήρηση και είναι αρκετά εύχρηστα.
• Επίσης, για τον εξοπλισμό SPP είναι χαρακτηριστική μια χαρακτηριστική μεγάλη περίοδος λειτουργίας.

Ελαττώματα:

• Ως πηγή ενέργειας, το ηλιακό σύστημα είναι πολύ ευαίσθητο στο κλίμα, τις καιρικές συνθήκες και την ώρα της ημέρας. Ένας τέτοιος σταθμός ηλεκτροπαραγωγής δεν θα λειτουργεί αποτελεσματικά και παραγωγικά τη νύχτα ή μια συννεφιασμένη μέρα.
• Χαμηλότερη παραγωγικότητα σε γεωγραφικά πλάτη με δυνατές εποχές. Είναι πιο αποτελεσματικά σε περιοχές όπου ο αριθμός των ηλιόλουστων ημερών ανά έτος είναι πλησιέστερος στο 100%.
• Πολύ υψηλό και δυσπρόσιτο κόστος εξοπλισμού για ηλιακές εγκαταστάσεις.
• Η ανάγκη για περιοδικό καθαρισμό πάνελ και επιφανειών από μόλυνση. Διαφορετικά, απορροφάται λιγότερη ακτινοβολία και πέφτει η παραγωγικότητα.
• Σημαντική αύξηση της θερμοκρασίας του αέρα εντός του σταθμού ηλεκτροπαραγωγής.
• Η ανάγκη χρήσης του εδάφους με τεράστια έκταση.
• Περαιτέρω δυσκολίες στη διαδικασία απόρριψης των συστατικών των φυτών, ιδίως των φωτοκυττάρων, μετά το τέλος της διάρκειας ζωής τους.

Όπως σε κάθε βιομηχανικό τομέα, η επεξεργασία και μετατροπή της ηλιακής ενέργειας έχει τα δυνατά και τα αδύνατα σημεία της.

Είναι πολύ σημαντικό τα πλεονεκτήματα να καλύπτουν τα μειονεκτήματα, οπότε η εργασία θα είναι δικαιολογημένη.

Σήμερα, οι περισσότερες από τις εξελίξεις σε αυτόν τον κλάδο στοχεύουν στη βελτιστοποίηση και τη βελτίωση της λειτουργίας και χρήσης των υφιστάμενων μεθόδων και στην ανάπτυξη νέων που είναι ασφαλέστερες και πιο παραγωγικές.

Η σκοπιμότητα χρήσης ηλιακού συστήματος

Ηλιακό σύστημα - ένα σύμπλεγμα για τη μετατροπή της ενέργειας της ηλιακής ακτινοβολίας σε θερμική ενέργεια, η οποία στη συνέχεια μεταφέρεται σε έναν εναλλάκτη θερμότητας για τη θέρμανση του ψυκτικού ενός συστήματος θέρμανσης ή παροχής νερού.

Η αποδοτικότητα μιας ηλιακής θερμικής εγκατάστασης εξαρτάται από την ηλιακή ακτινοβολία - η ποσότητα ενέργειας που λαμβάνεται κατά τη διάρκεια μιας ημέρας φωτός ανά 1 τ.μ. επιφάνειας που βρίσκεται υπό γωνία 90 ° σε σχέση με την κατεύθυνση των ακτίνων του ήλιου. Η τιμή μέτρησης του δείκτη είναι kWh / τ.μ., η τιμή της παραμέτρου ποικίλλει ανάλογα με την εποχή.

Το μέσο επίπεδο ηλιακής ηλιακής ακτινοβολίας για μια περιοχή με εύκρατο ηπειρωτικό κλίμα είναι 1000-1200 kWh/sq.m (ανά έτος). Η ποσότητα του ήλιου είναι η καθοριστική παράμετρος για τον υπολογισμό της απόδοσης ενός ηλιακού συστήματος.

Η χρήση εναλλακτικής πηγής ενέργειας σάς επιτρέπει να θερμάνετε το σπίτι, να έχετε ζεστό νερό χωρίς παραδοσιακό κόστος ενέργειας - αποκλειστικά μέσω ηλιακής ακτινοβολίας

Η εγκατάσταση ενός ηλιακού συστήματος θέρμανσης είναι ένα δαπανηρό εγχείρημα. Για να δικαιολογηθούν οι κεφαλαιουχικές δαπάνες, είναι απαραίτητος ο ακριβής υπολογισμός του συστήματος και η τήρηση της τεχνολογίας εγκατάστασης.

Παράδειγμα. Η μέση τιμή ηλιακής ηλιακής ακτινοβολίας για την Τούλα στα μέσα του καλοκαιριού είναι 4,67 kV / τ. m * ημέρα, υπό την προϋπόθεση ότι το πλαίσιο συστήματος είναι εγκατεστημένο υπό γωνία 50 °. Η απόδοση ενός ηλιακού συλλέκτη επιφάνειας 5 τ.μ υπολογίζεται ως εξής: 4,67 * 4 = 18,68 kW θερμότητας ανά ημέρα. Αυτός ο όγκος είναι αρκετός για να θερμάνει 500 λίτρα νερού από θερμοκρασία 17°C έως 45°C.

Όπως δείχνει η πρακτική, όταν χρησιμοποιείτε μια ηλιακή εγκατάσταση, οι ιδιοκτήτες εξοχικών σπιτιών το καλοκαίρι μπορούν να αλλάξουν εντελώς από τη θέρμανση νερού με ηλεκτρική ή αερίου στην ηλιακή μέθοδο

Μιλώντας για τη σκοπιμότητα εισαγωγής νέων τεχνολογιών, είναι σημαντικό να ληφθούν υπόψη τα τεχνικά χαρακτηριστικά ενός συγκεκριμένου ηλιακού συλλέκτη. Ορισμένα ξεκινούν με 80W/τ.μ. ηλιακής ενέργειας, άλλα ξεκινούν με 20W/τ.μ.

Ακόμη και σε ένα νότιο κλίμα, η χρήση ενός συστήματος συλλογής αποκλειστικά για θέρμανση δεν θα αποδώσει. Εάν η εγκατάσταση χρησιμοποιείται αποκλειστικά το χειμώνα με έλλειψη ήλιου, τότε το κόστος του εξοπλισμού δεν θα καλυφθεί ούτε για 15-20 χρόνια.

Για να χρησιμοποιηθεί το ηλιακό συγκρότημα όσο το δυνατόν πιο αποτελεσματικά, πρέπει να συμπεριληφθεί στο σύστημα παροχής ζεστού νερού. Ακόμα και το χειμώνα, ο ηλιακός συλλέκτης θα σας επιτρέψει να «κόψετε» τους λογαριασμούς ενέργειας για θέρμανση νερού έως και 40-50%.

Σύμφωνα με τους ειδικούς, για οικιακή χρήση, το ηλιακό σύστημα αποδίδει σε περίπου 5 χρόνια. Με αύξηση των τιμών του ρεύματος και του φυσικού αερίου, θα μειωθεί η περίοδος απόσβεσης του συγκροτήματος

Εκτός από τα οικονομικά οφέλη, η «ηλιακή θέρμανση» έχει επιπλέον πλεονεκτήματα:

1. Φιλικότητα προς το περιβάλλον. Μειωμένες εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα. Για ένα χρόνο, 1 τ.μ ηλιακού συλλέκτη εμποδίζει 350-730 κιλά εξόρυξης να εισέλθουν στην ατμόσφαιρα.
2. Αισθητική. Ο χώρος ενός συμπαγούς μπάνιου ή κουζίνας μπορεί να σωθεί από ογκώδεις λέβητες ή θερμοσίφωνες αερίου.
3. Αντοχή. Οι κατασκευαστές ισχυρίζονται ότι εάν ακολουθηθεί η τεχνολογία εγκατάστασης, το συγκρότημα θα διαρκέσει περίπου 25-30 χρόνια. Πολλές εταιρείες παρέχουν εγγύηση έως και 3 ετών.

Επιχειρήματα κατά της χρήσης της ηλιακής ενέργειας: έντονη εποχικότητα, εξάρτηση από τον καιρό και υψηλή αρχική επένδυση.

Αριθμητικά χαρακτηριστικά της ηλιακής ακτινοβολίας

Υπάρχει ένας τέτοιος δείκτης όπως η ηλιακή σταθερά. Η τιμή του είναι 1367 Watt. Αυτή είναι η ποσότητα ενέργειας ανά 1 τ.μ. πλανήτης Γη. Αυτό είναι περίπου 20-25% λιγότερη ενέργεια που φτάνει στην επιφάνεια της γης λόγω της ατμόσφαιρας. Επομένως, η τιμή της ηλιακής ενέργειας ανά τετραγωνικό μέτρο, για παράδειγμα, στον ισημερινό είναι 1020 Watt. Και λαμβάνω υπόψη την αλλαγή της ημέρας και της νύχτας, την αλλαγή της γωνίας του ήλιου πάνω από τον ορίζοντα, αυτός ο δείκτης μειώνεται κατά περίπου 3 φορές.

Αλλά από πού προέρχεται αυτή η ενέργεια; Οι επιστήμονες άρχισαν να ασχολούνται για πρώτη φορά με αυτό το ζήτημα τον 19ο αιώνα και οι εκδοχές ήταν εντελώς διαφορετικές. Σήμερα, ως αποτέλεσμα ενός τεράστιου αριθμού μελετών, είναι αξιόπιστα γνωστό ότι η πηγή ηλιακής ενέργειας είναι η αντίδραση της μετατροπής 4 ατόμων υδρογόνου σε πυρήνα ηλίου. Ως αποτέλεσμα αυτής της διαδικασίας, απελευθερώνεται σημαντική ποσότητα ενέργειας. Για παράδειγμα, η ενέργεια που απελευθερώνεται κατά τον μετασχηματισμό 1 γρ. Το υδρογόνο είναι συγκρίσιμο με την ενέργεια που απελευθερώνεται κατά την καύση 15 τόνων βενζίνης.

Αντλίες θερμότητας για θέρμανση σπιτιού

Οι αντλίες θερμότητας χρησιμοποιούν όλες τις διαθέσιμες εναλλακτικές πηγές ενέργειας. Παίρνουν θερμότητα από το νερό, τον αέρα, το έδαφος. Σε μικρές ποσότητες, αυτή η θερμότητα υπάρχει ακόμα και το χειμώνα, οπότε η αντλία θερμότητας τη συλλέγει και την ανακατευθύνει στη θέρμανση του σπιτιού.

Οι αντλίες θερμότητας χρησιμοποιούν επίσης εναλλακτικές πηγές ενέργειας - τη θερμότητα της γης, το νερό και τον αέρα

Αρχή λειτουργίας

Γιατί οι αντλίες θερμότητας είναι τόσο ελκυστικές; Το γεγονός ότι έχοντας ξοδέψει 1 kW ενέργειας για την άντλησή του, στη χειρότερη περίπτωση, θα λάβετε 1,5 kW θερμότητας και οι πιο επιτυχημένες υλοποιήσεις μπορούν να δώσουν έως και 4-6 kW.Και αυτό δεν έρχεται σε αντίθεση με το νόμο της διατήρησης της ενέργειας με κανέναν τρόπο, επειδή η ενέργεια δαπανάται όχι για την απόκτηση θερμότητας, αλλά όχι για την άντλησή της. Όχι λοιπόν ασυνέπειες.

Σχέδιο αντλίας θερμότητας για χρήση εναλλακτικών πηγών ενέργειας

Οι αντλίες θερμότητας έχουν τρία κυκλώματα λειτουργίας: δύο εξωτερικά και είναι εσωτερικά, καθώς και έναν εξατμιστή, έναν συμπιεστή και έναν συμπυκνωτή. Το σχήμα λειτουργεί ως εξής:

• Ένα ψυκτικό κυκλοφορεί στο πρωτεύον κύκλωμα, το οποίο παίρνει θερμότητα από πηγές χαμηλού δυναμικού. Μπορεί να χαμηλώσει στο νερό, να θαφτεί στο έδαφος ή να πάρει θερμότητα από τον αέρα. Η υψηλότερη θερμοκρασία που επιτυγχάνεται σε αυτό το κύκλωμα είναι περίπου 6°C.
• Το εσωτερικό κύκλωμα κυκλοφορεί ένα θερμαντικό μέσο με πολύ χαμηλό σημείο βρασμού (συνήθως 0°C). Όταν θερμαίνεται, το ψυκτικό εξατμίζεται, ο ατμός εισέρχεται στον συμπιεστή, όπου συμπιέζεται σε υψηλή πίεση. Κατά τη συμπίεση, απελευθερώνεται θερμότητα, ο ατμός του ψυκτικού θερμαίνεται σε μέση θερμοκρασία από +35°C έως +65°C.
• Στον συμπυκνωτή, η θερμότητα μεταφέρεται στο ψυκτικό από το τρίτο - κύκλωμα θέρμανσης. Οι ατμοί ψύξης συμπυκνώνονται και μετά εισέρχονται περαιτέρω στον εξατμιστή. Και μετά ο κύκλος επαναλαμβάνεται.

Το κύκλωμα θέρμανσης γίνεται καλύτερα με τη μορφή ζεστού δαπέδου. Οι θερμοκρασίες είναι οι καλύτερες για αυτό. Το σύστημα καλοριφέρ θα απαιτήσει πάρα πολλά τμήματα, κάτι που είναι άσχημο και ασύμφορο.

Εναλλακτικές πηγές θερμικής ενέργειας: πού και πώς να πάρετε θερμότητα

Όμως η μεγαλύτερη δυσκολία είναι η συσκευή του πρώτου εξωτερικού κυκλώματος, που συλλέγει θερμότητα. Δεδομένου ότι οι πηγές είναι χαμηλού δυναμικού (υπάρχει λίγη θερμότητα στο κάτω μέρος), απαιτούνται μεγάλες περιοχές για τη συλλογή της σε επαρκείς ποσότητες. Υπάρχουν τέσσερις τύποι περιγραμμάτων:

• Δακτύλιοι τοποθετημένοι σε σωλήνες νερού με ψυκτικό.Το σώμα του νερού μπορεί να είναι οτιδήποτε - ένα ποτάμι, μια λίμνη, μια λίμνη. Η κύρια προϋπόθεση είναι ότι δεν πρέπει να παγώσει ακόμη και στους πιο σοβαρούς παγετούς. Οι αντλίες που αντλούν θερμότητα από το ποτάμι λειτουργούν πιο αποτελεσματικά· πολύ λιγότερη θερμότητα μεταφέρεται στο στάσιμο νερό. Μια τέτοια πηγή θερμότητας είναι η πιο εύκολη στην εφαρμογή - ρίξτε σωλήνες, δέστε ένα φορτίο. Υπάρχει μόνο μεγάλη πιθανότητα τυχαίας ζημιάς.

• Θερμικά πεδία με σωλήνες θαμμένους κάτω από το πάγωμα. Σε αυτή την περίπτωση, υπάρχει μόνο ένα μειονέκτημα - μεγάλοι όγκοι χωματουργικών εργασιών. Πρέπει να αφαιρέσουμε το χώμα σε μεγάλη έκταση, και μάλιστα σε σταθερό βάθος.

• Χρήση γεωθερμικών θερμοκρασιών. Γίνεται διάνοιξη πολλών βαθιών φρεατίων και κυκλώματα ψυκτικού μέσου κατεβαίνουν σε αυτά. Το καλό με αυτή την επιλογή είναι ότι απαιτεί λίγο χώρο, αλλά όχι παντού όπου είναι δυνατό να τρυπηθούν σε μεγάλα βάθη και οι υπηρεσίες γεώτρησης κοστίζουν πολύ. Μπορείτε, ωστόσο, να φτιάξετε μόνοι σας ένα γεωτρύπανο, αλλά η δουλειά εξακολουθεί να μην είναι εύκολη.

• Εξαγωγή θερμότητας από τον αέρα. Έτσι λειτουργούν τα κλιματιστικά με δυνατότητα θέρμανσης - παίρνουν θερμότητα από τον «εξωλέμβιο» αέρα. Ακόμη και σε θερμοκρασίες κάτω από το μηδέν, τέτοιες μονάδες λειτουργούν, αν και σε όχι πολύ "βαθύ" μείον - έως -15 ° C. Για να κάνετε την εργασία πιο έντονη, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε τη θερμότητα από τους άξονες εξαερισμού. Ρίξτε μερικές σφεντόνες με ψυκτικό εκεί και αντλήστε θερμότητα από εκεί.

Το κύριο μειονέκτημα των αντλιών θερμότητας είναι η υψηλή τιμή της ίδιας της αντλίας και η εγκατάσταση πεδίων συλλογής θερμότητας δεν είναι φθηνή. Σε αυτή την περίπτωση, μπορείτε να εξοικονομήσετε χρήματα φτιάχνοντας μόνοι σας την αντλία και επίσης τοποθετώντας τα περιγράμματα με τα χέρια σας, αλλά το ποσό θα παραμείνει σημαντικό. Το πλεονέκτημα είναι ότι η θέρμανση θα είναι φθηνή και το σύστημα θα λειτουργεί για μεγάλο χρονικό διάστημα.

Είδη

Σήμερα, διάφοροι τύποι ηλιακών συλλεκτών κερδίζουν όλο και μεγαλύτερη δημοτικότητα. Με την πρώτη ματιά, μπορεί να φαίνεται ότι όλα τα ηλιακά στοιχεία είναι τα ίδια: ένας μεγάλος αριθμός μεμονωμένων μικρών ηλιακών κυψελών διασυνδέονται και καλύπτονται με ένα διαφανές φιλμ. Αλλά, στην πραγματικότητα, όλες οι μονάδες διαφέρουν σε ισχύ, σχεδιασμό και μέγεθος. Και αυτή τη στιγμή, οι κατασκευαστές έχουν χωρίσει τα ηλιακά συστήματα σε δύο κύριους τύπους: πυρίτιο και φιλμ.

Για οικιακούς σκοπούς, τοποθετούνται ηλιακοί συλλέκτες με φωτοκύτταρα πυριτίου. Είναι τα πιο δημοφιλή στην αγορά. Από τα οποία μπορούν επίσης να διακριθούν τρεις τύποι - αυτοί είναι πολυκρυσταλλικοί, μονοκρυσταλλικοί, έχουν ήδη περιγραφεί λεπτομερέστερα στο άρθρο και άμορφοι, στους οποίους θα σταθούμε λεπτομερέστερα.

Άμορφα - κατασκευάζονται επίσης με βάση το πυρίτιο, αλλά, επιπλέον, έχουν επίσης μια εύκαμπτη ελαστική δομή. Αλλά δεν κατασκευάζονται από κρυστάλλους πυριτίου, αλλά από σιλάνιο - ένα άλλο όνομα για το υδρογόνο πυριτίου. Από τα χαρακτηριστικά των άμορφων μονάδων, μπορεί κανείς να σημειώσει εξαιρετική απόδοση ακόμη και σε συννεφιασμένο καιρό και την ικανότητα επανάληψης οποιασδήποτε επιφάνειας. Αλλά η απόδοση είναι πολύ χαμηλότερη - μόνο 5%.

Ο δεύτερος τύπος ηλιακών συλλεκτών - φιλμ, παράγεται με βάση αρκετές ουσίες.

• Κάδμιο - τέτοια πάνελ αναπτύχθηκαν στη δεκαετία του '70 του περασμένου αιώνα και χρησιμοποιήθηκαν στο διάστημα. Σήμερα όμως το κάδμιο χρησιμοποιείται επίσης στην παραγωγή βιομηχανικών και οικιακών ηλιακών σταθμών.
• Ενότητες βασισμένες σε ημιαγωγό CIGS - που αναπτύχθηκαν από σεληνίδιο του χαλκού, ίνδιο και είναι πάνελ μεμβράνης. Το ίνδιο χρησιμοποιείται επίσης ευρέως στην κατασκευή οθονών υγρών κρυστάλλων.
• Πολυμερές - χρησιμοποιείται επίσης στην παραγωγή μονάδων ηλιακού φιλμ. Το πάχος ενός πάνελ είναι περίπου 100 nm, αλλά η απόδοση παραμένει στο επίπεδο του 5%. Αλλά από τα πλεονεκτήματα μπορεί να σημειωθεί ότι τέτοια συστήματα έχουν προσιτή τιμή και δεν εκπέμπουν επιβλαβείς ουσίες στην ατμόσφαιρα.

Αλλά και σήμερα, κυκλοφορούν στην αγορά λιγότερο ογκώδη φορητά μοντέλα. Είναι ειδικά σχεδιασμένα για χρήση σε υπαίθριες δραστηριότητες. Συχνά, τέτοιοι ηλιακοί συλλέκτες χρησιμοποιούνται για την επαναφόρτιση φορητών συσκευών: μικρά gadget, κινητά τηλέφωνα, κάμερες και βιντεοκάμερες.

Οι φορητές μονάδες χωρίζονται σε τέσσερις τύπους.

• Χαμηλή ισχύς - δώστε μια ελάχιστη φόρτιση, η οποία είναι αρκετή για να επαναφορτίσετε ένα κινητό τηλέφωνο.
• Ευέλικτο - μπορεί να διπλωθεί σε ρολό και να έχει μικρό βάρος, λόγω αυτού και λόγω της μεγάλης δημοτικότητας μεταξύ των τουριστών και των ταξιδιωτών.
• Στερεωμένα σε υπόστρωμα - έχουν πολύ μεγαλύτερο βάρος, περίπου 7-10 κιλά και, κατά συνέπεια, δίνουν περισσότερη ενέργεια. Τέτοιες μονάδες είναι ειδικά σχεδιασμένες για χρήση σε ταξίδια μεγάλων αποστάσεων με αυτοκίνητο και μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν για μερική αυτόνομη παροχή ενέργειας σε εξοχική κατοικία.
• Καθολική - απαραίτητη για πεζοπορία, η συσκευή διαθέτει αρκετούς προσαρμογείς για ταυτόχρονη φόρτιση διαφόρων συσκευών, το βάρος μπορεί να φτάσει τα 1,5 κιλά.

Είναι κατάλληλο για ένα συνηθισμένο σπίτι

• Για οικιακή χρήση, η ηλιακή ενέργεια είναι ένας πολλά υποσχόμενος τύπος ενέργειας.
• Ως πηγή ηλεκτρικής ενέργειας για κτίρια κατοικιών, χρησιμοποιούνται σταθμοί ηλιακής ενέργειας, οι οποίοι παράγονται από βιομηχανικές επιχειρήσεις στη Ρωσία και στο εξωτερικό. Εγκαταστάσεις εκδίδονται διάφορες ισχύς και ένα πλήρες σετ.
• Η χρήση αντλίας θερμότητας - θα παρέχει σε ένα κτίριο κατοικιών ζεστό νερό, θα θερμαίνει το νερό στην πισίνα, θα θερμαίνει το ψυκτικό υγρό στο σύστημα θέρμανσης ή τον αέρα μέσα στις εγκαταστάσεις.
• Ηλιακοί συλλέκτες - μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε συστήματα οικιακής θέρμανσης και ζεστού νερού. Πιο αποτελεσματικοί, σε αυτή την περίπτωση, οι συλλέκτες σωλήνων κενού.